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子网划分、构造超网 典型题

2022-07-06 17:37:00 【CUMT德一】

分类地址的子网划分： 

1.已知一个C类网络地址为192.189.25.0，现要将其划为不同的子网，其要求是：每个子网的主机不超过25台，则最少能分多少个子网？子网掩码是？

解：

2^{4}< 25< 2^{5}

子网的主机号部分最多只需要5位， 子网号需要8-5=3位，可以分6个子网(如果000和111不行，题目中说最少）   子网掩码： 255.255.255.224

2.某单位申请了一个C类网络地址：200.165.68.0， 由于业务需要内部必须分成5个独立的子网，各子网拥有的主机数分别为24、28、16、16、20台，请用子网划分的方式，建立这五个子网，写出每个子网的网络地址、可用IP地址范围、直接广播地址和子网掩码。

解：

题目要求划分5个子网，先验证是否能够等长划分，确定好划分方式：

2^{2}< 5< 2^{3}

借3位给子网号就够了，那么主机号可以占5位，能够提供的最大主机数为2^{5}-2=30，30大于各子网中要求的主机数，所以可以进行等长划分。

 可以很容易的确定子网掩码为：255.255.255.224

子网子网网络地址可用IP地址范围(全0，1不用）直接广播地址
1200.165.68.00100000(32）200.165.68.33~200.165.68.62200.165.68.63
2200.165.68.01000000(64）200.165.68.65~200.165.68.94200.165.68.95
3200.165.68.01100000(96）200.165.68.97~200.165.68.126200.165.68.127
4200.165.68.10000000(128）200.165.68.129~200.165.68.158200.165.68.159
5200.165.68.10100000(160）200.165.68.161~200.165.68.190200.165.68.191
6200.165.68.11000000(192）200.165.68.193~200.165.68.222200.165.68.223

3.已知一个C类网络地址为192.189.25.0，现要按 RFC950规定将其划为多个子网，要求：

(1)每个子网的主机不超过25台；

(2)地址利用率最高。请写出子网划分方案的子网掩码和理由？

 解：这是一个C类网，默认子网掩码为255.255.255.M 如果要能容纳25台主机，则

2^{​{4}}-2< 25< 2^{5}-2

所以子网主机号部分最少留5位才能够，可以是5位、6位、7位或8位。 按RFC950规定，子网号为全0和全1的不可用，所以子网号越长，主机数变化范围越小，浪费的主机地址就越少。 因此，在地址利用率最高的情况下，子网号取3位， 可以得到2^{3}-2=6个可用子网， 192.189.25.xxx00000 子网掩码： 255.255.255.224

4. 某单位申请了一个C类网络地址：200.165.68.0， 由于业务需要内部必须分成5个独立的子网，各子网拥有的主机数分别为24、28、16、5、14台，请遵照RFC1878的规定分别用等长子网和变长子网划分方式， 建立这五个子网，写出每个子网的网络地址、可用IP地址范围、广播地址和子网掩码。

解： 

（1) 等长子网

要划分5个子网，则2^{2}< 5< 2^{3} ，需取3位子网号，每个子网中可用主机数为2^{5}-2=30台(主机数永远要减2），可以满足题目中子网中最多主机数为28的要求，所以子网掩码为255.255.255.224

子网子网网络地址可用IP地址范围广播地址
0200.165.68.0200.165.68.1~200.165.68.30200.165.68.31
1200.165.68.32200.165.68.33~200.165.68.62 200.165.68.63
2200.165.68.64200.165.68.65~200.165.68.94200.165.68.95
3200.165.68.96200.165.68.97~200.165.68.126200.165.68.127
4200.165.68.128200.165.68.129~200.165.68.158200.165.68.159
5200.165.68.160200.165.68.161~200.165.68.190200.165.68.191
6200.165.68.192200.165.68.193~200.165.68.222200.165.68.223
7200.165.68.224200.165.68.225~200.165.68.254200.165.68.255

