CIDR,子网掩码以及划分子网超网

Posted 2020-10-05

对于中小企业，假如有两千台机器，给他分个B类地址，6万多个，太浪费了，分个C类地址，一个C类地址254个，又不够，又得多申请几个，所以A，B，C类IP地址划分太过僵硬，很不灵活，因此又提出无类域间路（CIDR）由划分IP地址的方法。

无类域间路由（CIDR）

传统划分IP地址的方法都是8位划分的，要不就是前8位网络ID，后24位主机ID；或前16位网络ID，后16位主机ID，或前24位网络ID，后8位主机ID，这种划分IP地址的方法是固定的，不能出现前10位是网络ID，后22位是主机ID这种ID地址，而无类域间路由这种划分IP地址的方法，就可以划分这种地址，他并不强行规定哪些位是网络ID，哪些位是主机ID，怎样划分就看你的心情了。

子网掩码

因为不规定明确的网络ID和主机ID，假如给你一个IP地址，怎么知道哪几位是网络ID位，哪几位是主机ID位呢？于是提出了子网掩码的概念，根据子网掩码配合IP地址可以判断出哪些位是网络ID，哪些位是主机ID。

子网掩码，共32位，和IP地址位位对应，对应于网络ID的那些位，子网掩码位为1，对应于主机ID的那些位，子网掩码位为0。

A类地址的子网掩码

8位网络ID 24位主机ID A类地址

11111111 000000000000000000000000 子网掩码

255.0.0.0 转化成十进制

B类地址的子网掩码

16位网络ID 16位主机ID B类地址

1111111111111111 0000000000000000 子网掩码

255.255.0.0 转化成十进制

C类地址的子网掩码

24位网络ID 8位主机ID C类地址

111111111111111111111111 00000000 子网掩码

255.255.255.0 转换成十进制

子网掩码中，1一定在前面，0在后面，而且必须是连续的

我们就只讨论8位子网掩码

00000000 0

10000000 128

11000000 192

11100000 224

11110000 240

11111000 248

11111100 252

11111110 254

11111111 255

这些都能成为子网掩码。

假如说一个小网络中要划分两个IP地址，那么要怎么划分这样一个网络，子网掩码又是什么？

划分两个IP地址，就说明主机数为2，套公式2^x=2，可以求出来x=2，所以应划分为网络ID位为30，主机ID位为2的IP地址，子网掩码为30个1，2个0，转化成十进制为255.255.255.252

CIDR（无类域间路由）表示法：IP/网络ID位数=IP/（32-主机ID位数）

例如：A类地址的CIDR表示法：IP/8

例题1 172.17.0.100/26

（1）netmask（十进制子网掩码）？

前26位是网络ID，后6位是主机ID

11111111111111111111111111 000000

255.255.255.192

（2）主机数多少个？

2^(32-26)=2^6-2=62

（3）网络ID值是什么？

网络ID值就是IP与子网掩码相与

01100010 172.17.0.100

11111111111111111111111111000000 255.255.255.192

01000000 172.17.0.64

所以网络ID值为172.17.0.64/26

注释：因为255化为二进制全为1，所以谁与255相与还未谁，所以前三位不用考虑，不变，只考虑第四位就行了。

0与0 0

1与0 0

0与1 0

1与1 1

规律：0与谁为0，谁与1位谁

例题2:110.110.244.100/22

（1）netmask（十进制子网掩码）？

前22位是网络ID，后10位是主机ID

11111111111111111111110000000000

255.255.252.0

（2）主机数多少个？

2^(32-22)-2=2^10-2=1022

（3）网络ID值是什么？

1111010001100100 110.110.244.100

11111111111111111111110000000000 255.255.252.0

1111010000000000 110.110.244.0

所以网络ID值为110.110.244.0/22

判断两个主机是否在一个网络（就看IP地址的网络ID位是否一样）

192.168.1.100/16

192.168.2.100/16

前十六位都是192.168，所以在一个网络里

192.168.1.100/24

192.168.2.100/24

看前24位，一个是192.168.1，一个是192.168.2，所以不在一个网络

假如A和B通讯

A:192.168.1.100/24

B：192.168.2.100/16

对于A来说：先拿A的IP地址与自己子网掩码相与得出网络ID值为192.168.1.0，再拿B的IP地址与自己的IP地址相与得出网络ID值为192.168.2.0（不能和B的子网掩码相与，因为A和B通讯，A只知道B的IP地址，并不知道到B的子网掩码），前24位不相同，所以在A的眼里面A和B不在一个网络里，那么A就要找路由器，通过路由器把数据发给B。

对于B来说：先拿B的IP地址与自己的子网掩码相与得出网络ID值为192.168.0.0，再拿A的IP地址与自己的子网掩码相与得出网络ID值为192.168.0.0，前16位相同，所以在B眼里B和A在一个网络里，B直接和A进行通讯。

