【文章內(nèi)容簡介】 配一般以網(wǎng)絡為單位（一個A類、B類或C類網(wǎng)）進行分配。對于一個A類網(wǎng)或B類網(wǎng)來說，每個IP網(wǎng)絡中包含了巨大的主機地址（A類1600多萬，B類6萬多），一旦該網(wǎng)絡ID為某機構(gòu)或地區(qū)所申請，其它機構(gòu)就不能使用?？梢韵胂瘢瑳]有一個機構(gòu)或部門的網(wǎng)絡主機數(shù)量會到達1600多萬個。因此一般來說，對于A類網(wǎng)絡和B類網(wǎng)絡都存在巨大的IP地址浪費問題。同時，在一個IP網(wǎng)絡中，主機數(shù)量過于龐大，也不利于網(wǎng)絡的管理。為解決此IP地址浪費問題以及解決管理問題，可以將標準的A類、B類或C類網(wǎng)絡再分成若干子網(wǎng)。方法是從標準的標準的A類、B類或C類網(wǎng)絡中的主機ID部分，劃分出連續(xù)的若干比特表示子網(wǎng)絡號。那么我們需要從主機ID中劃分出多少比特呢？這是由具體管理網(wǎng)絡的人員根據(jù)網(wǎng)絡需要進行劃分的。劃分方案確定后，用子網(wǎng)掩碼來表示。如下圖所示。圖3－9 子網(wǎng)掩碼（二）子網(wǎng)掩碼的使用假如一個單位申請了一個 C 類地址 ，在此單位有 8 個部門。為了便于管理，準備把 C 類地址分為 8 個子網(wǎng)，其子網(wǎng)掩碼是什么？圖3－10 一個C類網(wǎng)絡分為8個子網(wǎng)分析：根據(jù)地址類別的定義，一個 C 類地址的標準子網(wǎng)掩碼是 （），為了把 的 C 類網(wǎng)分為 8 個子網(wǎng)，我們需要 3 個比特來表示子網(wǎng)。如圖6－10。結(jié)果：子網(wǎng)掩碼是 （）幾種特殊的IP地址（一）直接廣播地址（directed broadcasting）TCP/IP規(guī)定，主機號各位全為“1C的IP地址用于廣播之用，叫做直接廣播地址。所謂廣播，即同時向網(wǎng)上的所有主機發(fā)送報文，當一個分組被發(fā)送給直接廣播地址時，這個分組的拷貝便被發(fā)送到該網(wǎng)絡的所有主機。對一個廣播型的物理網(wǎng)絡（如以太網(wǎng)），直接廣播很容易地通過硬件實現(xiàn)，對一個非廣播象網(wǎng)絡，必須通過軟件將分組的拷貝發(fā)往網(wǎng)內(nèi)各個主機，實現(xiàn)直接廣播功能。（二）有限廣播地址 TCP/IP規(guī)定，32比特全為“1“的IP地址用于本網(wǎng)廣播，該地址叫做有限廣播地址（limited broadcast address）.主機在啟動過程中，往往不知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡號，這時候，若想向本網(wǎng)廣播，就要使用有限廣播地址。（三）本機地址TCP/IP規(guī)定，各位全為“0C的網(wǎng)間網(wǎng)地址被解釋成“本”主機。主機在啟動過程中，通過一系列TCP/IP協(xié)議獲得自己的IP地址，而這些啟動協(xié)議間又需要IP地址進行通信，顯然，這時主機不能提供一個正確的本機IP地址，為了解決這個矛盾，就要使用這個全“0解的本機地址。（四）回送地址（Loopback IP）A類網(wǎng)絡地址127是一個保留地址，用于網(wǎng)絡軟件測試以及本機進程間的通信，叫做回送地址。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進行任何網(wǎng)絡傳輸。TCP/IP規(guī)定，含網(wǎng)絡號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡上，主機和網(wǎng)關不能為該地址廣播任何尋徑信息。子網(wǎng)規(guī)劃 網(wǎng)絡地址的計算11000000 10101000 00000001 00000000IP地址為: 192 . 168 . 1 . 711000000 10101000 00000001 00000111 255 . 255 . 255 . 24011111111 11111111 11111111 11110000IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址(二進制)網(wǎng)絡地址圖3－11 網(wǎng)址計算如上圖所示，IP地址和子網(wǎng)掩碼都已經(jīng)知道，那么網(wǎng)絡地址就是IP地址的二進制和子網(wǎng)掩碼的二進制進行“與”的計算?！芭c”的計算方法是1amp。