（2）变长子网

根据子网中主机台数从高到低划分子网，并考虑每个子网都需要一个路由接口IP地址，则

 所以主机号5位，子网号3位 遵照RFC1878的规定，全0和全1子网可用

可得到8个子网：

 注意下面的题目与以上题目的区别，开始进入CIDR技术下的子网划分：

1.求网络地址块212.110.96.0/20包含的最大主机数， 以及8等分子网后，各子网的掩码及主机数。

 采用了无分类编制CIDR，斜线记法，引入了“网络前缀”这个概念。

地址块： 212.110.01100000.0 /20   （前20位构成了网络前缀）

最小地址 212.110.01100000.00000000 表示该地址块

最大地址 212.110.01101111.11111111 地址块广播地址

最大主机数 2^{32-20}-2=2^{12}-2       

因为要8等分子网，8=2^{3}，所以要在主机位里借3位给网络前缀，就变成了23位

212.110.01100000.00000000 /23

212.110.01100010.00000000 /23

212.110.01100100.00000000 /23

212.110.01100110.00000000 /23

212.110.01101000.00000000 /23

212.110.01101010.00000000 /23

212.110.01101100.00000000 /23

212.110.01101110.00000000 /23

子网掩码 /23 或 255.255.254.0 主机数2^{9}-2 = 510 

2.某公司有 3 家子公司，每个子公司包含的主机数分别为 120、62、23。把202.16.134.0/23 的网段分配给每家子公司。要求从地址块的最小地址开始分配，给出地址利用率最高的分配 方案，包括分配的每个地址块、最小地址、最大地址和掩码，列出剩余地址块。要求给出解 题过程，地址用点分十进制表示。

 解： 

     CIDR 地址下的子网划分是对地址块的划分，只要是按照 2 的幂次来划分，并且每个地址块能够满足主机数量要求，就可以进行多次划分，并且不需要排除子网号为全 0 和全 1 的 情况。 

 202.16.134.0/23 用二进制表示      202.16.10000110.00000000/23

为了提高地址利用率，从最小地址开始，先为最多主机数分配地址块

第一次划分：

2^{6} – 2 = 62 < 120+1 < 2^{7} -2 = 126

主机号需要 7 位，则前缀为 25 位，所以把地址块 202.16.134.0/23 一分为四 202.16.10000110.00000000/25 【202.16.134.0/25】 分配给 120 台主机的子公司   

剩下地址块为：

202.16.10000110.10000000/25 【202.16.134.128/25】

202.16.10000111.00000000/25 【202.16.135.0/25】

202.16.10000111.10000000/25 【202.16.135.128/25】

第二次划分：

2^{6} -2 = 62 < 62+1 < 2^{7} -2 = 128        主机号需要 7 位，则前缀为 25 位

202.16.10000110.10000000/25 【202.16.134.128/25】 分配给 62 台主机的子公司

剩下地址块为

202.16.10000111.00000000/25 【202.16.135.0/25】

202.16.10000111.10000000/25 【202.16.135.128/25】

第三次划分：

2^{4} -2 = 14 < 23+1 < 2^{5} -2 = 30 主机号需要 5 位，则前缀为 27 位，所以把地址块 202.16.135.0/25 一分为四

202.16.10000111.00000000/27 【202.16.135.0/27】 分配给 23 台主机的子公司

202.16.10000111.00100000/27 【202.16.135.32/27】

202.16.10000111.01000000/27 【202.16.135.64/27】

202.16.10000111.01100000/27 【202.16.135.96/27】 上述后两个地址块可以合并

最终地址分配方案

分配给 120 台主机的地址块：

202.16.10000110.00000000/25 【202.16.134.0/25】

最小地址： 202.16.134.0       最大地址： 202.16.134.127     掩码： /25 或者 255.255.255.128

分配给 62 台主机的地址块：

202.16.10000110.10000000/25 【202.16.134.128/25】

最小地址： 202.16.134.128      最大地址： 202.16.134.255      掩码： /25 或者 255.255.255.128

分配给 23 台主机的子公司

202.16.10000111.00000000/27 【202.16.135.0/27】

最小地址： 202.16.135.0         最大地址： 202.16.135.31         掩码： /27 或者 255.255.255.224

剩下地址块为

202.16.10000111.00100000/27 【202.16.135.32/27】

202.16.10000111.01000000/26 【202.16.135.64/26】

202.16.10000111.10000000/25 【202.16.135.128/25】

3.有如下的4个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24 

212.56.133.0/24 

212.56.134.0/24 

212.56.135.0/24 

  解：

路由聚合，也叫构造超网。

212.56.132.0/24          212.56.10000100

212.56.133.0/24          212.56.10000101

212.56.134.0/24          212.56.10000110

212.56.135.0/24          212.56.10000111

第三字节前面6位都是相同的，仅最后两位不一样， 所以4个地址的共同前缀是前22位，即： 212.56.100001      最大可能的聚合的CIDR地址块是： 212.56.132.0/22

