划分子网的三级地址结构
历史背景:
经历了IP地址规划的第一阶段,并且随着互联网技术的前进浪潮,人们渐渐地发现第一阶段制定的IP地址规则的不合理以及伴随IP地址的浪费和匮缺,例如:
A类IP地址的主机号长度为24bit,每一个网络号下可以容纳1600万个主机。显然,不可能有某一机构下需要1600万台主机,所以,A类IP地址浪费太严重了。
B类IP地址的主机号长度为16bit,每一个网络号下可以容纳6.5万个主机。同样面临着资源浪费严重的现象。
C类IP地址的主机号长度为8bit,每一个网络号下可以容纳254台主机。对于一般家庭用户同样会存在浪费问题。
进步:
因此,人们在第一阶段的标准分类的IP地址基础上,增加了子网号,形成了IP地址的三级结构,来有效的利用IP地址,解决第一阶段存在的问题。1991年,研究人员提出了子网(subnet)和掩码(mask)的概念。构成子网就是将一个大的网络规划分成几个较小的子网络,将传统的“网络号-主机号”的二级结构,变为“网络号-子网号-主机号”的三级结构。
(1)三级地址结构为:网络号(Net ID)--- 子网号(Subnet ID)--- 主机号(Host ID);
(2)听一个子网中所有的主机必须使用相同的子网号;
(3)子网之间的距离必须很近;
(4)分配子网属于组织或者用户行为,无需向ICANN(互联网名称与数字地址分配机构)提出申请;
(5)一般,一个子网也称为一个IP网络或者一个网络。
说明:子网之间必须间隔很近,主要是从Internet路由器工作的效率角度考虑的,使用子网最好是在一个大的校园或者公司中。
那么,我们如何从对方的IP地址中知道其子网号的呢?--------子网掩码(Subnet Mask)。
A类地址的掩码(就是掩码,不是子网掩码)是:255.0.0.0(化为二进制后数其中1的个数为8,因此可以简写为:/8)
B类地址的掩码是:255.255.0.0(同上,简写为:/16)
C类地址的掩码是:255.255.255.0(简写为:/24)
其实,根据前面所讲的我们可以知道:从IP地址的前几位(A类网络号第一位必须为0,B类网络号前两位必须为10,C类网络号第一位必须为110)就可以判断出一个IP地址属于哪一类了,并且可以知道其相应掩码。接下来就是划分子网了,以一个C类的IP地址为例:192.168.102.102,其默认掩码是255.255.255.0,显然该网络下可以容纳254台主机,但是我们一个普通的家庭显然不可能会拥有254台电脑,显然浪费网络资源。那我们就想办法将这个网络继续划分为更小的网络,那怎么划分了?
子网掩码出场了,在A类地址的掩码下,我们可以继续扩充掩码,例如,上面这个IP地址的子网掩码设置为:255.255.255.252,而252化为二进制为:11111100,这样下来就产生的三级结构:网络号仍然是192.168.102,子网号是用IP和子网掩码255.255.255.252进行 与运算<and> 得到:192.168.102.100,主机号是子网掩码取反,再与IP地址 与运算<and> 得到:0.0.0.4。