TCPIP与子网规划

网络协议中的IP地址规划与子网划分策略IP地址是互联网中计算机设备的唯一标识符，它用于在网络中识别和定位设备的位置。

在网络协议中，IP地址规划和子网划分策略是非常重要的，它们对于网络的稳定和高效运行至关重要。

IP地址规划是指根据网络规模、设备数量、网络拓扑结构等因素，合理地规划和分配IP地址的过程。

在进行IP地址规划时，首先需要确定所需的IP地址数量，然后根据网络的层次结构和设备的分布情况，将IP地址划分为不同的子网。

子网划分是为了更好地管理和控制网络流量，以及提高网络安全性。

采用子网划分的网络可以将大型网络划分为多个较小的子网络，每个子网络都有一个唯一的子网地址。

这样可以减少广播域的大小，避免广播风暴和冲突，提高网络性能和传输效率。

在进行IP地址规划和子网划分时，需要考虑以下几个因素：1. 网络规模：根据网络中的设备数量，确定所需的IP 地址数量。

对于小型网络，可以使用私有IP地址范围，如IPv4的私有地址范围是10.0.0.0-10.255.255.255、172.16.0.0-172.31.255.255、192.168.0.0-192.168.255.255；对于大型网络，则需要申请公共IP地址。

2. 网络层次结构：根据网络的拓扑结构和设备的分布情况，将IP地址划分为不同的子网。

常见的划分方式包括广播域划分和区域划分。

广播域划分是将大型网络划分为多个较小的子网，每个子网都有自己的子网掩码、网关和广播地址；区域划分是将不同地区或不同部门的设备划分到不同的子网中，提高网络管理和控制的灵活性。

3. IP地址分配策略：根据不同的需求和使用场景，制定合理的IP地址分配策略。

对于重要的服务器和关键设备，可以采用静态IP地址分配，确保其稳定性和可靠性；对于普通设备，可以采用动态IP地址分配，如DHCP（动态主机配置协议）来自动分配IP地址。

4. 安全性：在进行IP地址规划和子网划分时，应考虑安全性因素。

网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南在互联网时代，网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。

而网络的基础技术之一就是 IP 地址和子网划分。

正确的 IP 地址规划与子网划分对于构建高效、安全的网络环境至关重要。

本文将介绍网络路由技术中的 IP 地址规划与子网划分的指南，并探讨其相关问题。

一. IP 地址规划的基本原则IP 地址规划是指根据网络规模和需求合理划分 IP 地址范围的过程。

在进行 IP 地址规划时，应遵循以下基本原则：1. 提供足够的 IP 地址：要确保所规划的 IP 地址范围能够容纳当前和未来的网络设备数量。

2. 分配灵活：IP 地址规划应该具有一定的灵活性，以方便需求的变更和扩展。

3. 网络流量优化：合理的 IP 地址规划可以优化网络流量，提高网络的传输效率。

4. 安全性：IP 地址规划应考虑网络安全的因素，合理划分安全区域。

二. 子网划分的原则及方法子网划分是在给定的 IP 地址空间中，按照一定规则将 IP 地址划分为多个子网的过程。

子网划分的原则如下：1. 合理使用 IP 资源：根据网络规模和需求，将 IP 地址划分为多个子网，以便合理利用 IP 资源。

2. 考虑网络拓扑结构：子网划分应该与网络拓扑结构相匹配，以提高网络的可管理性和性能。

3. 考虑子网数量：子网数量应适应网络规模，既要够用，又不要过多，以减少管理的复杂性。

常用的子网划分方法有以下几种：1. 固定子网划分：将 IP 地址空间划分为固定大小的子网，每个子网可以容纳一定数量的主机。

2. 可变长度子网划分：根据需求，将 IP 地址划分为不同大小的子网，以灵活适应网络扩展。

3. 网络地址转换（NAT）：通过对私有 IP 地址与公有 IP 地址之间的转换，实现对内部网络的访问控制和资源共享。

三. 实际问题与解决方案在进行 IP 地址规划和子网划分时，可能会遇到一些实际问题，下面将针对其中两个问题提出解决方案：1. 冲突与重叠的 IP 地址：在一个组织内，不同的网络设备可能会使用相同的 IP 地址，导致冲突和重叠。

