VLSM.docx

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VLSM

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2.2.1非标准子网划分

图2-2-1非标准子网划分

1．对C类网络进行非标准子网划分

图2-2-2借用2比特的主机号来充当子网络号

图2-2-301子网计算过程

表2-2-1C类IP地址子网划分

2．对B类网络进行非标准子网划分

图2-2-4借用2比特的主机号来充当子网络号

图2-2-501子网计算过程

表2-2-2B类IP地址子网划分

3．对A类网络进行非标准子网划分

表2-2-3A类IP地址子网划分

2.2.2全0和全1网段

例，标准C类网络201.15.66.0划分成8个子网，采用了非标准子网掩码255.255.255.224。

该子网掩码将C类网络201.15.66.0划分成如下8个子网（假设允许子网号全为0或1）。

子网1：

网络号201.15.66.0，可以IP地址范围：

201.15.66.1—201.15.66.30，子网广播地址：

201.15.66.31

……

子网8：

网络号201.15.66.224，可以IP地址范围：

201.15.66.225—201.15.66.254，子网广播地址：

201.15.66.255。

2.2.3专用地址空间

RFC1918中定义了在企业网络内部使用的专用（私有）地址空间，如下：

A类：

10.0.0.0-10.255.255.255

B类：

172.16.0.0-172.31.255.255

C类：

192.168.0.0-192.168.255.255

LinkLocal网络地址空间：

169.254.0.0～169.254.255.255也属于专用内部地址。

2.2.4VLSM和CIDR

1．VLSM

RFC1878中定义了可变长子网掩码（VariableLengthSubnetMask，VLSM）。

VLSM规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码。

图2-2-7VLSM应用

2．CIDR

无类域间路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR）在RFC1517～RFC1520中都有描述。

图2-2-8CIDR应用

利用CIDR实现地址汇总有两个基本条件：

待汇总地址的网络号拥有相同的高位。

待汇总的网络地址数目必须是2n。

否则，可能会导致路由黑洞。

VLSM是VariableLengthSubnetMask的缩写，也就是可变长度子网掩码的意思，为了更好的介绍VLSM，我们先来看下网络IP地址的划分，如下图所示：

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        IP地址的大小为4个字节，共32bit，由网络号Net-ID和主机号Host-ID两部分组成，按照网络号和主机号的位数不同，将IP地址分为A、B、C、D、E五类。

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       A类IP地址的网络号为8位，第1位固定为0，主机号为24位，可标识的IP地址范围为：

0.0.0.0~127.255.255.255，用二进制数表示就是00000000-00000000-00000000-00000000~01111111.11111111.11111111.11111111，因为全0或全1的IP地址是不合法的（全0表示IP地址不确定，全1是广播IP地址），所以实际有效的A类IP地址范围为：

0.0.0.1~127.255.255.254。

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       B类IP地址的网络号为16位，第1、2位固定为1、0，主机号也为16位，可标识的IP地址范围为：

128.0.0.0~191.255.255.255，用二进制数表示就是10000000-00000000-00000000-00000000~10111111.11111111.11111111.11111111，有效的B类IP地址范围为：

128.0.0.1~191.255.255.254。

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      C类IP地址的网络号为24位，第1、2、3位固定为1、1、0，主机号为8位，可标识的IP地址范围为：

192.0.0.0~233.255.255.255，用二进制数表示就是11000000-00000000-00000000-00000000~11011111.11111111.11111111.11111111，有效的C类IP地址范围为：

192.0.0.1~192.255.255.254。

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      D类IP地址为组播地址，不区分网络号和主机号，IP地址的前4位固定为：

1、1、1、0。

可标识的IP地址范围为：

224.0.0.0~239.255.255.255，用二进制数表示就是11100000-00000000-00000000-00000000~11101111.11111111.11111111.11111111。

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      E类IP地址预留，不对外分配，IP地址的前5位固定为：

1、1、1、1、0。

可标识的IP地址范围为：

240.0.0.0~247.255.255.255，用二进制数表示就是11110000-00000000-00000000-00000000~11110111.11111111.11111111.11111111。

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   通过上面的介绍，我们很容易计算出来，一个A类IP地址可以容纳224－2＝16777214台主机，在实际应用中，没有哪个公司拥有这么台主机，而且把这么多主机放在同一个网段中也是不现实的，从而造成宝贵的IP地址资源严重浪费，为了解决这个问题，又提出了子网的概念，即在主机号中拿出几位做为子网号，从而将一个IP地址分隔成若干个子网段。

