2的16次方

实验二、子网的划分

一、实验目的：

1、了解IP地址结构

2、了解IP配置和管理技术

3、了解保留地址和回环地址

4、学习划分子网

二、基本原理：

（一）IP地址的类型

1.A类地址

设计IPv4A类地址的目的是支持巨型网络，因为对规模巨大网络的需求很

小，因此开发了这种结构使主机地址数很大，而严格限制可被定义为A类网络的

数量。

一个A类IP地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示

主机地址。A类地址的第一个位总为0，因此仅有127个可能的A类网络。

A类地址后面的24位表示可能的主机地址，A类网络地址的范围从1.0.0.0

到126.0.0.0。

注意127.0.0.0也是一个A类地址，但是它已被保留作闭环（lookback）测

试之用而不能分配给一个网络。

每一个A类地址能支持16777214个不同的主机地址，这个数是由2的24次方再

减去2得到的。减2是必要的，因为IP把全0保留为表示网络而全1表示网络内的广

播地址。下面是一些A类地址网络号：

10.0.0.0

44.0.0.0

101.0.0.0

126.0.0.0

网络与主机8位位组的比例关系如表2-1所示。

网络部分主机部分

八位位组1234

表2-1A类地址结构

2.B类地址

设计B类地址的目的是支持中到大型的网络。B类网络地址范围从128.1.0.0

到191.254.0.0。

B类地址蕴含的数学逻辑是相当简单的。一个B类IP地址使用两个8位位组表

示网络号，另外两个8位位组表示主机号。B类地址的第1个8位位组的前两位总置

为10，剩下的6位既可以是0也可以是1，这样就限制其范围小于等于191，由

128+32+16+8+4+2+1得到。

最后的16位(2个8位位组)标识可能的主机地址。每一个B类地址能支持64534

个惟一的主机地址，这个数由2的16次方减2得到。B类网络仅有16382个。下面是

一些B类网络号：

137.55.0.0

129.33.0.0

190.254.0.0

150.0.0.0

168.30.0.0

网络与主机8位位组的比例如表2-2所示。

网络部分主机部分

八位位组1234

表2-2B类地址结构

3.C类地址

C类地址用于支持大量的小型网络。这类地址可以认为与A类地址正好相反。

A类地址使用第一个8位位组表示网络号，剩下的3个表示主机号，而C类地址使用

三个8位位组表示网络地址，仅用一个8位位组表示主机号。

C类地址的前3位数为110，前2位和为192，这形成了C类地址空间的下界。第

三位等于十进制数32，这一位为0限制了地址空间的上界。不能使用第三位限制

了此8位位组的最大值为255-32等于223。因此C类网络地址范围从192.0.1.0至

223.255.254.0。

最后一个8位位组用于主机寻址。每一个C类地址理论上可支持最大256个主

机地址(0～255)，但是仅有254个可用，因为0和255不是有效的主机地址。可以

有2097150个不同的C类网络地址。

注意在IP地址中，0和255是保留的主机地址。IP地址中所有的主机地址为0

用于标识局域网。同样，全为1表示在此网段中的广播地址。下面是一些C类网

络号：

204.238.7.0

192.153.186.0

199.0.44..0

191.0.0.0

222.222.31.0

网络和主机8位位组的比例如表2-3所示。

网络部分主机部分

八位位组1234

表2-3C类地址结构

4.D类地址和E类地址

D类地址用于在IP网络中的组播(multicasting，又称为多目广播)。D类地址

的前4位恒为1110，因此D类地址空间的范围从224.0.0.0到239.255.255.254。

E类地址虽被定义但却为IETF所保留作研究之用。因此Internet上没有可用

的E类地址。E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范围从240.0.0.0至

255.255.255.255，且仅在IETF内部使用。

5、私有地址

私有地址就是在一个网络内部使用，这个网络不会与别的网络相连，所以网

络中的任何一台机器都不会与别的网络的机器的IP地址发生冲突，国际上的网络

组织指定了三个保证都不会被分配的保留的IP地址段，这三个地址段是:

