【導讀】成情況，包括系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，功能模塊劃分以及數(shù)據(jù)庫模式分析等。同時介紹了vc++編程，網(wǎng)絡，路由器的一些基本知識。第三章子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分30

　　

【正文】 不同的網(wǎng)絡號或子網(wǎng)號，實際上我們可 以認為是將主機號分為兩個部分：子網(wǎng)號、子網(wǎng)主機號。 形式如下： 未做子網(wǎng)劃分的 ip 地址：網(wǎng)絡號＋主機號 做子網(wǎng)劃分后的 ip 地址：網(wǎng)絡號＋子網(wǎng)號＋子網(wǎng)主機號 也就是說 ip 地址在化分子網(wǎng)后，以前的主機號位置的一部分給了子網(wǎng)號，余下的 是子網(wǎng)主機號 33 33 子網(wǎng)編址技術 。 子網(wǎng)是指一個 ip 地址上生成的邏輯網(wǎng)絡，它可以讓一個網(wǎng)絡地址跨越多個物理網(wǎng)絡， 即一個網(wǎng)絡地址代表多個網(wǎng)絡（很明顯這樣做可以節(jié)省 ip地址）。 比如你是某個學校的網(wǎng)管，你的學校有四個處于不同物理位置的網(wǎng)絡教室，每個網(wǎng)絡教室 25 臺機器，你的任務是給這些機器配置 ip地址和子網(wǎng)掩碼。你可能會覺得這再簡單不過了，申請 4 個 C 類地址，每個教室一個，然后在一一配置不就搞定了。嗯，這樣做理論上沒錯，但你有沒有想到這樣做很浪費，你一共浪費了 (25425)*4=916 個 ip地址，如果所 有的網(wǎng)管都像你這樣做，那么 inter 上的 ip 地址將會在極短的時間內(nèi)枯竭，顯然，你是不能這樣做，你應該做子網(wǎng)劃分。 子網(wǎng)劃分說白了是這樣一個事情：因為在劃分了子網(wǎng)后， ip 地址的網(wǎng)絡號是不變的，因此在局域網(wǎng)外部看來，這里仍然只存在一個網(wǎng)絡，即網(wǎng)絡號所代表的那個網(wǎng)絡；但在網(wǎng)絡內(nèi)部卻是另外一個景象，因為我們每個子網(wǎng)的子網(wǎng)號是不同的，當用化分子網(wǎng)后的 ip 地址與子網(wǎng)掩碼（注意，這里指的子網(wǎng)掩碼已經(jīng)不是缺省子網(wǎng)掩碼了，而是自定義子網(wǎng)掩碼，是管理員在經(jīng)過計算后得出的）做 39。與 39。運算時，每個子網(wǎng)將得到不同的子網(wǎng)地址，從而 實現(xiàn)了對網(wǎng)絡的劃分子網(wǎng)編址技術，即子網(wǎng)劃分將會有助于以下問題的解決： 1）巨大的網(wǎng)絡地址管理耗費：如果你是一個 A 類網(wǎng)絡的管理員，你一定會為管理數(shù)量龐大的主機而頭痛的； 2）路由器中的選路表的急劇膨脹：當路由器與其他路由器交換選路 34 34 表時，互聯(lián)網(wǎng)的負載是很高的，所需的計算量也很高； 3） IP 地址空間有限并終將枯竭：這是一個至關重要的問題，高速發(fā)展的 inter,使原來的編址方法不能適應，而一些 ip 地址卻不能被充分的利用，造成了浪費。 因此，在配置局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡時，根據(jù)需要劃分子網(wǎng)是很重要的，有時也是必要的。 現(xiàn)在，子網(wǎng)編址技術已經(jīng)被絕大多數(shù)局域網(wǎng)所使用。 如何劃分子網(wǎng)及確定子網(wǎng)掩碼 在動手劃分之前，一定要考慮網(wǎng)絡目前的需求和將來的需求計劃。劃分子網(wǎng)主要從以下方面考慮 : 1．網(wǎng)絡中物理段的數(shù)量（即要劃分的子網(wǎng)數(shù)量） 2．每個物理段的主機的數(shù)量 確定子網(wǎng)掩碼的步驟： 第一步：確定物理網(wǎng)段的數(shù)量，并將其轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，并確定位數(shù)n。如：你需要 6 個子網(wǎng)， 6 的二進制值為 110，共 3 位 ,即 n=3； 第二步：按照你 ip 地址的類型寫出其缺省子網(wǎng)掩碼。如 C 類，則缺省子網(wǎng)掩碼為 。 第三步：將子網(wǎng)掩碼中與主機號的前 n 位對應的位置置 1，其余位置置 0。若 n=3 且為 C 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為 . B 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為 00 化為十進制得到 35 35 A 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為 00 化為十進制得到 另：由于網(wǎng)絡被劃分為 6 個子網(wǎng)，占用了主機號的前 3 位，若是 C 類地址，則主機號只能用 5 位來表示主機號，因此每個子網(wǎng)內(nèi)的主機數(shù)量＝（ 2 的 5 次方）－ 2＝ 30， 6 個子網(wǎng)總共所能標識的主機數(shù)將小于254，這點請大家注意！ 解惑： 1 你可能有這樣的疑問，比如在上面的例子里， 6 的二進制值為 110，那么為什么要將子網(wǎng)掩碼中與主機號的前 n 位對應的位置都置 1，而不是用 6的二進制 110去替代前 n位呢？我們計算子網(wǎng)掩碼的目的是什么？就是希望它在做 39。與 39。的時候能夠解析出網(wǎng)絡號，也就是說它與網(wǎng)絡號所對應的位置都應該 是 1（當然包括與子網(wǎng)號所對應的位置），那么很顯然，你寫上 110 是不對的，如果你這么寫，那么它的意義是主機號的前兩位作為子網(wǎng)號，那么這樣將最多劃分 2 個子網(wǎng)（不明白沒關系，下面有計算子網(wǎng)數(shù)量的方法），與我們當初所要劃分的 6 個子網(wǎng)顯然是不一致的。 