网络IP地址规划和子网划分 | 学习笔记（二）

开发者学堂课程【Linux高级网络应用 - 网络管理与配置实战：网络IP地址规划和子网划分】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识.

课程地址：https://developer.aliyun.com/learning/course/576/detail/7971

网络IP地址规划和子网划分

内容介绍：

一、划分子网

二、网络IP地址规划

三、可变长度子网掩码

四、IP地址的分类

五、特殊地址

二、网络IP地址规划

1.合并超网

定义

在特定情况下，需要将多个小网合并成一个大网，主机ID位向网络ID位借位。即主机ID位变多，网络ID位变少。

网络中含有多个网段，即需要在路由器中添加对应的每个网段的相应地址路径。

假设路由器一侧具有8个网络，即此路由器在后续其他路由器上含有到达此8个网络的对应路径，表现为8条路由记录。每个路由器含有的路由表必须体现出8个网络的路由记录，即路径的走势。在相关联的每个路由器的内存中，都将占用8条路由记录的内存空间，否则无法知道如何走向对应8条路经的方法

以网购为例，每人在网购中留存的地址即到达每个人的路径。假设教室中存在100个人，此100人都位于同一地址中，若分别填写不同的网络地址实际上造成了部分麻烦，而若此100人均留存相同的一个地址，则实现了占用空间的节省。

由于一对一分配方式过于浪费空间，故需将数个小网络合并为1个大网络，对应到路由器中只需要占用1个位置即能实现原本8个位置才能实现的工作。查询速度得到提升，进而提高了整个网络的通讯速度。

需注意，需要合并的网络拥有共同点才有合并的可能。

2.划分超网的实现

根据主机ID位变多，网络ID位变少的原则，实行主机ID位向网络ID位借位，以实现合并大网的运用

假设当前存在两个网络

10.0.0.0/8

172.20.0.0/16

若要将两网络进行合并，两者将来会位于同一网络之中，则需要拥有相同的网络ID。

172.20.0.0/16对应的十进制为：1010

10.0.0.0/8对应的十进制为：000010

故两者并没有合并的可能性。

如图具有8个小网络。每个小网络都属于C类地址，意味着前24位是其原来的网络ID。欲进行8个网络的合并，应取共同点

220.78.10101 000.0

220.78.10101 001.0      （借3位）

划分超网：主机ID位向网络ID位借位，使得最终网络ID相同，即进行三位的借位

220. 78. 10101 111.0

新网络ID：220. 78. 10101 000. 0

实际十进制形式：220. 78. 168.0/21

192.168.000000 01.0/24

192.168.000000 10.0/24

进行共同点的查找。

192.168.000000 11d.0/24

192.168.000000 00.0/24

192. 168.0.0/22

合并成新网后，网络中包含了本身需要合并的、以及额外的网络，带来了多余的不相关的网络。故有合并需求时，需要考虑所有的组合可能性，以免为将来实际运用带来不必要的麻烦。

2.实例

172. 16. 14. 1000 01 00

172. 16. 14. 1000 10 00

172. 16.14. 1000 11 00

进行上述三个网络的合并超网

取共同之处：172. 16. 14. 128/28l

三、可变长度子网掩码

如图存在三个路由器。其中172.16.0.0/16为一个大网络，其被切割成了两个小网络：172.16.1.0/24，172.16.2.0/24。再往下分被分为了三个小网络：172.16.14.32/27，172.16.14.64/27，172.16.14.96/27。由于两个路由器相连中间并无其他主机，故而使用30足以满足路由器本身的要求。在其中，各种子网掩码只需要依据实际请综合使用即可。

其中，若想求出172.16.14.132/30、172.16.14.136/30、172.16.14.140/30三个网络的合并超网，由于各个30的小网由于都存在共同点，则三个网络合成的网络的详细步骤为：

172.16.14.1000 01 00

172.16.14.1000 10 00

172.16.14.1000 11 00

172.16.14.128/28

四、IP地址的分类

互联网上采用的地址，总共可分为两大类。即：公共IP地址和私有IP地址。

1.公共IP地址和私有IP地址的区分

互联网对应的路由器上是否有对应的路由记录，有为公共IP地址，无则对应有IP地址

2.私有IP地址

私有IP地址分为A、B、C三类

到达这种类别的互联网没有路由，即没有路径，在互联网中不被分配独一无二的地址。局域网时使用，在互联网中无法直接访问。与互联网连接时，必须进行地址转换。一般适用于局域网等安全需求较高的场合，如学校微机室。

A类地址CIDR表示法：

10.0.0.0/8

172.17.0.0/16

172.17.0.0/16

......