1=1,1amp。0=0,0amp。0=0。那么膠片中IP地址和子網(wǎng)掩碼的與計算為： 11000000，10101000，00000001，00000111＆ 1111111 ，11111111，11111111，11110000 11000000，10101000，00000001，00000000最后得到的就是網(wǎng)絡地址。 主機數(shù)的計算主機數(shù)為： 2n可用主機數(shù)為 : 2n 2子網(wǎng)掩碼N網(wǎng)絡位主機位1111111111111100000000000000圖3－12 主機數(shù)的計算例如：如圖3－13所示IP地址為： /28=該子網(wǎng)掩碼二進制表示為：11111111，11111111，11111111，1111000028bits網(wǎng)絡位4bits主機位主機總數(shù)為： 24 可用主機數(shù)為: 24 2圖3－13 主機數(shù)計算舉例，也就是說24bits的主機位；,也就是說16bits主機位；,也就是說8bits的主機位。如圖3－13的例子是一個C類地址，標準子網(wǎng)掩碼有8bits的主機位，那么計算子網(wǎng)總數(shù)的時候就為2的84次方，8指的是標準子網(wǎng)掩碼的主機位個數(shù)，4為實際主機位個數(shù)，進行相減后，就得到了主機位數(shù)，既可表示為284 2那么就得到了可用主機總數(shù)，A、B類IP地址以此類推。無子網(wǎng)編址對于沒有子網(wǎng)的IP地址組織，外部將該組織看作單一網(wǎng)絡，不需要知道內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如， .，不考慮地址的第三和第四個8位分組，這種方案的好處是減少路由表的項目。但這種方案沒辦法區(qū)分一個大的網(wǎng)絡內(nèi)不同的子網(wǎng)網(wǎng)段，這使網(wǎng)絡內(nèi)所有主機都能收到在該大的網(wǎng)絡內(nèi)的廣播，會降低網(wǎng)絡的性能，另外也不利于管理。比如，一個B類網(wǎng)可容納65000個主機在網(wǎng)絡內(nèi)。但是沒有任何一個單位能夠同時管理這么多主機。這就需要一種方法將這種網(wǎng)絡分為不同的網(wǎng)段。按照各個子網(wǎng)段進行管理，即進行子網(wǎng)編址。 帶子網(wǎng)編址圖3－14 帶子網(wǎng)編址從地址分配的角度來看，子網(wǎng)是網(wǎng)段地址的擴充。網(wǎng)絡管理員根據(jù)組織增長的需要決定子網(wǎng)的大小。網(wǎng)絡設備使用子網(wǎng)掩碼（Subnet Masking）決定IP地址中哪部分為網(wǎng)絡部分，哪部分為主機部分。子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機部分全都是0。缺省狀態(tài)下，如果沒有進行子網(wǎng)劃分，。利用子網(wǎng)，網(wǎng)絡地址的使用會更加有效。對外 仍為一個網(wǎng)絡，對內(nèi)部而言，則分為不同的子網(wǎng)。如圖3－14所示， 分為兩個網(wǎng)段：， 。 子網(wǎng)段；公司的工程部使用 子網(wǎng)段。這樣可使路由器根據(jù)目的子網(wǎng)地址進行路由，從而限制一個子網(wǎng)的廣播報文發(fā)送到其它網(wǎng)段，不對網(wǎng)絡的效率產(chǎn)生影響。 子網(wǎng)規(guī)劃舉例圖3－15 子網(wǎng)規(guī)劃例子在上圖例子中，網(wǎng)段地址是一個C類地址：。假設需要20個子網(wǎng)，其中每個子網(wǎng)5個主機，就要把主機地址的最后一個八位組分成子網(wǎng)部分和主機部分。子網(wǎng)部分的位數(shù)決定了子網(wǎng)的數(shù)目。在這個例子中，因為是C類地址，所以子網(wǎng)部分和主機部分總共是8位，因為242025,所以子網(wǎng)部分占有5位，最大可提供30（25 2）個子網(wǎng)。剩余3位為主機部分。一共有8個（23）值。主機部分全是0的IP地址，是子網(wǎng)網(wǎng)絡地址；主機部分全是1的IP地址是本子網(wǎng)的廣播地址。這樣就剩余6個主機地址?？梢詽M足需要。每個網(wǎng)段分別為：~~~………~~~變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）圖3－16 變長子網(wǎng)掩碼把一個網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)，要求每一個子網(wǎng)使用不同的網(wǎng)絡標識ID。