子網(wǎng)掩碼中網(wǎng)絡(luò)層的教學(xué)研究探析

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摘要:IP地址是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備識(shí)別的標(biāo)識(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都要靠其區(qū)分和聯(lián)系。如何識(shí)別IP地址以及對(duì)IP地址進(jìn)行合理的分配和管理，子網(wǎng)掩碼起到了至關(guān)重要的作用。本文通過對(duì)子網(wǎng)掩碼的講解實(shí)現(xiàn)對(duì)IP地址的有效利用，便于學(xué)生理解。

關(guān)鍵詞:IP地址;分配和管理;子網(wǎng)掩碼

1分類

IP地址Internet作為全球最大的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)龐大的信息交互與網(wǎng)絡(luò)安全。在Internet上每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己的地址，保證相互之間能準(zhǔn)確無誤地發(fā)送、接收信息，這種地址被稱之為IP(InternetProtocol)地址。IP地址位于CPU和存儲(chǔ)器內(nèi)，是由32位的二進(jìn)制所組成，為了提高可讀性，按字節(jié)即每八位插入一個(gè)點(diǎn)，將對(duì)應(yīng)的八位都轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制，這種記法稱為點(diǎn)分十進(jìn)制記法，如192．168．0．20。IP地址包括網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩個(gè)部分，網(wǎng)絡(luò)號(hào)在前表示該IP地址是屬于Internet中具體哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍;主機(jī)號(hào)在后表示特定的網(wǎng)絡(luò)中具體的某臺(tái)計(jì)算機(jī)的標(biāo)識(shí)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)所占的位數(shù)不同對(duì)IP地址進(jìn)行了劃分，A類、B類、C類、D類、E類，D類廣播地址，E類保留地址，在這里著重介紹前面的三類IP地址。A類地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)占8位二進(jìn)制，且最高位是0，網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段全0對(duì)應(yīng)的IP地址是指本網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的作為環(huán)回測(cè)試主機(jī)進(jìn)程間通信，所以能分配的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)有27-2=126個(gè)。剩余的24位二進(jìn)制留給主機(jī)號(hào)，主機(jī)號(hào)全0對(duì)應(yīng)的IP地址是該主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)號(hào)全1是該網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，這兩個(gè)IP地址不能分配給主機(jī)，所以一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)中能容納的主機(jī)數(shù)為224-2個(gè)。B類地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)占16位二進(jìn)制，且前面兩位固定為10，網(wǎng)絡(luò)地址128．0．0．0不指派除外［2］，B類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)有214-1個(gè)。主機(jī)號(hào)16位，一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)中能容納的主機(jī)數(shù)為216-2個(gè)。C類地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)占24位二進(jìn)制，且前面兩位固定為110，網(wǎng)絡(luò)地址192．0．1．0不指派除外，C類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)有221-1個(gè)。主機(jī)號(hào)8位，一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)中能容納的主機(jī)數(shù)為28-2=254個(gè)。根據(jù)這三類IP地址的特點(diǎn)，可以很快地判斷出一個(gè)IP地址屬于哪一類，IP地址中第一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制是1～126，則為A類地址;128～191則為B類地址;192～223則為C類地址。

2子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼用來區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)位數(shù)，其格式與IP地址類似，也是由32位二進(jìn)制組成，以點(diǎn)分十進(jìn)制記入，區(qū)別在于是由連續(xù)的1和連續(xù)的0組成，且1在前0在后。子網(wǎng)掩碼中某位為1，對(duì)應(yīng)于IP地址相應(yīng)位置是網(wǎng)絡(luò)號(hào);某位為0，對(duì)應(yīng)是主機(jī)號(hào)。所以默認(rèn)的A類地址子網(wǎng)掩碼是255．0．0．0，B類是255．255．0．0，C類是255．255．255．0。

3子網(wǎng)掩碼舉例

舉例1:已知IP地址是135．10．54．30，子網(wǎng)掩碼是255．255．192．0。試求網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址以及該網(wǎng)絡(luò)IP范圍。①網(wǎng)絡(luò)地址=IP地址＆子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)絡(luò)地址的求解②根據(jù)子網(wǎng)掩碼可知，網(wǎng)絡(luò)地址后14位是主機(jī)號(hào)，將其全為1，得到的即是廣播地址:135．10．63．255③網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址之間的IP地址即是分配給主機(jī)的IP范圍:135．10．0．0～135．10．63．255。兩層的IP地址容易造成用戶不能有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，針對(duì)這一問題，提出了劃分子網(wǎng)來解決。所謂的子網(wǎng)就是在分類IP地址的基礎(chǔ)上再細(xì)分出若干個(gè)小的網(wǎng)段，達(dá)到擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)數(shù)量的效果［3］。劃分子網(wǎng)的做法:將IP地址中原本是主機(jī)號(hào)位數(shù)的部分劃出一些位數(shù)用作子網(wǎng)，剩余的主機(jī)號(hào)則是相應(yīng)子網(wǎng)的主機(jī)地址。劃分子網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量增多了，而每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容納的主機(jī)數(shù)則相應(yīng)的減少了。根據(jù)設(shè)計(jì)需求中子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)確定需要多少主機(jī)號(hào)，然后再確定需要多少子網(wǎng)號(hào);其次定義一個(gè)符合網(wǎng)絡(luò)要求的子網(wǎng)掩碼，確定每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址;最后確定每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)IP地址范圍。舉例2:某單位申請(qǐng)到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址:192．168．3．0/24，要求劃分5個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)不少于25臺(tái)，求每個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍。C類地址，默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)24位，主機(jī)號(hào)8位，所以子網(wǎng)的劃分是8位主機(jī)號(hào)部分。①由主機(jī)數(shù)≥25，主機(jī)號(hào)位數(shù)≥5，25-2≥25②子網(wǎng)數(shù)=5，子網(wǎng)號(hào)的位數(shù)≥3，23-2≥5③子網(wǎng)號(hào)+主機(jī)號(hào)=8，所以主機(jī)號(hào)位數(shù)=5，子網(wǎng)號(hào)位數(shù)=3④原來的網(wǎng)絡(luò)號(hào)+子網(wǎng)號(hào)=27，所以新的子網(wǎng)對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼為:255．255．255．224。子網(wǎng)號(hào)3位，變化范圍:001～110⑤以001為例求該子網(wǎng)內(nèi)的IP地址，通式:192．168．3．001XXXXX(X為0或1)，除去主機(jī)號(hào)全0和全1IP地址的最小值:192．168．3．00100001(即192．168．3．33)IP地址的最大值:192．168．3．00111110(即192．168．3．62)

4結(jié)語

通過對(duì)子網(wǎng)掩碼的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)P地址的理解更為深刻，使用子網(wǎng)掩碼可以判別一個(gè)IP地址是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分，從而得到該網(wǎng)絡(luò)可以容納的主機(jī)數(shù)，方便對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和分配。

參考文獻(xiàn):

［1］謝希仁．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2013．

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［3］張光勇．校園網(wǎng)IP地址管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007．

作者:陰歡歡 單位:武漢晴川學(xué)院電子信息與機(jī)電工程學(xué)院