子网计算
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子网划分 · 第 3 课

子网计算

学习如何根据前缀计算 IPv4 网络地址、广播地址、范围和地址数量。

子网计算会将前缀长度应用到 IPv4 地址的 32 位。使用二进制推理,可以避免在不与十进制八位组对齐的前缀边界上出错。

查找网络地址

以地址 192.168.1.165/24 为例:

address  11000000.10101000.00000001.10100101
mask     11111111.11111111.11111111.00000000
network  11000000.10101000.00000001.00000000

按位与会保留掩码为一处的地址位,并清除主机位。结果为 192.168.1.0/24

使用地址和掩码计算 IPv4 网络地址时应采用哪种运算?

计算地址数量

对于前缀 /p,主机部分包含 32 - p 位。总地址数量为:

2^(32 - p)

因此,/24 包含 2^8 = 256 个地址。在传统广播子网中,全零主机值是网络地址,全一主机值是定向广播地址,剩下 254 个普通单播主机地址。

IPv4 /24 中共有多少个地址?

查找块边界

对于 /26,掩码为 255.255.255.192。最后一个八位组的块大小为 256 - 192 = 64,因此子网边界是 0、64、128 和 192。地址 192.168.1.165/26 位于:

network:   192.168.1.128
broadcast: 192.168.1.191
range:     192.168.1.129 through 192.168.1.190

192.168.1.165/26 的网络地址是什么?

考虑前缀例外

2^host_bits - 2 这一快捷公式并非普遍适用。IPv4 /31 前缀专门用于点对点链路,两个地址都可作为端点,不需要定向广播。/32 标识一条主机路由或一个接口地址。哪些地址可分配取决于网络技术和协议用途。

为什么不能从每个 IPv4 前缀的地址数中都减去两个?

验证计算

使用独立工具或库检查手工计算,再与真实接口和路由配置比较。数学上有效的前缀仍可能与另一个子网冲突,或违反地址分配计划。

正确的子网计算无法证明什么?

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现在,你可以计算 IPv4 子网边界并识别常见例外。

  • 使用按位与求出网络地址。

  • 根据主机位数量计算总地址数。

  • 使用块大小确定网络和广播边界。

  • 根据预期用途处理 /31/32

  • 将数学结果与实际地址计划进行核对。

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