1、 計算機網絡實驗指導實驗十二子網劃分和超網構建實驗目的要求掌握使用子網掩碼劃分子網和構建超網的方法。實驗內容劃分子網。構建超網。實驗設備四臺安裝有Windows操作系統并只配置了TCP/IP協議的計算機，一臺交換機。實驗拓樸按以下拓樸連接實驗設備。實驗步驟1連通性測試啟動每臺計算機，配置PC_A、PC_B、PC_C、PC_D的IP地址分別為192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.5、192.168.1.6，子網掩碼均為255.255.255.0。在PC_A上，運行PING命令，測試是否PING通其它三臺計算機。2改變子網掩碼劃分子網保持PC_A、PC_B、PC_C、

2、PC_D四臺計算機的IP地址不變，將四臺計算機劃分為兩個子網，計算其子網掩碼，并分別為四臺計算機設置子網掩碼。在PC_A上，運行PING命令，測試是否PING通其它三臺計算機。3改變子網掩碼和IP地址劃分子網保持PC_A、PC_B的IP地址不變，子網掩碼為255.255.255.192,將PC_A、PC_B、PC_C、PC_D劃分為兩個子網，計算PC_C、PC_D的IP地址范圍，并為PC_C、PC_D設置IP地址。在PC_A上，運行PING命令，測試是否PING通其它三臺計算機。4改變IP地址，使其處于不同的子網內保持PC_A、PC_B的IP地址不變，PC_C、PC_D的IP地址設置為192.

3、168.2.5、192.168.2.6，子網掩碼均為255.255.255.0。在PC_A上，運行PING命令，測試是否PING通其它三臺計算機。5改變子網掩碼，將不同子網構建為超網保持PC_A、PC_B、PC_C、PC_D四臺計算機的IP地址不變，使這四臺計算機處在一個超網內，計算其最大的子網掩碼，并分別為PC_A、PC_B、PC_C、PC_D四臺計算機設置子網掩碼。在PC_A上，運行PING命令，測試是否PING通其它三臺計算機。實驗報告討論劃分子網和構建超網的方法和原理。寫出劃分子網和構建超網的實驗過程。寫出實驗的結論和體會。相關知識1子網IP地址等級的設計雖然有許多好處，但有一個缺點，

4、便是彈性不足。假設某單位分配到ClassB的IP地址，若將六萬多部計算機連接在同一個網絡中，勢必造成網絡效率的低落，因此在實際上不可行。但是，若在ClassB網絡中只連接幾十部計算機，就會浪費掉許多IP地址。解決這個問題的方法，便是將網絡分割為子網(Subnet)。例如：某單位將分配到的ClassB網絡分割成規模較小的子網，再分配給多個實體網絡。子網分割的原理分割子網的重點便是讓每個子網擁有一個獨一無二的子網地址(SubnetAddress)，以此識別子網。由于企業分配到的網絡地址是無法變動的，因此，如果要分割子網的話，必須從主機地址“借用”前面幾個Bit作為子網地址。原先的網絡地址加上子網地

5、址便可用來識別特定的子網。這樣IP地址就由二級變為三級，即：IP地址:：=網絡號，子網號，主機號這樣從其它網絡發給本單位某個主機的IP數據報，仍然是根據IP數據報的目的網絡號找到連接在本單位網絡上的路由器。但此路由器在收到IP數據報后，再按目的網絡號和子網號找到目的子網，將IP數據報交付給目的主機。圖12.2劃分子網后的路由示意 #計算機網絡實驗指導 計算機網絡實驗指導假設某單位申請到ClassB的IP地址如下:10010001000011010000000000000000(145.13.0.0)按照原先等級式IP的規劃，前面16Bits是網絡地址，后面16Bits則是主機地址。若要分割子網

6、，必須借用主機地址前面的幾個Bit作為子網地址。假設我們現在使用主機地址的前3Bits作為子網地址。子網地址與原先的網絡地址合起來共19Bits，可視為是新的網絡地址，用來識別該子網。原先16Bits的網絡地址當然不可更動，但是子網地址卻是可以自行分配。若子網地址使用了3Bits,10010001000011010001001000100001101001100100010000110101010010001000011010111001000100001101100100100010000110110110010001000011011101001000100001101111則產生了23=

7、8個子網00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000換言之，從主機地址借用了3Bits之后，便可以分割出8個子網。當然，相對地主機地址長度變短后，所擁有的IP地址數量也減少了。以上例而言，原先ClassB可以有216=65536個可用的主機地址；而新建立的子網，每個子網僅有213-2=8190個可用的主機地址。由于子網地址必須取自于主機地址，每“借用”n個主機地址的位，便會產生2n個子網，同時子網內的主機數據也將減少，變為原來子網的