2 細心的人可能會發(fā)現(xiàn)，劃分 4 個子網(wǎng)， 5 個子網(wǎng)和 6 個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是一樣的，同為 ，是不是錯了呢？三個子網(wǎng)掩碼應該不同呀？呵呵，是這樣的，因為 4， 5， 6 的二進制值都是3 為，因此在子網(wǎng)掩碼中這三位都置 1，劃分是沒有問題的，只是你 36 36 的理解上有一點小小 的問題，劃分為 4 個子網(wǎng)，其實可以理解為劃分為 6 個子網(wǎng)，但你只使用了其中的 4 個。比如你想劃分 8 個子網(wǎng)，與劃分 14 個子網(wǎng)所得到的子網(wǎng)掩碼是一樣的，都占用了 4 位作為子網(wǎng)號。 相關判斷方法 1）如何判斷是否做了子網(wǎng)劃分？ 這個問題很簡單，如果它使用了缺省子網(wǎng)掩碼，那么表示沒有作子網(wǎng)劃分；反之，則一定作了子網(wǎng)劃分。 2）如何計算子網(wǎng)地址？還是老辦法，將 ip 地址與子網(wǎng)掩碼的二進制形式做 39。與 39。，得到的結(jié)果即為子網(wǎng)地址。 3）如何計算主機地址？這個也不用說了吧，先將子網(wǎng)掩碼的二進制取 39。反 39。，再與 ip 地址做 39。與 39。 4）如 何計算子網(wǎng)數(shù)量？ 這個問題大家會常常提到，還是從子網(wǎng)掩碼入手，主要有兩個步驟： 1 觀察子網(wǎng)掩碼的二進制形式，確定作為子網(wǎng)號的位數(shù) n； 2 子網(wǎng)數(shù)量為 2 的 n 次方－ 2。（為什么減 2，呵呵，往下看） 舉個例子來說，比如有這樣一個子網(wǎng)掩碼： 其二進制為： n=3,2 的 3次方為8，說明子網(wǎng)地址可能有如下 8 種情況： 000 001 37 37 010 011 100 101 110 111 但其中代表網(wǎng)絡自身的 000；代表廣播地址的 111 是被保留的，所以要減 2。 5）如何計算總主機數(shù)量，子網(wǎng)內(nèi)主機數(shù)量？ 總主機數(shù)量＝子網(wǎng)數(shù)量 子網(wǎng)內(nèi)主機數(shù)量比如子網(wǎng)掩碼為 上面的討論知道它最多可以劃分 6 個子網(wǎng)，那么每個子網(wǎng)內(nèi)最多有多少個主機呢？其實上面我已經(jīng)給大家算過了，由于網(wǎng)絡被劃分為 6 個子網(wǎng)，占用了主機號的前 3 位，且是 C 類地址，則主機號只能用 5 位來表示主機號，因此子網(wǎng)內(nèi)的主機數(shù)量＝（ 2 的 5 次方）－ 2＝ 30. 因此通過這個子網(wǎng)掩碼我們可以算出這個網(wǎng)絡最多可以標識 6*30=180 個主機（可見，在化分子網(wǎng)后，整個網(wǎng)絡所能標 識的主機數(shù)量將減少）。 6）計算 ip 地址范圍 通過一個自定義子網(wǎng)掩碼，我們可以得到這個網(wǎng)絡所有可能的 ip 地址范圍。 38 38 具體步驟： 1 寫出二進制子網(wǎng)地址； 2 將子網(wǎng)地址化為十進制； 3 計算子網(wǎng)所能容納主機數(shù)； 4 得出 ip 范圍（起始地址：子網(wǎng)地址＋ 1；終止地址：子網(wǎng)地址＋主機數(shù)）假設一個子網(wǎng)掩碼為： ，可知其最多可以劃分 6 個子網(wǎng)，子網(wǎng)內(nèi)主機數(shù)為 30，那么所有可能的 ip 地址及計算流程如下：子網(wǎng)－子網(wǎng)地址（二進制）－－－－－－－－－－子網(wǎng)地址－－－－－實際 ip 范圍 1號－－ －－ －－ 2號－－ －－ －－ 3號－－ －－ －－ 4號－－ －－ 8－－ 5號－－ －－ 0－－ 6號－－ －－ 2－－ 39 39 ? 第四章 路由器基礎 知識 路由器是什么 是什么把網(wǎng)絡相互連接起來？是路由器。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡的樞紐、 交通警察 。目前路由器已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務的主力軍。 所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡把信息從源地點移動到目標地點的活動。一般來說，在路由過程中，信息至少會經(jīng)過一個或多個中間節(jié)點。通常，人們會把路由和交換進行對比，這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實，路由和交換之間 的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在 OSI 參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。 早在 40 多年之間就已經(jīng)出現(xiàn)了對路由技術的討論，但是直到 80年代路由技術才逐漸進入商業(yè)化的應用。路由技術之所以在問世之初沒有被廣泛使用主要是因為 80 年代之前的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)都非常簡單，路由技術沒有用武之地。直到最近十幾年，大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡才逐漸 流行起來，為路由技術的發(fā)展提供了良好的基礎和平臺。 路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點設備。路由器通過路由 決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇（ routing），這也是路由器名稱的由來 40 40 （ router，轉(zhuǎn)發(fā)者）。作為不同網(wǎng)絡之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于 TCP/IP 的國際互連網(wǎng)絡 Inter 的主體脈絡，也可以說，路由器構(gòu)成了 Inter 的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡互連的質(zhì)量。