IP协议与子网规划IP 协议与子网规划预备知识已完成前面课程的学习课程目标掌握TCP/IP协议基本知识，能够进行IP 地址规划和分配。

课程内容及考试知识点分布TCP/IP 和OSI 的关系：了解TCP/IP和OSI各层之间的对应关系TCP/IP 各层的功能：了解TCP/IP中网络层、传输层和应用层的功能和常用协议；在传输层对TCP UDP 的报文格式，以及TCP 连接建立的过程需要重点掌握。

在网络层对IP的报文格式和常用的几种协议，如ARP、RARP、和ICMP，也要有所了解。

如何进行子网规划：了解IP地址和MAC地址之间的区别，了解IP地址的分类，掌握IP子网网段的计算方法和一般的子网规划方法，对变长子网掩码（VLSM）和无类域间路由（CIDR）的概念有一个基本的了解。

自我测试：1)IP地址219.25.23.56 的缺省子网掩码有几位（）A. 8B. 16C. 24D. 322)网络层的协议有（）协议A. IPB. ARPC. ICMPD. RARP3)划分子网是在IP地址的（）部分A. 网段地址B. 主机地址C. 子网网段D. 缺省子网掩码4)一个B类IP地址最多可用（）位来划分子网A. 8B. 14C. 16D.225)子网掩码255.255.192.0 的二进制表示为（）A. 11111111 11110000 00000000 00000000B. 11111111 11111111 00001111 00000000C. 11111111 11111111 11000000 00000000D. 11111111 11111111 11111111 000000006)一个A类地址的子网掩码是255.255.240.0 有（）位被用来划分子网A. 4B. 5C. 9D.127)IP地址190.233.27.13/16所在的网段的网络地址是（）A. 190.0.0.0B. 190.233.0.0C. 190.233.27.0D. 190.233.27.18)一个网段150.25.0.0的子网掩码是255.255.224.0,（）是有效的主机地址A. 150.25.0.0B. 150.25.1.255C. 150.25.2.24D. 150.15.3.309)IP地址190.233.27.13是（）类地址A. AB. BC. CD. D10)关于IP主机地址，下列说法正确的是（）A. IP地址主机部分可以全1也可以全0B. IP地址网段部分可以全1也可以全0C. IP地址网段部分不可以全1也不可以全0D. IP地址可以全1也可以全011)关于IP报文头的TTL字段，以下说法正确的有（）A. TTL的最大可能值是65535B. 在正常情况下，路由器不应该从接口收到TTL=0的IP报文C. TTL主要是为了防止IP报文在网络中的循环转发，浪费网络带宽D. IP报文每经过一个网络设备，包括Hub、Lan Switch和路由器，TTL值都会被减去一定的数值12)C类地址最大可能子网位数是（）A. 6B. 8C. 12D. 1413)在一个子网掩码为255.255.240.0的网络中, （）是合法的网络地址A. 150.150.0.0B. 150.150.0.8C. 150.150.8.0D.150.150.16.014)一台IP地址为10.110.9.113/21 主机在启动时发出的广播IP 是（）A. 10.110.9.255B. 10.110.15.255C. 10.110.255.255C. 10.255.255.25515)一个B类网络,有5位掩码加入缺省掩码用来划分子网,每个子网最多（）台主机A. 510B. 512C. 1022D. 204616)规划一个C类网,需要将网络分为9个子网,每个子网最多15台主机,下列哪个是合适的子网掩码? （）A. 255.255.224.0B. 255.255.255.224C. 255.255.255.240D. 没有合适的子网掩码17)一个子网网段地址为5.32.0.0 掩码为255.224.0.0的网络,它允许的最大主机地址是（）A. 5.32.254.254B. 5.32.255.254C. 5.63.255.254D. 5.63.255.25518)对于这样一个网段175.25.8.0/19 的子网掩码是（）A. 255.255.0.0B. 255.255.224.0C. 255.255.24.0D. 