计算机网络子网划分笔记（含题解）

### 计算机网络子网划分知识点解析 #### 一、子网划分基本概念 子网划分(Subnetting)是将一个较大的IP地址空间划分为若干较小的子网地址空间的过程。这一技术允许网络管理员根据实际需求灵活地分配IP地址资源，提高网络效率并简化管理。子网划分可以通过定长子网掩码(Fixed-length Subnet Mask, FLSM)或变长子网掩码(Variable-length Subnet Mask, VLSM)两种方式进行。 #### 二、定长子网掩码(FLSM) 定长子网掩码是指在子网划分过程中所有子网的子网掩码长度相同。这种方式简单易懂，但可能会导致IP地址资源的浪费。 **示例分析：** - **题目:** 给定主机数50台，确定子网划分方案。 - **解答步骤:** 1. **确定主机位:** 要求主机数量为50台，因此至少需要\(2^6 - 2\)个地址来满足需求（这里减2是因为一个地址用于网络地址，另一个地址用于广播地址），故主机位需要6位。 2. **计算网络位:** IPv4地址总长度为32位，所以网络位为\(32 - 6 = 26\)位。 3. **子网掩码:** 对于IPv4地址，26位网络位对应的子网掩码为\(255.255.255.192\)。 4. **有效地址范围:** 若原始地址为\(192.168.18.0/24\)，则有效地址范围为\(192.168.18.1\)到\(192.168.18.62\)。 **进一步分析：** - **子网划分实例1:** 给定\(192.168.18.0/24\)，将其划分为两个子网。 - 子网掩码: \(255.255.255.192\) (2位) - 网络地址: \(192.168.18.0\) - 最小地址: \(192.168.18.1\) - 最大地址: \(192.168.18.62\) - **子网划分实例2:** 给定\(145.12.23.64/26\)，需划分5个子网。 - 子网掩码: \(255.255.255.248\) (3位) - 网络地址: \(145.12.23.64\) - 最小地址: \(145.12.23.65\) - 最大地址: \(145.12.23.70\) #### 三、变长子网掩码(VLSM) 变长子网掩码允许子网掩码的长度随子网需求的变化而变化，从而更加高效地利用IP地址资源。这种方法适用于大型网络环境中的IP地址管理。 **示例分析：** - **题目:** 给定IP地址块\(172.20.0.0/22\)，需按不同部门的需求进行子网划分。 - **解答步骤:** 1. **公司总部（500台主机）:** - 主机位: 9位 (\(2^9 - 2 > 500\)) - 网络位: \(32 - 9 = 23\)位 - 子网掩码: \(255.255.254.0\) - 网络地址: \(172.20.0.0\) - 最小可用IP地址: \(172.20.0.1\) - 最大可用IP地址: \(172.20.1.254\) 2. **销售部（200台主机）:** - 主机位: 8位 (\(2^8 - 2 > 200\)) - 网络位: \(32 - 8 = 24\)位 - 子网掩码: \(255.255.255.0\) - 网络地址: \(172.20.2.0\) - 最小可用IP地址: \(172.20.2.1\) - 最大可用IP地址: \(172.20.2.254\) 3. **人力资源部（50台主机）:** - 主机位: 6位 (\(2^6 - 2 > 50\)) - 网络位: \(32 - 6 = 26\)位 - 子网掩码: \(255.255.255.192\) - 网络地址: \(172.20.3.0\) - 最小可用IP地址: \(172.20.3.1\) - 最大可用IP地址: \(172.20.3.62\) 4. **法务部（20台主机）:** - 主机位: 5位 (\(2^5 - 2 > 20\)) - 网络位: \(32 - 5 = 27\)位 - 子网掩码: \(255.255.255.224\) - 网络地址: \(172.20.3.64\) - 最小可用IP地址: \(172.20.3.65\) - 最大可用IP地址: \(172.20.3.94\) #### 四、网络地址和广播地址 - **网络地址:** 通过将IP地址与子网掩码进行二进制与运算得到的结果就是该子网的网络地址。 - **广播地址:** 在子网内发送广播数据包时使用的地址。通常情况下，广播地址是将子网掩码的主机部分全部置1得到的地址。 **示例分析：** 对于上述示例中的销售部子网\(172.20.2.0/24\)： - 网络地址: \(172.20.2.0\) - 广播地址: \(172.20.2.255\) 无论是采用定长子网掩码还是变长子网掩码进行子网划分，都需要根据实际需求选择合适的网络位和主机位，从而高效利用IP地址资源。此外，了解如何计算网络地址和广播地址也是网络管理中非常重要的知识点。