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   未做子网划分的IP地址是：

网络号＋主机号；

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   做子网划分后的IP地址是：

网络号＋子网号＋子网主机号；中国通信人博客_r.h+b_W_G;i_c

   为了能正确区分网络号和主机号，又出现了子网掩码的概念，子网掩码的长度于IP地址的长度相同，也是32位，由连续的1和0构成，网络号对应的子网掩码全部为1，主机号对应的子网掩码全部为0，用子网掩码跟IP地址做逻辑“与”运算后可保留IP地址的网络号，从而知道哪些IP地址属于同一个网段。

子网掩码的位数就是指IP地址中网络号的位数，在IP地址后面用“/”隔开，如下图所示：

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   上图中的IP地址10.27.100.254/25有25位子网掩码，也就是网络号有25位，主机号为7位，通过子网掩码的“与”运算后，主机号全部被屏蔽，网络号被原样保留，因此网络就很容易判断IP地址在10.27.100.128/25~10.27.100.254/25范围内的都属于同一个网段。

未进行子网划分的A、B、C类IP地址的子网掩码分别为8、16、24位。

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       通过上面的介绍，大家对IP地址和子网掩码已经有了比较清楚的了解，一个IP地址只有一个子网掩码叫固定长度子网掩码，为了更加灵活的划分子网，扩大网络容量，又出现了可变长度子网掩码，即本文重点介绍的VLSM。

现通过下面的实例来学习。

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   案例如下：

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   某公司使用一个C类网段地址201.39.18.0/24，该公司有三个部门，还有一些服务器、打印机等共用办公设备，经统计，这三个部门的人数分别为80、50、25人，共用办公设备的数量在10台左右，公司领导要求通过子网划分的方式将这三个部门和这些共用办公设备分别划分到不同的网段中，以达到各个部门间及各部门与共用办公设备间进行网络隔离的目的，如果你是一个网络工程师，你该如何规划？

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   问题分析：

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   先假设按照一般的固定子网掩码方式来划分这个C类IP地址，要将该IP分成四个子网的话，需要使用8位主机号中的3位来用作子网号（n位子网号可得到2n-2个子网，全0或全1的子网号是不合法的，所以3位子网号可以得到23-2=6个子网，满足要求，2位子网号可以得到22-2＝2个子网，不满足要求），剩下的5位主机号可容纳25-2=30，最多只能容纳30台主机，根本满足不了需求，所以，想通过固定长度子网掩码来规划这个网络是行不通的。

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   问题解决：

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       VLSM可以很好的解决这个问题，VLSM能在子网中再划分子网，使一个大网络中划分的子网呈现为层次性。

我们可以把各级子网称为一级子网、二级子网。

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       VLSM对子网位没有限制，即子网号可以是全0或全1（注意与固定长度子网号要求的区别），但需要注意的是，不是所有的路由协议都支持VLSM，如RIPV1和IGRP就不支持VLSM。

闲话不多说，我们先看下VLSM的具体划分方法。

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       1）.先来看80台主机，因为27-2=126，26-2=62，所以，用7位主机位来标识80台主机比较合适。

于是从8位主机号中拿出1位作为子网号，将201.39.18.0/24这个C类IP分成两个一级子网：

201.39.18.0/25和201.39.18.128/25。

我们可以把201.39.18.0/25这个子网段分给这80台主机，这个子网段的IP地址范围是：

201.39.18.1/25到201.39.18.126/25，一共可以容纳126台主机。

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      2）.再来看50台主机，经过前面的划分，还剩一个一级子网段201.39.18.128/25没有使用，而50台主机只需要6位主机号就够了，这样，又可以从一级子网段201.39.18.128/25中的7位主机号中再拿出1位作为子网号，从而可以将一级子网201.39.18.128/25分成两个二级子网：

201.39.18.128/26和201.39.18.192/26。

我们把201.39.18.128/26这个二级子网段分给这50台主机，这个二级子网段能标识的IP地址范围是：

201.39.18.129/26到201.39.18.190/26，可容纳62台主机。

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      3）.接着我们再来看这25台主机，经过前面的分配，我们只剩下201.39.18.192/26这个二级子网段了，因为5位主机号可以标志30台主机，所以可以从201.39.18.192/26二级子网IP地址中的6位主机号再拿出1位作为子网号，于是，有再次将201.39.18.192/26分成两个三级子网：

201.39.18.192/27和201.39.18.224/27。

我们把201.39.18.192/27分给这25台主机，该子网段的IP