依赖于地址类型19)下列哪种地址类型用来支持多播（）A. A类B. B类C. E类D. 以上都不是20)TELNET的端口号是（）A. 6B. 17C. 23D. 6921)在无盘工作站向服务器申请IP地址时，使用的是（）协议A. ARPB. RARPC. ICMPD. IGMP22)（）协议是一种基于广播的协议，主机通过它可以动态的发现对应于一个IP地址的MAC地址A. ARPB. DNSC. ICMPD. RARP23)RARP的作用是（）A. 将自己的IP地址转换为MAC地址B. 将对方的IP地址转换为MAC地址C. 将对方的MAC地址转换为IP地址D. 知道自己的MAC地址，通过RARP协议得到自己的IP地址24)某公司申请到一个C类IP地址，但要连接6个的子公司，最大的一个子公司有26台计算机，每个子公司在一个网段中，则子网掩码应设为（）A. 255.255.255.0B. 255.255.255.128C. 255.255.255.192D. 255.255.255.22425)一个B类地址网大约能有（）台主机A. 254B. 16KC. 63KD. 2M26)使用自然掩码的IP地址125.3.54.56的网络地址是（）A. 125.0.0.0B. 125.3.0.0C. 125.3.54.0D. 125.3.54.3227)网络地址为154.27.0.0 的网络,若不作子网划分,能支持（）台主机A. 254B. 1024C. 65,534D. 16,777,20628)下列（）是合法的IP主机地址A. 127.2.3.5B. 1.255.255.2/24C. 225.23.200.9D. 192.240.150.255/2429)D类地址的缺省子网掩码有（）位A. 8B. 16C. 24D. None30)第一个八位组以二进1110开头的IP地址是（）地址A. Class AB. Class BC. Class CD. Class D31)保留给自环测试的IP地址网段是（）A. 127.0.0.0B. 130.0.0.0C. 164.0.0.0D.200.0.0.032)FTP数据连接端口号（）A. 20B. 21C. 23D. 2533)FTP控制连接端口号（）A. 20B. 21C. 23D. 2534)与10.110.12.29 mask 255.255.255.224属于同一网段的主机IP地址是（）A. 10.110.12.0B. 10.110.12.30C. 10.110.12.31D. 10.110.12.3235)21) TFTP服务端口号（）A. 23B. 48C. 53D. 6936)DHCP客户端是使用地址（）来申请一个新的IP地址的A. 0.0.0.0B. 10.0.0.1C. 127.0.0.1D. 255.255.255.25537)在TCP/IP协议中，A类地址第一个字节的范围是（）A. 0---126B. 0---127C. 1---126D.1---12738)以下属于正确的主机的IP地址的是（使用自然掩码）：（）A. 224.0.0.5B. 127.32.5.62C. 202.112.5.0D.162.111.111.11139)Quidway系列路由器在执行数据包转发时，下列哪些项没有发生变化（假定没有使用地址转换技术）？（）A. 源端口号B. 目的端口号C. 源网络地址D. 目的网络地址E. 源MAC地址F. 目的MAC地址40)对于这样一个地址，192.168.19.255/20，下列说法正确的是：（）A. 这是一个广播地址B. 这是一个网络地址C. 这是一个私有地址D. 地址在192.168.19.0网段上E. 地址在192.168.16.0网段上F. 这是一个公有地址41)（）是一个网络层的协议，它提供了错误报告和其它回送给源点的关于IP数据包处理情况的消息A. TCPB. UDPC. ICMPD. IGMP42)IP协议的特征是（）A. 