例题3：给出IP地址和子网掩码

10.100.222.100

255.255.248.0

（1）CIDR表示法

255.255.248.0

11111111 11111111 11111000 00000000 前21位都是1，说明IP地址的网络ID位为21位

所以CIDR表示法为：10.100.222.100/21

（2）主机数是多少？

2^(32-21)-2=2^11-2=2046

（3）网络ID值是多少？

11011110 00000000 10.100.222.100

11111111 11111111 11111000 00000000 255.255.248.0

11011000 00000000 10.100.216.0

所以网络ID值为10.100.216.0/21

公式

1 主机数=2^主机ID位-2

2 网络数=2^可变的网络ID位

3 网络ID=IP和netmask 相与

4 划分子网数=2^网络ID向主机ID借的位数

5 损失IP=2*（划分子网数-1）

划分子网

划分子网：将一个大网络（主机ID位多）划分多个小的网络（主机ID位少），网络ID向主机ID借位，网络ID变多，主机ID变少

10.0.0.0/8 前8位是网络ID

IP范围：10.0.0.1~10.255.255.254

我们先借一位

10.00000000.0.0

10.0 00000000.0.0

前九位是网络ID，这就将10.0.0.0/8划分为2个子网，为10.0 0000000.0.0/9和

10.1 0000000.0.0/9（因为借来的一位是主机ID，主机ID位是可变的，所以借来的这一位也可变）

第一个子网：10.0 0000000.0.0/9 IP范围为：10.0 0000000.0.1/9~10.0 1111111.255.254/9

第二个子网：10.1 0000000.0.0/9 IP范围为：10.1 0000000.0.1/9~10.1 1111111.255.254/9

和10.0.0.0/8的范围对比发现损失了边界两个IP10.0 1111111.255.255和10.1 0000000.0.0

我们借两位

10.00000000.0.0

10.00 000000.0.0

前10位是网络ID，这就将10.0.0.0/8划分为4个子网，为10.00 000000.0.0/10和10.01 000000.0.0/10和10.10 000000.0.0/10和10.11 000000/10

第一个子网：10.00 000000.0.0/10 IP范围：10.00 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10

第二个子网：10.01 000000.0.0/10 IP范围：10.01 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10

第三个子网：10.10 000000.0.0/10 IP范围：10.10 000000.0.1/10~10.10 111111.255.254/10

第四个子网：10.11 000000.0.0/10 IP范围：10.11 000000.0.1/10~10.11 111111.255.254/10

和10.0.0.0/8的IP范围对比发现少了6个边界的IP，10.00 111111.255.255和10.01 000000.0.0和10.01 111111.255.255和10.10 000000.0.0和10.10 111111.255.255和10.11 000000.0.0

从这我们就可以得出两个公式：

划分子网数=2^网络ID向主机ID借的位数

损失IP=2*（划分子网数-1）

例题1：172.200.249.200/22 划分16子网

1 每个子网络netmask

划分16子网，套公式，16=2^x可以求出x=4，所以网络ID向主机ID借的位数为4，所以网络ID位数应为22+4=26位，所以子网掩码前26位为1，后6位为0

11111111111111111111111111 000000 二进制的子网掩码

255.255.255.192 转换成十进制

所以每个子网络netmask为255.255.255.192

2 每个子网络的主机数

2^(32-26)-2=2^6-2=62

3 最小子网的netid

172.200.11110 01 11001000/22

划分16子网172.200.111110 0111 001000/26向主机ID借了4位，所以0111这四位变为网络ID位了。当这四位全为0时且主机ID位全为0时，就为最小子网的网络ID，为172.200.248.0/26

4 最大子网的IP范围

借的四位全为1时，划分的子网最大，所以最大子网IP范围为：172.200.11110 11. 11000001~172.200.11110 11.11111110

化成十进制为172.200.251.193~172.200.251.254

划分超网

划分超网：将多个小网合并一个大网，主机ID向网络ID借位

例子：将以下几个小网合并成大网

220.78.168.0/24 220.78.10101 000.0/24

220.78.169.0/24 220.78.10101 001.0/24

220.78.170.0/24 220.78.10101 010.0/24

220.78.171.0/24 220.78.10101 011.0/24

220.78.172.0/24 220.78.10101 100.0/24

220.78.173.0/24 220.78.10101 101.0/24

220.78.174.0/24 220.78.10101 110.0/24

220.78.175.0/24 220.78.10101 111.0/24

将第三位划分为二进制，我们发现前两位和第三位的前5位是一样的。所以把第三位的后三位借走为主机ID，这时就变成前21位是网络ID，后11位为主机ID，就能把这几个小网合并成一个新网为220.78.10101.000.0/21，包含了原来的网络。当然合并是有前提的，借的位前面的位是相同的，且借的位是连续的（例子中000-111都包括），假如说中间缺了一位220.78.10101.011.0/24，但是合并出的新网也包含他，所以必须借的位是连续的。