 4.一个自治系统分配到的IP地址快为30.138.118/23，有5个局域网，连接图如下图，每个局域网的主机数都在图上，试给出每一个局域网的地址块 （包括前缀）。

   解：

LAN1至少需要3个IP地址分配给三个路由器

LAN2需要91个主机+1个路由器接口=92个地址

LAN3需要150个主机+1个路由器接口=151个地址

LAN4需要3个主机+1个路由器接口=4个地址

LAN5需要15个主机+1个路由器接口=16个地址        答案不唯一

30.138.118/23   118=64+32+16+4+2 地址块范围

最小地址 30.138.01110110.00000000 网络

….

最大地址 30.138.01110111.11111111 广播地址

LAN3至少需要151个地址 2^{7} -2 < 151 < 2^{8} -2 主机位为8位，前缀24位

LAN3分配的地址块： 30.138.118/24        此时，30.138.118/23地址块已经有一半被分配掉

最小地址 30.138.01110110.00000000 网络

....

最大地址 30.138.01110110.11111111 广播地址

剩下地址块的范围 30.138.119.0/24

最小地址 30.138.01110111.00000000

….

最大地址 30.138.01110111.11111111

LAN2至少需要92个地址 2^{6} - 2 < 92 <2^{7} -2        主机位为7位，前缀25位

LAN2分配的地址块为： 30.138.119.0/25

最小地址 30.138.01110111.00000000 网络

….

最大地址 30.138.01110111.01111111 广播地址

此时，30.138.119.0/24地址块还剩1/2                 30.138.118/23  地址块只剩下1/4

剩下地址块的范围 30.138.119.128/25

最小地址 30.138.01110111.10000000

….

最大地址 30.138.01110111.11111111

LAN5至少需要16个地址2^{4} - 2 < 16 <2^{5} -2           主机位为5位，前缀27位

LAN5分配的地址块为： 30.138.119.128/27

最小地址 30.138.01110111.10000000   网络

….

最大地址 30.138.01110111.10011111   广播地址 

剩下地址块的范围        由两个不同前缀组成的连续地址块

30.138.119.160/27

最小地址 30.138.01110111.10100000

….

最大地址 30.138.01110111.10111111

30.138.119.192/26

最小地址 30.138.01110111.11000000

….

最大地址 30.138.01110111.11111111 

LAN4至少需要4个地址 2^{2} - 2 < 4 < 2^{3} -2          主机位为3位，前缀29位

选取地址块 30.138.119.160/27

最小地址 30.138.01110111.10100000

….

最大地址 30.138.01110111.10111111

LAN4分配的地址块为：30.138.119.160/29

最小地址 30.138.01110111.10100000       网络

….

最大地址 30.138.01110111.10100111      广播地址

剩下地址块的范围             由三个不同前缀组成的连续地址块

30.138.119.168/29

最小地址 30.138.01110111.10101000

….

最大地址 30.138.01110111.10101111

30.138.119.176/28

最小地址 30.138.01110111.10110000

….

最大地址 30.138.01110111.10111111

30.138.119.192/26

最小地址 30.138.01110111.11000000

….

最大地址 30.138.01110111.11111111

LAN1至少需要3个地址 2^{2} - 2 < 3 < 2^{3} -2         主机位为3位，前缀29位

选取合适的地址块

30.138.119.168/29

最小地址 30.138.01110111.10101000 网络

….

最大地址 30.138.01110111.11111111 广播地址

正好适合LAN1的地址块大小要求 LAN1分配的地址块为： 30.138.119.168/29

剩下地址块的范围         由两个不同前缀组成的连续地址块

30.138.119.176/28

最小地址 30.138.01110111.10110000

….

最大地址 30.138.01110111.10111111

30.138.119.192/26

最小地址 30.138.01110111.11000000

….

最大地址 30.138.01110111.11111111

CIDR地址块划分时，优先划分大地址块；当划分 小地址块时，尽量从地址块的两侧向内划分。

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