可靠,无连接B. 不可靠,无连接C. 可靠,面向连接D. 不可靠,面向连接43)TCP和UDP协议的相似之处是（）A. 传输层协议B. 面向连接的协议C. 面向非连接的协议D. 以上均不对44)IP报文头中固定长度部分为（）字节A. 10B. 20C. 30D. 6045)IP地址中网络号的作用有（）A. 指定了主机所属的网络B. 指定了网络上主机的标识C. 指定了设备能够进行通信的网络D. 指定了被寻址的子网中的某个节点46)UDP段使用（）提供可靠性A. 网际协议B. 应用层协议C. 网络层协议D. 传输控制协议47)以下关于TCP滑动窗口说法正确的是（）A. 在TCP的会话过程中，不允许动态协商窗口大小B. 滑动窗口机制的窗口大小是可变的，从而更有效利用带宽C. 大的窗口尺寸可以一次发送更多的数据，从而更有效利用带宽D. 限制进入的数据，因此必须逐段发送数据，但这不是对带宽的有效利用48)端口号的目的是（）A. 跟踪同一时间网络中的不同连接B. 源系统产生端口号来预报目的地址C. 源系统使用端口号维持会话的有序，以及选择适当的应用D. 源系统根据应用程序的使用情况，用端口号动态的将终端用户分配给一个特定的连接49)国际上负责分配IP地址的专业组织划分了几个网段作为私有网段，可以供人们在私有网络上自由分配使用，以下属于私有地址的网段是：（）A. 10.0.0.0/8B. 172.16.0.0/12C. 192.168.0.0/16D. 224.0.0.0/850)以下的应用程序中，基于TCP协议的有（）A. PINGB. TFTPC. TELNETD. FTPE. OSPFF. SNMPG. WWW51)下列哪些协议属于传输层协议? （）A. NCPB. TCPC. FTPD. SPXE. UDPF. NFSG. IPX52)下列哪些协议是TCP/IP协议栈中的网络层协议? （）A. IPB. ICMPC. NLSPD. UDPE. ARPF. RARPG. IGRP53)192.168.1.127代表的是（）地址A. 主机B. 网络C. 组播D. 广播E. 以上说法都不完全正确54)TCP协议建立了一条端到端的面向连接的通信，下面的说法正确的是：（）A. 在主机之间存在一条物理电路B. 在主机之间存在一条虚连接C. 在主机之间建立了一条直连隧道D. 以上说法都不正确55)下面那个地址表示的是子网内所有参与多播的路由器及主机？（）A. 224.0.0.1B. 224.0.0.2C. 224.0.0.3D. 224.0.0.956)路由项10.0.24.0/21可能由如下那几个条子网路由会聚而来（）A. 10.0.25.0/24B. 10.0.23.0/24C. 10.0.26.0/24D. 10.0.22.0/2457)TCP/IP协议的哪一层处理数据转换，编码，会话控制? （）A. 应用层B. 传输层C. 网络层D. 数据链路层E. 物理层58)IGMP协议位于TCP/IP协议的哪一层? （）A. 物理层B. 链路层C. 网络层D. 传输层E. 应用层59)对于一个没有经过子网划分的传统C类网络来说，允许安装的最大主机数为多少? （）A. 1024B. 65025C. 254D. 16E. 4860)下列所述的哪些是ICMP协议的功能? （）A. 报告TCP连接超时信息B. 重定向UDP消息C. 转发SNMP数据D. 查找子网掩码E. 报告路由更新错误信息61)假定给您下面一个IP地址:192.168.12.43，子网掩码为:255.255.255.128，那么网络地址为（），广播地址为（）A. 192.168.12.32 192.168.12.127B. 192.168.0.0 255.255.255.255C. 192.168.12.43 255.255.255.128D. 192.169.12.128 255.255.255.128E. 192.168.12.0 192.168.12.12762)172.16.10.32/24代表的是（）A. 网络地址B. 主机地址C. 组播地址D. 