保留地址10.0.0.0---10.255.255.255

172.16.0.0---172.31.255.255

192.168.0.0---192.168.255.255

回环地址127.0.0.1

6、三类地址特性

类别网络位数主机位数网络总数地址总数

A824

B536

C2482097152256

表2-4三类地址特性

（二）子网的划分

1、什么叫子网

为了有效利用IP地址和管理网络，现代网络中，IP地址中表示网络部分的

长度可以调整，如：A类网络10.0.0.0是一个容纳16777216地址数的A类网络，

如果主机部分分出16位用于表示网络，则可以得到从10.0.0.0到10.255.255.0

共计216=65536个网络，每个网络的地址数为28=256。这样划分出来的网络称为

“子网”。

2、子网掩码

划分子网后，由于表示网络部分的长度不再固定，所以必须明确指出IP地

址中用于表示网络的位数。有两种方法表示，一是在IP地址后加上“/N”（N为

表示网络的位数）；二是使用“子网掩码”表示，即地址中表示网络的部分全为

“1”，表示主机的部分全为0。

如：10.113.2.201/24等效于10.113.2.201255.255.255.0

3、划分子网的目的

划分子网的目的有两个：一是对网络进行有层次的组织，从而更加有效的

利用IP地址，二是：对于超过256台设备的LAN，通过网络层划分子网，以防

止MAC层的广播带来网络性能的下降。

4、子网的计算方法

划分子网的个数：2n，n是网络位向主机位所借的位数。

每个子网的主机数：2m－2，m是借位后所剩的主机位数。

划分后的子网掩码：在原有子网掩码的基础上借了几个主机位，就加几个1。

每个子网的网络号：主机部分全为“0”

每个子网的广播地址：后一个字网号-1

例：172.16.0.0是一个B类网络。如果主机部分取2位划分子网，则可以划

分出4个子网，每个子网可以容纳214-2=16382台主机，如表2-5所示：

序号网络号起始地址结束地址广播地址

1172.16.0.0/18172.16.0.1172.16.63.254172.16.63.255

2172.16.64.0/18172.16.64.1172.16.127.254172.16.127.255

3172.16.128.0/18172.16.128.1172.16.191.254172.16.191.255

4172.16.192.0/18172.16.192.1172.16.255.254172.16.255.255

表2-5172.16.0.0/16划分成4个子网的规划表

三、实验内容及要求：

1、本教室有一个C类网络192.168.0.0/24，要求：将教室里的主机分为3个

子网，分别用Front、Left、Right表示。Front子网包括第一排的和教师机以及一

台服务器；Left子网包括教室左边第2排及以后的主机；Right子网包括教室右

边第2排及以后的主机。怎样规划子网？

由2n≥3，n=2。因此需增加2位表示子网，即网络ID为26位，子网掩码

为255.255.255.192。

在分配IP地址时，应预留出网关（路由器）地址，一般取子网第一个或最

后一个地址。

用表格列出每个子网，如表2-6所示：

序号网络号起始地址结束地址广播地址

Front192.168.0.0/26192.168.0.1192.168.0.62192.168.0.63

Left192.168.0.64/26192.168.0.65192.168.0.126192.168.0.127

Right192.168.0.128/26192.168.0.129192.168.0.190192.168.0.191

预留192.168.0.192/26192.168.0.193192.168.0.254192.168.0.255

表2-6192.168.0.0/24划分成4个子网的规划表

图2-1是具体的网络规划，每个子网用一个集线器连接起来；子网之间由路

由器连接；最后通过路由器R3连接出口网关连接到Internet上。

在每个位置的主机上配置好IP地址、子网掩码、网关地址（Front子网主机

填R1端口地址：192.168.0.62）。DNS服务器地址统一为：202.202.145.5和

202.202.145.6。

没有配置路由器时，只能同一个子网中的主机之间相互访问。

配置路由器后，各个子网之间也能相互访问，甚至能通过出口网关访问到广

域网WAN。

打开“网上领居”，看看能访问到那些主机？

用ping命令测试与其他主机的连接。

图2-1教室划分为3个子网的网络拓扑图

2、一个C类地址192.168.1.0，要求划分5个子网，每个子网至少要容纳30

台主机，怎样规划子网？写出步骤并在虚拟实验平台上完成各子网的配置。

①计算出需要增加几位用于表示子网？

②子网掩码是多少？

③如果每个子网的第一个地址作为网关（路由器端口）地址，最后一个地

址作为DHCP服务器地址，请在表2-8中列出每个子网的网络ID、网关

地址、DHCP服务器地址、DHCP地址池范围：

表2-8192.168.1.0/24划分子网的规划表

序号网络ID网关地址DHCP地址DHCP地址池

1

2

3

4

5

④在虚拟实验平台上：每个子网用一台8口集线器连接3台主机；各子网

通过路由器（锐捷RG-RSR-20-04、一个slot接口槽、4个ethenet端口

口）连接（连接各子网的路由器端口地址如图2-2所示）；每个子网中一台主机作

为DHCP服务器。

配置每个子网的DHCP服务器IP地址（子网最后一个地址），配置并激

活其中的DHCP服务器。其余两台主机采用“自动获取IP地址”。

图2-2连接各子网的路由器端口地址

⑤切换到“拓扑结构图”，可以看到各个子网的主机IP地址。

⑥用ping命令测试主机与本子网主机的连接。

⑦用ping命令测试主机与其它子网主机的连接。

四、实验报告：

1、理解地址IP地址结构，指出前三类地址各自适用于那些情况。

2、记录“实验内容”2的详细步骤及其网络拓扑结构。

3、什么是本地主机和远程主机？