变长子网划分|变长子网掩码划分例题

　　摘要:该文主要从技术特点和实现方法上讨论了变长子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)技术，并对A类IP地址是36.0.0.0进行变长子网掩码规划，对相应路由器进行配置，最后用Packet Tracer 4.1对网络进行仿真，仿真结果显示此网络是可行的。
　　关键词:变长子网掩码技术;IP地址; Packet Tracer 4.1
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4102-03
　　Variable Length Subnet Mask
　　YANG Qiu-ling
　　(College of Information Science & Technology, Hainan University, Haikou 570228,China)
　　Abstract: This article mainly discussed the VLSM(Variable Length Subnet Mask)technology from the technical trait and the realization methods and make the design for the IP 36.0.0.0 which belong to sort of A address also configure the routers. At last emulate the net by the Packet Tracer 4.1, the result show that the net is doable.
　　Key words: subnet mask; Ip address; packet tracer 4.1
　　IP地址使用的子网划分技术[1]，是将一个大的网络分成若干个小网使用。当不进行子网划分时，Internet中只使用A类、B类和C类三类地址。网络设备根据IP地址第一个字节的位值范围，即可判断它属于A、B和C中的哪一个主类网，进而可确定该IP地址的网络部分和主机部分，不需要子网掩码(Subnet Mask)的辅助。现有IP地址进行子网掩码规划可以有定长子网掩码规划和变长子网掩码规划两种方法，变长子网掩码规划比定长子网掩码规划更优越，因为定长子网掩码的每个子网的规模是一样的，从而浪费了实际可配制的主机数量，而变长子网掩码可以解决这个问题，本地网络管理员用变长子网掩码可以把一个IP基地址分成不同长度的子网。
　　通过IP子网划分，网络管理员可以在已经得到的整块IP地址空间中创建子网络，以满足分配给不同部门自行管理使用的需求。
　　1变长子网掩码规划
　　1.1如何对一个子网进行继续划分
　　可变长子网的划分实际上是视所划分出的子网要求而定。根据需要划分出的子网的个数和每个网络需要容纳的主机数量进行判断。共享同一IP网络前缀的子网大小不同;
　　划分依据：子网内的主机数量;
　　变长子网划分的规则:子网网络号可以使用全0或全1,但主机号仍然不能全0或全1.
　　划分子网的步骤:
　　1)划分主机数最多的子网，注意的是划分后要有一个子网空着，用于第二步；
　　2)划分主机次多的子网，若还有子网划分则要留一个空子网；
　　重复上述两个步骤，直到所有子网网络划分完毕。
　　1.2对A类IP地址36.0.0.0进行子网划分
　　该文对A类地址36.0.0.0进行可变长子网划分,要求使用六个路要器和每个交换机配两台PC机以上，其中每个路由器连接的主机个数分别是1000台,500台,120台,120台,20台和20台。
　　1.2.1子网掩码和可变长的子网
　　1)子网掩码是为了快速确定IP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号，判断两个IP地址是否属于同一网络的.
　　2)变长的子网即VLSM
　　通常是因为一个子网在相同的网络号的情况下默认只有特定多的IP地址.比如A类的36.0.0.0/22就只能有36.0.0.1-36.0.3.254个IP,当主机数量增多时，有可能出现IP地址不足的情况。变长子网掩码（VLSM），是指在一个层次结构的网络中，可以使用多个不同的掩码，也即可以对一个经过子网划分的网络再次划分，可有效解决了地址分配的浪费问题。
　　3)具体分析
　　对36.0.0.0的地址划分要求最大子网内的主机为1000台。
　　第一步：假设m为主机位数，根据2的m次方-2大于或者等于1000的时候，m等于多少？也就是主机位是多少的时候能够有超出1000种组合。
　　A类地址的最后8位要全部作为主机位的，即有256种组合方式。那么现在关键看前一个8位组要借出多少位再乘以256会大于1000。这样即可以通过计算求得第三个8位组需要再借出2位，即主机位总共10位的情况下能够满足要求。如果子网掩码有10个主机位，则掩码会变为11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0
　　第二步:根据原来的子网掩码向255.255.254.0变化，成为：
　　11111111.00000000.00000000.00000000
　　11111111.11111111.11111110.00000000
　　可以判断，从原来36.0.0.0/8变化出的子网会有2的14次方－2个组合，即能够组合成16382个子网，满足子网6个的要求，并且每个网络中的主机数量为2的10次方-2为1022台。