广播地址63)给您分配一个B类IP网络172.16.0.0，子网掩码255.255.255.192，则您可以利用的网络数为（），每个网段最大主机数为（）A. 512，126B. 1022，62C. 1024，62D. 256，254E. 192，25464)作为网络层设备的路由器，具有如下两个主要特性（）A. 数据转发B. 网络管理C. 路由选择D. 限制广播E. 数据包过滤F. 发现网络的逻辑拓扑结构65)VLSM的含义是（）A. Variable Length Subnet MaskingB. Variable Length Shortest MaskingC. Very Long/Shortest MaskingD. Variable Long Subnet MaskingE. Variable Length Short Measurement66)请您选出190.5.4.2 255.255.252.0网段的网络地址和广播地址（）A. 190.5.4.0，190.5.7.255B. 190.5.4.0 ，255.255.255.255C. 190.5.0.0 190.5.4.255D. 190.5.4.0 190.5.4.25567)TCP协议的协议号是（），UDP协议的协议号是（）A. 23，53B. 53，23C. 6，17D. 17，668)下列地址哪个是可用主机IP地址? （）A. 192.168.2.15/28B. 10.0.2.128/26C. 127.4.2.5D. 122.245.264.13/26E. 12.3.4.6/24F. 224.0.4.569)tracert是一种用来监测网络层连通性的路由跟踪工具（）T. TrueF. False70)在下面各项中，哪一个字段不是TCP 报头的一部分？（）A. 子网掩码B. 源端口号C. 源IP地址D. 序列号E. 紧急指针71)IP被认为是不可靠的协议，因为它不保证数据包正确发送到目的地（）T. TrueF. False72)ARP是一个使用广播的地址解析协议，并且使用了ARP高速缓存，原因是使用广播会耗费大量带宽（）T. TrueF. False73)下面哪个地址表示的是子网内所有的参与多播的路由器？（）A. 224.0.0.1B. 224.0.0.2C. 224.0.0.3D. 224.0.0.974)UDP报文不包括下列哪个字段? （）A. 源端口B. 长度C. 目的端口D. 校验和E. 紧急指针75)下列关于面向连接的服务和无连接的服务的说法正确的是哪些？（）A. 面向连接的服务建立虚链路，避免数据丢失和拥塞B. 面向连接的服务，发送端发送的数据包，如果没有收到接收端的确认，一定时间后发送端将重传数据包C. 相对于无连接的服务，面向连接的服务提供了更多的可靠性保障D. 无连接的服务适用于延迟敏感性和高可靠性的应用程序76)术语ARP代表什么？（）A. Address Resolution PhaseB. ARP Resolution ProtocolC. Address Resolution ProtocolD. Address Recall Protocol77)TCP/IP协议栈的哪一层负责建立、维护和终止虚连接，多路复用上层应用程序？（）A. 应用层B. 传输层C. 网络层D. 数据链路层E. 物理层78)为了确定网络层数据包所经过的路由器的数目，应该使用什么命令？（）A. pingB. arp -aC. tracertD. telnet79)假定有IP地址：190.5.6.1，子网掩码255.255.252.0，那么这个IP地址所在的网段是什么，子网广播地址是什么？（）A. 190.5.4.0 190.5.7.255B. 190.5.4.0 190.5.4.255C. 190.5.4.0 190.5.4.254D. 190.5.1.0 190.5.1.25580)对于这样一个网段192.168.2.16/28，请问最多可以容纳多少台主机？（）A. 16B. 8C. 15D. 14E. 781)TFTP服务器使用何种传输层协议，端口号是多少？（）A. UDP 69B. TCP 67C. TCP 23D. UDP 5382)服务器一般都是通过特定的端口号来识别应用程序的，这些特定的端口号由IANA统一管理。