8、I/2n,劃分子網只是將IP地下的本地部分進行再劃分，而不改變IP地址的因特網部分。分割子網時，子網的數目必然是2的次方，也就是22、23、24、25等數目，對于B類網絡，可借用的主機位數目為1到14,因為不能使主機地址只剩下1Bit,若只剩下1Bit主機位，每個子網只能有2個主機地址，扣掉全為0或1的主機地址，就沒有可用的主機地址了。下表列出了ClassB網絡可能分割子網的方式。子網地址位數形成的子網數目每個子網可用的主機地址016553612327682416384388192416409653220486641024712851282562569512128101024641120483

9、21240961613819281416384415327682上表只是表示使用多少個位作為子網地址時，可產生的子網與可分配主機地址的數目。但在實際應用上，必須記得主機地址不得全為0或1的原則。子網掩碼子網不僅是簡單地將IP地址加以分割，其關鍵在于分割后的子網必須能夠正常地與其他網絡相互連接，也就是在路由過程中仍然能識別這些子網。此時，便產生了一個問題：無法再利用IP地址的前導位，來判斷網絡地址與主機地址有多少個位。以上述A企業最后所分配到的網絡地址為例，雖然其前導位仍然為10,但是經過子網分割后，網絡地址長度并非ClassB的16Bits，而是17、18個以上的位。因此，勢必要利用其他方法來

10、判斷IP地址中哪幾個位為網絡地址，哪幾個位為主機地址。子網掩碼(SubnetMask)正是由此而生。以下說明子網掩碼的特性：Z子網掩碼長度為32Bits，與IP地址的長度相同。z子網掩碼必須是由一串連續的1，再跟上一串連續的0所組成。為了方便閱讀，子網掩碼使用與IP地址相同的十進制來表示。例如：255.255.255.0。子網掩碼必須與IP地址配對使用才有意義。單獨的子網掩碼不具任何意義。當子網掩碼與IP地址一起使用時，子網掩碼的1對映至IP地址便是代表網絡地址位，0對映至IP地址便是代表主機地址位。例如：255.255.248.0代表此IP地址的前21Bits為網絡地址，后11Bits為主機

11、地址。路由過程中，便是據此來判斷IP地址中網絡地址的長度，以便能將IP信息包正確地轉送至目的網絡。而這也是子網掩碼最主要的目的。上述IP地址與子網掩碼的組合也可寫成：168.95.192.1/21“/”前面是正常的IP表示法，“/”后面的數字21則代表子網掩碼中1的數目。原有等級式的網絡地址仍然可繼續使用。以ClassC的IP為例：IP地址：11001011010010101100110101101111若不執行子網分割，則其子網掩碼為：11111111111111111111111100000000換言之，原先使用A、B、C三種等級的網絡仍然可繼續使用，只是必須額外設置對應的子網掩碼。Cla

12、ssA、B、C對應的子網掩碼如下：00000000000000000000000011111111ClassA：11111111ClassB：11111111000000000000000011111111ClassC：11111111子網分割實例子網分割是相當常見的應用1111111100000000(255.0.0.0)(255.255.0.0)255.255.255.0)IP地址：110010110100101011001101假設某單位申請到如下的ClassCIP地址:0000000(203.74.205.0)子網掩碼：11111111111111111111111100000000(

13、255.255.255.0)由于業務需求，內部必須分成A1、A2、A3、A4等4個獨立的網絡。此時便需要利用子網分割的方式，建立數個子網，以便分配給這4個獨立的網絡。建立4個子網需要借用2位主機地址。決定了子網地址的長度后，便可以知道新的子網掩碼，以及主機地址的長度。由于使用了2Bits作為子網地址，網絡地址變成24+2=26Bits。因此，新的子網掩碼為：11111111111111111111111111000000(255.255.255.192)而原先的主機地址有8Bits,但是子網地址借用了2Bits，主機地址只能使用剩下的6Bits。因此，每個子網可以有26=64個可用的主機地址。

14、不過，主機地址不得全為0或1，所以實際上每個子網可分配的IP地址為62個。子網可再進一步分割成更小的子網。承上例，例如：網管人員可以再將A1網絡分割成更小的子網。方法仍舊是從主機地址借用幾個位來作為子網地址。子網分割時所作的設置，都是在企業內部。換言之，遠端的網絡或路由器并不必知道A企業內部是如何分割子網。因此，可保持互聯網上路由結構的簡單性。2無等級的IP地址(超網)當初在設計IP地址的等級時，網絡環境主要是由大型主機所組成，主機與網絡的總數都相當有限。但隨著個人計算機與網絡技術的快速普及，對于IP地址的需求也迅速增加。3種等級的IP地址分配方式，很快便產生了一些問題。其中最嚴重的便是Cla