172.31.0.0/16

A类即如上众多小网络的组合。

运用此16个网络IP地址实现合并超网：

二进制改写：

172.0001 0000.0.0/16

172.0001 0001.0.0/16

172.0001 1111.0.0/16

前四位相同，则合并的大网络地址为:172.16.0.0/12

3.公共IP地址

即公有地址。此类地址是拥有路由的、世界唯一的。其在全球范围的互联网之中会被分配独一无二的地址，可以通过互联网访问。但同时，由于公共IP地址具有能被任何人访问的特性，使其拥有了被攻击的风险，故安全性不如私有IP地址。

4.公有地址的局限性：

1.成本高

2.安全性较低

5.实例

（1）公有地址1.1.1.1

[root@centos7 ~]#ping 1.1.1.1

PING 1.1.1.1（1.1.1.1）56(84) bytes of data.

64 bytes from 1.1.1.1 : icmp_seq=2 tt1=51 time=261 ms

64 bytes from 1.1.1.1 : icmp_seq=3 tt1=51 time=33 ms

64 bytes from 1.1.1.1 : icmp_seq=5 tt1=51 time=238 ms //经过了64-51=13个路由器

^C  

--- 1.1.1.1 ping statistics ---

5 packets transmitted, 3 received, 40% packet loss, time 4004ms

rtt min/avg/max/mdev = 238.278/279.432/338.733/42.973ms

（2）谷歌美国地址8.8.8.8

[root@centos7 ~]#ping 8.8.8.8

PING 8.8.8.8（8.8.8.8）56(84) bytes of data.

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 tt1=41 time=141 ms

64 bytes from 8.8.8.8 : icmp_seq=2 tt1=41 time=168 ms  //经过了64-41=23个路由器

^C

--- 8.8.8.8 ping statistics ---

2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms

rtt min/avg/max/mdev = 141.966/155.218/168.470/13.252ms

（3）中国南京地址114.114.114.114

[root@centos7 ~]#ping 114.114.114.114

PING 114.114.114.114（114.114.114.114）56(84) bytes of data.

64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=1 tt1=88 time=148 ms

64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=5 tt1=91 time=62.0 ms

64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=6 tt1=92 time=117 ms

^C  

由于其地址在不断变化，说明主机经过的路由器每次都不是统一的。即体现了到达远程主机经过的路径也可是不同的。

五、特殊地址

（1）0.0.0.0

未知地址，一个特殊地址。在抓包时主机重启时，其会向网络中发送ARP广播询问自身的IP地址是否有人在使用。发包时使用的地址无效，即0.0.0.0，为确保网络中的地址无人使用。不是一个真正意义上的IP地址。它表示一个集合:所有不清楚的主机和目的网络。

[root@centos7 ~]#route -nKernel IP routing tableDestinati on

Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface

0.0.0.0   172.20.0.1  0.0.0.0  UG  100  0  0  ens37  

172.20.0.0  255.255.0.0.1 255.255.0.0 U 100 0 0 ens37

192.168.30.0 0.0.0.0  255.255.255.0 U  100  0 0 ens33

192.168.122.00.0.0.0 255.255.255.0 0 0 U   0   0   virbrO

（2）255.255.255.255

限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机.IP

（3）127.0.0.1 ~ 127.255.255.254

本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1" 的数据包。系统默认将127保存给予本地使用。当访问时，仅会访问本身的127地址。127开头的地址进行ping命令都可以ping通，都是属于回环地址使用的。

加地址命令：ip addr add 1.1.1.1/8 dev lo对回环地址进行地址的添加，进行随便一个ping命令能够ping通。确保前两位数字的相同即可确保回环网卡的ping命令正确

（4）224.0.0.0到239.255.255.255

组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。（5）224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序

（6）169.254.x.x.

如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机分配这样地址。