计算机网络中的IP地址与子网划分计算机网络中的IP地址与子网划分是网络通信中非常重要的概念。

IP地址是指互联网协议地址，用于唯一标识网络上的设备。

子网划分则是将一个大的IP地址空间划分成多个更小的子网，以便更好地管理和组织网络。

一、IP地址的基本概念IP地址是一个32位的二进制数，通常用点分十进制表示。

例如，192.168.0.1表示一个IP地址。

IP地址分为网络部分和主机部分，网络部分用于标识网络，主机部分用于标识具体的主机设备。

二、IP地址分类为了更好地管理IP地址，IPv4地址被分为不同的分类。

主要有以下几个分类：1. A类地址：以0开头，网络部分占8位，主机部分占24位，可分配的A类网络有126个，每个网络最多可分配16777214个主机。

2. B类地址：以10开头，网络部分占16位，主机部分占16位，可分配的B类网络有16382个，每个网络最多可分配65534个主机。

3. C类地址：以110开头，网络部分占24位，主机部分占8位，可分配的C类网络有2097150个，每个网络最多可分配254个主机。

4. D类地址：以1110开头，用于多播通信，不可分配给单个设备。

5. E类地址：以1111开头，保留未使用。

三、子网划分子网划分是为了更好地管理IP地址，实现更有效的网络资源利用和地址分配。

子网划分通过将主机位中的一部分划分为子网位，来划分出多个子网。

子网划分通常在网络的中间路由器处进行，通过在路由器上进行配置，将网络划分为多个子网。

每个子网都有自己的子网掩码，用于标识网络和主机位的划分情况。

子网划分可以更好地控制网络流量，提高网络的安全性和可管理性。

同时，子网划分还可以减少广播域，提高网络性能。

四、子网掩码子网掩码用于将IP地址划分为网络部分和主机部分。

子网掩码通常用与操作与IP地址进行计算。

子网掩码是一个32位的二进制数，与IP地址进行逻辑与操作后，可以得到网络部分。

例如，子网掩码255.255.255.0与IP地址192.168.0.1进行与操作，得到的网络部分为192.168.0.0。

网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南引言在当今数字化时代中，互联网已经渗透到我们生活的方方面面。

无论是在家庭、办公室还是公共场所，我们都离不开互联网。

而在互联网中，IP地址是我们连接到网络的唯一标识，也是信息在网络中传输的基础。

因此，在构建一个大规模的网络时，合理的IP地址规划与子网划分是至关重要的。

本文将从IP地址规划和子网划分两个方面进行探讨。

IP地址规划IP地址是互联网中唯一标识一台网络设备的32位数字，它由网络号和主机号两部分组成。

在进行IP地址规划时，首先要确定网络的规模和使用需求。

一般来说，小型网络可以使用私有IP地址，而大型网络需要申请公有IP地址。

其次，根据不同的网络需求，可以采用不同的IP地址类别。

常用的IP地址类别有A类、B类、C类，每个类别有不同的网络号和主机号分配范围。

根据网络的使用需求，选择合适的IP地址类别进行规划，可以更有效地利用IP地址资源。

子网划分子网划分是将一个大的网络划分为多个小的子网，以提高网络的效率和安全性。

在进行子网划分时，首先要考虑网络的规模和拓扑结构。

一般来说，每个子网应该包含足够的主机数量，同时避免子网过大导致广播风暴的发生。

其次，考虑网络的安全性，可以将不同的用户或部门划分到不同的子网中，通过路由器的访问控制列表（ACL）来实现不同子网之间的互访限制。

最后，考虑网络的可扩展性，根据未来发展的需求，合理划分子网和预留IP地址空间，以应对网络规模的增长。

IP地址规划与子网划分的案例为了更清晰地说明IP地址规划与子网划分的重要性，我们以一个中等规模企业网络为例进行分析。

假设该企业有500台计算机需要接入网络，网络拓扑结构为星型结构。

根据企业的使用需求，我们可以选择使用C类私有IP地址进行规划。

假设该网络的初始IP地址为/24，其中为网络号，/24表示网络掩码为。

首先，根据网络的规模，我们可以预估每个子网应该包含的主机数量。

假设每个办公室平均有25台计算机，我们可以将企业网络划分为20个子网（500/25=20）。

TCP/IP在网络中的配置以及子网划分技术(供刚学习TCP/IP地址的朋友参考）随着计算机网络应用的日益普及，TCP/IP Internet协议已成为计算机工业中开放系统互连的事实上的标准。