15、ssB 計算機網絡實驗指導計算機網絡實驗指導 的IP地址面臨緊缺；但是相對地，ClassC使用的數量則僅是緩慢成長。為了解決這個問題，便產生了ClasslessInterDomainRouting(CIDR),即無等級(Classless)的IP地址劃分方式。CIDR消除了傳統的A類、B類和C類地址以及劃分子網的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空間，并且可以在新的IPv6使用之前容許因特網的規模繼續增長。CIDR將網絡前綴都相同的連續的IP地址組成“CIDR地址塊”。CIDR原理假設某單位需要1500個IP地址，由于ClassC地址只能提供256個IP地址，因此必須分配ClassB的

16、網絡地址給這個單位。因為ClassB實際可提供65536個IP地址，遠超過該單位的需求，這些多出來的IP地址無法再分配給其他單位使用，因此實際上都浪費掉了。既然ClassB嚴重不足，而ClassC還很充裕，更重要的是ClassB實際上有很多是浪費掉了，那么要解決這些問題，自然地便會想到是否可以將數個ClassC的IP地址“合并”起來，分配給原先需申請ClassB的單位。以前例而言，我們只要分配6個ClassC的IP地址給這個單位，便可符合其需求，因而節省下1個ClassB的地址空間。如何才能合并數個ClassC的IP地址呢？答案便是與子網分割的原理相同，使用子網掩碼來定義較具彈性的網絡地址。利

17、用子網掩碼重新定義“較短”的網絡地址，以便將現有2、4、8、16等2冪方數的網絡，“合并”成為一個網絡。CIDR實例回到上述的例子，由于這個單位所需的1500個IP地址，數量介于ClassB(可提供65535個IP地址)與ClassC(可提供255個IP地址)的范圍之間。通過CIDR的方式，我們可以分配一個長度為21Bits的網絡地址給這個單位，那么這個單位可運用的主機地址將會有32-21=11Bits,總共可產生211=2048個IP地址，與這個單位所需的1500個IP地址相近。與直接分配ClassB相比，節省下許多IP地址空間。上述方式其實是將8個ClassC的IP地址合并，再分配給這個單

18、位。由于合并是通過變更網絡地址長度來進行，因此會有以下的限制：z用來合并的ClassC的網絡地址必然是連續的。Z用來合并的ClassC的網絡地址數目必然是2的次方。因此，這個單位實際上分配到的可能是如下的8個連續ClassC地址空間：203.74.208.0(11001011010010101101000000000000)203.74.209.0(11001011010010101101000100000000)203.74.210.0(11001011010010101101001000000000)203.74.211.0(11001011010010101101001100000000

19、)203.74.212.0(11001011010010101101010000000000)203.74.213.0(11001011010010101100110100000000)203.74.214.0(11001011010010101100111000000000)203.74.215.0(11001011010010101100111100000000)這8個連續的ClassC地址可以利用下列方式來表示：203.74.208.0/21利用子網將網絡地址的3Bits當成主機地址。雖然CIDR原先是為了合并ClassC地址所設計，但在實際操作上可適用于任何的IP地址范圍，例如：ISP

20、可分配長度為30Bits的網絡地址給一些只有兩臺計算機的個人公司。提示：CIDR仍遵守主機地址不得全為0或1的規則。因此，30Bits的網絡地址雖然可以有單個主機地址，不過實際上可用的只有2個主機地址。由于CIDR讓IP地址在分配時更具彈性與效率，因此，目前都是以CIDR的方式來劃分IP地址范圍。下圖為某大學的IP地址分配的例子。336.0.65.0/23336.0.1.0/24336.01.0/25336.O.68.oS5X206.0.70.&26fZjJ6.0.71.0/26廠缶&0.71.1簽応分jj6.Li.63.12&25/.206.0.71.64Z26JX206.0.71.192/262060690125J206070128/26J336.0.69.12&25/206.0.70.192/三系二乘單恢抱址塊二進制表示地址數EP2060j64.0/1811001110D0000000JQ1*163843J6.0.68.0/2211001110.00000000.010001+1024206.0.68.0/23liooi11o.ooooomo.oimoio*512二乘336.0.70.0/241