　　第三步:根据上面的新的变长子网掩码，换算十进制的网络地址。
　　这是原来的网络地址转换二进制的结果：00100100.00000000.00000000.00000000即36.0.0.0/8。
　　第一个子网络地址为：00100100.00000000.00000000.00000000，即网络ID为24.0.0.0。该网络的第一个IP地址为：00011000.00000000.00000000.00000001即36.0.0.1/22（斜体标识的主机位）；该网络的最后一个IP地址为：00011000.00000000.00000011.11111110即36.0.3.254/22。该网络中的第一台主机和最后一台主机分别为36.0.0.1/22和36.0.3.254/ 22，即子网中的第一个IP是子网号加上1，子网中最后一个IP是下一个子网号减去2。
　　同理有第三个网络号为36.0.8.0,第一台和最后一台主机分别为36.0.8.1和36.0.11.254。将第三个网络分配给子网A(子网中可用子网地址为1022个)。再根据实际情况,子网B有500台主机,因此对第二个网络再进行子网化。36.0.5.0/25;36.0.5.128/25;将前两个分配给子网C,D(每个子网可用的IP地址为128个).进一步将36.0.5.0/25用子网掩码255.255.255.224划分出36.0.5.0/27,36.0.5.32/ 27(分别分配给E和F可带IP地址为32)以及36.0.5.64/27;36.0.5.96/27。后两个网络用子网掩码255.255.255.252划分取其中的12个用于路由器之间的IP地址分配。36.0.5.64;36.0.5.68--36.0.5.108共12个网络ID。剩下的子网留作以后发展之用。至此，应用VLSM技术，一个合理完整的网络规划完成了。
　　2软件仿真
　　下面用软件模拟此网络的拓扑以及路由的设置[2]。
　　模拟环境在P4 3.0GHz,512M内存PC机,软件是Packet Tracer 4.1。在Packet Tracer 4.1中路由器之间采用级连的形式，路由器型号为Route-PT，Switch-PT，路由器和路由器之间的连接采用Serial DCT线，路由器和交换机之间采用直通线，交换机和PC之间是软件自动选择连接线路。拓扑图如图1所示。
　　
　　图1路由器级连的拓扑结构
　　上图存在的问题是当有很多路由器时需要在任意的两个路由器之间都连一条线容易造成混乱,进而改良图示2如下(也可以在中间放一个交换机):
　　PC的IP地址按上面子网划分所述的输入。在路由器采用如下的命令[3]：
　　Router(config)#int s0/0（该路由器的所有窜口）设置ppp协议[4]用于同等单元之间传输数据包。通过router eigrp 36把所有与该路由器相关的网络ID加进去。在这里选择动态路由协议，EIGRP是被设计来同时在局域网和广域网环境中运行的，邻居关系是通过可靠的多目组播方式来形成和维护的，它支持体系化IP编址也支持VLSM，这促进了IP地址的有效分配。EIGRP在主网络边界进行路由归纳，支持超网(Supernet)的创建或聚合的地址块。至此网络子网划分和拓扑的搭建都已完成。
　　在F网络中ping B网络。
　　接下来是测试网络之间是否能通信。在图2所示的网络中，从左到右分别命名为F~A网络。在A网络中ping C网络的结果如下所示：
　　
　　图2路由器级连的拓扑结构
　　Packet Tracer PC Command Line 1.0
　　PC＞ping 36.0.4.0
　　Pinging 36.0.4.0 with 32 bytes of data:
　　Reply from 36.0.5.85: bytes=32 time=8ms TTL=253
　　Reply from 36.0.5.78: bytes=32 time=8ms TTL=253
　　Reply from 36.0.5.85: bytes=32 time=8ms TTL=253
　　Reply from 36.0.5.78: bytes=32 time=8ms TTL=253
　　Ping statistics for 36.0.4.0:
　　Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
　　Approximate round trip times in milli-seconds:
　　Minimum = 8ms, Maximum = 8ms, Average = 8ms
　　仿真实验中数据是从A网络的网关路由器，经中间交换路由器到达CD，所需时间自然比较短，因为发送的数据包由路由器自动选择最优的路径，从上面的数据分析可知形成环状对于路由器可以节省它和相邻两个路由之间的通信时间。
　　3结束语
　　VSLM技术在网络IP地址划分中起着十分重要的作用.采用VSLM技术对复杂网络结构划分，可以节省地址空间，灵活，合理，是网络划分的重要成果。
　　参考文献：
　　[1] Paul Della Maggiora .思科网络技术图解[M].北京：人民邮电出版社,2003:01-1473.
　　[2]吴功宜.计算机网络[M].北京：清华大学出版社,2003.
　　[3] hwlinux.P协议配置.[EB/OL]KingCMS.com. /.
　　[4]沈海娟.网络互连技术—广域网[M].浙江：浙江大学出版社,2006.