TCP/IP协议，即Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议/因特网协议），是目前最完美并广为接受的通信协议之一，它应用于在广域网中实现不同类型的网络以及不同类型的芯片和*作系统的主机之间的相互通信，各种类型的以太网中，如Windows 95/98的对等网、Windows NT、Unix、Linux、NetWare，目前都广泛地支持该协议。

TCP/IP寻址在管理TCP/IP网络时，一个最有挑战性的工作是管理IP地址和保管记录好IP与地理位置的对应关系，尤其对于一个新的管理员或刚接触管理IP地址的人更是如此。

信息从一个主机取出，放到另一个主机的时候，有三种东西起了作用，即主机名、主机地址、主机路径。

这就关系到IP寻址的问题。

一、IP地址类型为了控制IP寻址的方式，制定了类型结构，即把IP地址分为五类（A-E类），有三种用在了商业网络中。

A类 A类地址的高端位总是置为0。

只要最左一位置0，剩下的位数不管是0或1，都是A类地址。

因为第一个八位组决定网络地址的类型，只要第一个八位组小于128就是A类地址。

如：10.35.64.23是一个A 类的TCP/IP地址。

如果用缺省的A类地址子网掩码255.0.0.0。

则网络部分地址为10.0.0.0，主机部分地址为：0.35.64.23。

总共有128（0-127）个A类地址，但每个A类网络可以有16777216（224）个不同的主机标识。

B类 B地址是IP地址的高端前两位置位10。

并且B类IP地址中，前两个8位组表示网络部分，后两个8位组表示主机部分。

B类地址范围是从128.0.0.0至191.255.0.0。

网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南随着互联网的发展，网络路由技术扮演着不可忽视的角色。