但是每個子網(wǎng)的主機數(shù)不一定相同，而且相差很大，如果我們每個子網(wǎng)都采用固定長度子網(wǎng)掩碼，而每個子網(wǎng)上分配的地址數(shù)相同，這就造成地址的大量浪費。這時候我們可以采用變長子網(wǎng)掩碼（VLSM，Variable Length Subnet Masking）技術(shù)，對節(jié)點數(shù)比較多的子網(wǎng)采用較短的子網(wǎng)掩碼，子網(wǎng)掩碼較短的地址可表示的網(wǎng)絡/子網(wǎng)數(shù)較少，而子網(wǎng)可分配的地址較多；節(jié)點數(shù)比較少的子網(wǎng)采用較長的子網(wǎng)掩碼，可表示的邏輯網(wǎng)絡/子網(wǎng)數(shù)較多，而子網(wǎng)上可分配地址較少。這種尋址方案必能節(jié)省大量的地址，節(jié)省的這些地址可以用于其它子網(wǎng)上。 如上圖所示。這個公司共購置了5臺路由器，一臺路由器作為企業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)關路由器接入當?shù)豂SP，其它4臺路由器連接四個辦公點，每個辦公點20臺PC。從上圖可以看出，需要劃分8個子網(wǎng)，4個辦公點網(wǎng)段需要21個IP地址（包括一個路由器接口），與網(wǎng)關路由器相連的四個網(wǎng)段各需要2個IP地址，每個網(wǎng)段IP地址數(shù)目差異較大，可以采用VLSM技術(shù)。，劃出3個子網(wǎng)位，共有5個主機位，可以容納最多252=30臺主機。對于四個辦公點路由器和網(wǎng)關路由器相連網(wǎng)段，劃出6個子網(wǎng)位，2個主機位，最多有2個合法IP地址。 無類域間路由（CIDR）圖3－17 無類域間路由CIDR（Classless Inter Domain Routing，無類域間路由）由RFC1817定義。CIDR突破了傳統(tǒng)IP地址分類邊界，把路由表中的若干條路由匯聚為一條路由，減少了路由表的規(guī)模，提高了路由器的可擴展性。如上圖所示，一個ISP被分配了一些C類網(wǎng)絡，~。這個ISP準備把這些C類網(wǎng)絡分配給各個用戶群，目前已經(jīng)分配了三個C類網(wǎng)段給用戶。如果沒有實施CIDR技術(shù)，ISP的路由器的路由表中會有三條下連網(wǎng)段的路由條目，并且會把它通告給Internet上的路由器。通過實施CIDR技術(shù)，。，大大減少了路由表的數(shù)目。值得注意的是，使用CIDR技術(shù)匯聚的網(wǎng)絡地址的比特位必須是一致的，如上例所示。，這些網(wǎng)段路由將無法匯聚，無法實現(xiàn)CIDR技術(shù)。 由于連接介質(zhì)的不同，通信協(xié)議的不同，計算機網(wǎng)絡的種類劃分方法名目繁多。但一般來講，計算機網(wǎng)絡可以按照它覆蓋的地理范圍，劃分成局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)，以及介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）。局域網(wǎng)（LAN）局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設備互連在一起所形成的網(wǎng)絡，覆蓋范圍一般局限在房間、大樓或園區(qū)內(nèi)。局域網(wǎng)一般指分布于幾公里范圍內(nèi)的網(wǎng)絡。局域網(wǎng)的特點是：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。IEEE 。 局域網(wǎng)類型目前我國常見的局域網(wǎng)類型包括：以太網(wǎng)（Ethernet）、異步傳輸模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）等，它們在拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸速率、數(shù)據(jù)格式等多方面都有許多不同。其中應用最廣泛的當屬以太網(wǎng)—— 一種總線結(jié)構(gòu)的LAN，是目前發(fā)展最迅速、也最經(jīng)濟的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)設備 LAN 的設計目標主要面對有限的地理區(qū)域，它允許同時訪問高帶寬的介質(zhì)。