IP網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分
(本文要求讀者懂得IP編址狠半,可以參考我之前的文章IP協(xié)議/地址(IPv4&IPv6)概要 - 菜繽的世界 CairBin's Blog)
什么是子網(wǎng)劃分
子網(wǎng)劃分允許網(wǎng)絡(luò)分段疤估,從而將較大的網(wǎng)絡(luò)劃分成較小的網(wǎng)絡(luò)
背景要求
隨著接入網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)主機增多光稼,對更方便的網(wǎng)絡(luò)管理庞呕、改善網(wǎng)絡(luò)性能和更輕松地實施安全策略的需求增大宜咒,兩級分層結(jié)構(gòu)顯然不足裹粤,因此就有了子網(wǎng)劃分邑贴。
IPv4網(wǎng)絡(luò)劃分子網(wǎng)
基礎(chǔ)
廣播域
在以太網(wǎng)LAN中束亏,設(shè)備使用廣播進(jìn)行定位铃在。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用ARP協(xié)議將二層廣播發(fā)送到本地網(wǎng)絡(luò)上已知的IPv4地址。
主機通常使用DHCP協(xié)議來獲取IPv4地址配置碍遍,這會發(fā)送本地網(wǎng)絡(luò)上的廣播來定位DHCP服務(wù)器定铜。
問題
大型廣播域由于其龐大的流量會使網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備運行緩慢,因此誕生了減小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以創(chuàng)建更小的廣播域的需求怕敬。
劃分子網(wǎng)
有類劃分
對于IPv4網(wǎng)絡(luò)揣炕,在二進(jìn)制八位數(shù)邊界/8、/16东跪、/24處最容易進(jìn)行子網(wǎng)劃分
- 其概括如下表:
- 我們以網(wǎng)絡(luò)
192.0.0.0/8
為例在/16
處劃分子網(wǎng)如下:
無類子網(wǎng)劃分
無類子網(wǎng)劃分畸陡,子網(wǎng)可以從任何主機位借位來創(chuàng)建掩碼矮烹。
我們記子網(wǎng)數(shù)目為N,每個子網(wǎng)下地址數(shù)和主機數(shù)分別為A罩锐、H奉狈,借用主機位的位數(shù)為n,剩下的主機位為h涩惑,則有如下關(guān)系
在每個子網(wǎng)的地址中仁期,有兩個地址無法分配給主機,它們分別是網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址竭恬,所以要減去2
注意跛蛋,劃分子網(wǎng)后的前綴長度不能為/31
和/32
特別是對于/31
,通過上面的公式可以知道每個子網(wǎng)下的主機數(shù)為0痊硕,這顯然恰好不符合要求赊级,/32
更不必說了。
可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)
傳統(tǒng)的子網(wǎng)掩碼可能會造成IP地址浪費岔绸,可變長子網(wǎng)掩碼根據(jù)借的主機位的位數(shù)理逊,先對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分,然后對子網(wǎng)進(jìn)一步劃分子網(wǎng)盒揉,并且該過程可重復(fù)以創(chuàng)建不同大小的子網(wǎng)晋被。
VLSM對于前面的計算公式仍適用。
IPv6網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分
IPv6劃分子網(wǎng)十分簡單刚盈。
IPv6全局單播地址使用子網(wǎng)ID字段劃分子網(wǎng)羡洛,該字段長16位,故可以劃分65536個子網(wǎng)(這還不包括從接口ID借位的情況)藕漱,每個子網(wǎng)支持多達(dá)18百億億的主機IPv6地址欲侮。
使用IPv6,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟髮γ總€LAN以及路由器之間的WAN鏈路劃分子網(wǎng)肋联,但相對于IPv4威蕉,IPv6對WAN子鏈路子網(wǎng)不再進(jìn)一步劃分子網(wǎng),因為地址足夠多牺蹄。