因此，在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個 Inter 研究領域中，路由器技術始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個 Inter 研究的一個縮影。在當前我國網(wǎng)絡 基礎建設和信息建設方興未艾之際，探討路由器在互連網(wǎng)絡中的作用、地位及其發(fā)展方向，對于國內(nèi)的網(wǎng)絡技術研究、網(wǎng)絡建設，以及明確網(wǎng)絡市場上對于路由器和網(wǎng)絡互連的各種似是而非的概念，都具有重要的意義。 路由器的作用 路由器的一個作用是連通不同的網(wǎng)絡，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡系統(tǒng)通信負荷，節(jié)約網(wǎng)絡系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。 從過濾網(wǎng)絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡 物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網(wǎng)絡進行劃分。例如，一臺支持 IP 協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)段，只有指向特 殊 IP 地址的網(wǎng)絡流量才可以通過路由器。對于每一個接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會重新計算其校驗值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的 41 41 交換機慢。但是，對于那些結(jié)構(gòu)復雜的網(wǎng)絡，使用路由器可以提高網(wǎng)絡 的整體效率。路由器的另外一個明顯優(yōu)勢就是可以自動過濾網(wǎng)絡廣播。從總體上說，在網(wǎng)絡中添加路由器的整個安裝過程要比 即插即用的交換機復雜很多。 一般說來，異種網(wǎng)絡互聯(lián)與多個子網(wǎng)互聯(lián)都應采用路由器來完成。 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成；這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù) —— 路徑表（ Routi ng Table），供路由選擇；時使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改， 可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機控制。 1．靜態(tài)路徑表 由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（ static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改變而改變。 2．動態(tài)路徑表 動態(tài)（ Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（ Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳 42 42 輸?shù)淖罴崖窂健? 路由器的類型 互聯(lián)網(wǎng)各種級別的網(wǎng)絡中隨處 都可見到路由器。接入網(wǎng)絡使得家庭和小型企業(yè)可以連接到某個互聯(lián)網(wǎng)服務提供商；企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個校園或企業(yè)內(nèi)成千上萬的計算機；骨干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能直接訪問的，它們連接長距離骨干網(wǎng)上的 ISP 和企業(yè) 網(wǎng)絡?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展無論是對骨干網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)還是接入網(wǎng)都帶來了不同的挑戰(zhàn)。骨干網(wǎng)要求路由器能對少數(shù)鏈路進行高速路由轉(zhuǎn)發(fā)。企業(yè)級路由器不但要求端口數(shù)目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，并提供 QoS。 1．接入路由器 接入路由器連接家庭或 ISP 內(nèi)的小型企業(yè)客戶。接入路由器已經(jīng)開始不只是提供 SLIP 或 PPP連接，還支持諸如 PPTP 和 IPSec 等虛擬私有網(wǎng)絡協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個端口上運行。諸如 ADSL 等技術將很快提高各家庭的可用帶寬，這將進一步增加接 入路由器的負擔。由于這些趨勢，接入路由器將來會支持許多異構(gòu)和高速端口，并在各個端口能夠運行多種協(xié)議，同時還要避開電話交換網(wǎng)。 2．企業(yè)級路由器 企業(yè)或校園級路由器連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標是以盡量便宜的方法實現(xiàn)盡可能多的端點互連，并且進一步要求支持不同的服務質(zhì)量。許多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡都是由 Hub 或網(wǎng)橋連接起來的以太網(wǎng)段。盡管這些 設備價格便宜、易于安裝、無需配置，但是它們不支持服 務等級。相反，有路由器參與的網(wǎng)