LAN 通過局部管理控制網(wǎng)絡的私有權(quán)利，提供全時的局部服務，其連接物理設備一般在相對較近的環(huán)境中。局域網(wǎng)絡建設時常用網(wǎng)絡設備有，如圖4－1所示：1） 線纜（cable）：局域網(wǎng)的距離擴展通常需要通過線纜來實現(xiàn)，不同的局域網(wǎng)有不同連接線纜，如光纖（fiber）、雙絞線（twisted pair）、同軸電纜等。2） 網(wǎng)卡（NIC，Network Interface Card）：插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡上其它設備能夠識別的格式，通過網(wǎng)絡介質(zhì)傳輸。它的主要技術(shù)參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方式等。 3） 集線器（Hub）：是單一總線共享式設備，提供很多網(wǎng)絡接口，負責將網(wǎng)絡中多個計算機連在一起。所謂共享是指集線器所有端口共用一條數(shù)據(jù)總線，同一時刻只能有一個用戶傳輸數(shù)據(jù)，因此平均每用戶（端口）傳遞的數(shù)據(jù)量、速率等受活動用戶（端口）總數(shù)量的限制。4） 交換機（Switch）： 也稱交換式集線器（Switched Hub）。它同樣具備許多接口，提供多個網(wǎng)絡節(jié)點互連。但它的性能卻較共享集線器（Shared Hub）大為提高：相當于擁有多條總線，使各端口設備能獨立地作數(shù)據(jù)傳遞而不受其它設備影響，表現(xiàn)在用戶面前即是各端口有獨立、固定的帶寬。此外，交換機還具備集線器欠缺的功能，如數(shù)據(jù)過濾、網(wǎng)絡分段、廣播控制等。 5） 路由器（Router）： 路由器是一種用于網(wǎng)絡互連的計算機設備，它工作在 OSI 參考模型的第三層（網(wǎng)絡層），為不同的網(wǎng)絡之間報文尋徑并存儲轉(zhuǎn)發(fā)。通常路由器還會支持兩種以上的網(wǎng)絡協(xié)議以支持異種網(wǎng)絡互聯(lián)，一般的路由器還會運行一些動態(tài)路由協(xié)議以實現(xiàn)動態(tài)尋徑。 6） ATM交換機（ATM Switch）：用于ATM網(wǎng)絡互連。ATM技術(shù)將在其他課程中闡述，不是本書的重點，感興趣的學員可以查閱相關資料。 HUB交換機路由器ATM 交換機圖4－1 局域網(wǎng)常用設備廣域網(wǎng)（WAN）廣域網(wǎng)的定義WAN連接地理范圍較大，常常是一個國家或是一個洲。中國公用分組交換網(wǎng)（CHINAPAC）、中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（CHINADDN），國家教育和科研網(wǎng)（CERnet），CHINANET以及在建的CNGI（China Next Generation Internet）都屬于廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)類型WAN的目的是為了讓分布較遠的各局域網(wǎng)互連，所以它的結(jié)構(gòu)又分為末端系統(tǒng)（end system ，兩端的用戶集合）和通信系統(tǒng)（中間鏈路）兩部分。通信系統(tǒng)是廣域網(wǎng)的關鍵，它主要有以下幾種： 1. 公共電話網(wǎng)：即PSTN（Public Switched Telephone Network），這種系統(tǒng)使用電路交換技術(shù)，必須給每一個通話分配一個專用的語音通道，消息是以模擬的形式在PSTN上傳送的。傳輸介質(zhì)是普通電話線。它的特點是費用低，易于建立，且分布廣泛。 2. 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)：即ISDN（Integrated Service Digital Network），是一種撥號連接方式。 ISDN BRI提供的是2B+D的數(shù)據(jù)通道，每個B通道速率為64Kbps，其速率最高可達到128kbps。ISDN PRI有兩種標準：歐洲標準（30B＋D）和北美標準（23B＋D）。ISDN為數(shù)字傳輸方式，具有連接迅速、傳輸可靠等特點，并支持對方號碼識別。ISDN 話費較普通電話略高，但它的雙通道使其能同時支持兩路獨立的應用，是一項對個人或小型辦公室較適合的網(wǎng)絡接入方式。 3. 專線：即Leased Line，國內(nèi)稱為