在搭建大型网络架构时，IP地址规划与子网划分是至关重要的。

本文将介绍网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南，以帮助读者更好地理解并应用这一技术。

一、IP地址规划：为网络提供独特的标识符在网络中，每个设备都需要一个独特的标识符来进行通信。

IP地址就是这个标识符。

IP地址由32位二进制数组成，通常以IPv4或IPv6的形式表示。

IPv4地址由4个八位数（即32位）组成，而IPv6地址由128位表示，具备更大的地址空间。

IP地址规划的目标是在一个大型网络中分配IP地址，使得每个设备都能够相互通信。

首先，我们需要确定网络的规模，包括预计最大联机设备数和需求带宽。

其次，确定网络的拓扑结构，例如层次结构或扁平结构。

最后，将IP地址按照网络结构分配给各个子网。

二、子网划分：提高网络性能和安全性在网络规模较大时，一个大型网络被划分为若干个子网是非常常见的做法。

子网划分可以提高网络性能和安全性。

通过将网络分割为若干较小的子网，可以减少广播风暴和冲突域的范围。

子网划分的关键是合理地选择子网掩码。

子网掩码用于将IP地址分成网络地址和主机地址两部分。

通过修改掩码中的1和0的个数，可以灵活划分子网。

具体规则是，网络地址中1的位数与子网掩码中1的位数相同，而主机地址中0的位数与子网掩码中0的位数相同。

此外，还可以使用VLAN技术将网络进一步划分为虚拟局域网，提高网络的灵活性和可管理性。

三、IP地址规划与子网划分的实践指南在进行IP地址规划和子网划分时，有一些实践经验值得借鉴。

首先，根据业务需求划分子网。

不同业务可以划分为不同的子网，以提高网络的可管理性和安全性。

其次，合理利用子网地址空间。

避免浪费IP地址资源，使用CIDR（无类别域间路由）技术来聚合子网。

此外，不同子网之间的通信需要通过路由器来实现，因此，也要合理规划路由器的位置和数量。

封面作者：PanHongliang仅供个人学习TCP/IP协议与子网规划目录课程说明1课程介绍1课程目标1相关资料1第1章 TCP/IP协议21.1 TCP/IP协议与OSI参考模型21.2 应用层31.3 传输层41.4 网络层6第2章子网规划82.1 IP地址介绍82.2 子网规划11课程说明课程介绍本课程主要介绍TCP/IP协议的基础知识. 课程目标完成本课程的学习后，您应该能够：理解TCP/IP分层模型理解IP地址的分类与应用运用IP子网的规划原则对简单网络进行规划相关资料第1章 TCP/IP协议1.1 TCP/IP协议与OSI参考模型与OSI参考模型一样，TCP（Transfer Control Protocol）/IP（InternetProtocol）协议（传输控制协议/网际协议）也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能.但是，TCP/IP协议简化了层次设计，只有五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层.从上图可以看出，TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次.应用层包含了OSI参考模型所有高层协议.因为TCP/IP协议栈支持所有的标准的物理层和数据链路层协议，而且物理层和数据链路层在前面已经做过简述，所以本章不对TCP/IP协议的物理层和数据链路层做进一步的描述.关于这两层协议和标准的深入细节，在后续章节会有讲解.物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层显现一条无错线路；并且进行流量调控.网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发.其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由.网络层的主要协议有IP、ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）、ARP（Address Resolution Protocol，地址解读协议）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解读协议）等.传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信.传输层从应用层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误.传输层的主要协议有TCP、UDP（User Datagraph Protocol，用户数据报协议）.应用层负责处理特定的应用程序细节.应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口.应用层包含大量常用的应用程序，例如HTTP（HyperText Transfer Protocol文本传输协议）、Telnet（远程登录）、FTP（File Transfer Protocol）等.同OSI参考模型数据封装过程一样，TCP/IP协议在报文转发过程中，封装和去封装也发生在各层之间.发送方，加封装的操作是逐层进行的.各个应用程序将要发送的数据送给传输层；传输层（TCP/UDP）对数据分段为大小一定的数据段，加上本层的报文头.发送给网络层.在传输层报文头中，包含接收它所携带的数据的上层协议或应用程序的端口号，例如，Telnet 的端口号是23.传输层协议利用端口号来调用和区别应用层各种应用程序.网络层对来自传输层的数据段进行一定的处理（利用协议号区分传输层协议、寻找下一跳地址、解读数据链路层物理地址等），加上本层的IP报文头后，转换为数据包，再发送给链路层（以太网、帧中继、PPP、HDLC 等）；链路层依据不同的数据链路层协议加上本层的帧头，发送给物理层以比特流的形式将报文发送出去.在接收方，这种去封装的操作也是逐层进行的.从物理层到数据链路层，逐层去掉各层的报文头部，将数据传递给应用程序执行.1.2 应用层应用层为用户的各种网络应用开发了许多网络应用程序，例如文件传输、网络管理等，甚至包括路由选择.这里我们重点介绍常用的几种应用层协议.FTP（文件传输协议、File Transfer Protocol）是用于文件传输的Internet标准.FTP支持一些文本文件（例如ASCII、二进制等等）和面向字节流的文件结构.FTP使用传输层协议TCP在支持FTP的终端系统间执行文件传输，因此，FTP被认为提供了可靠的面向连接的服务，适合于远距离、可靠性较差线路上的文件传输.TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议）也是用于文件传输，但TFTP使用UDP提供服务，被认为是不可靠的，无连接的.TFTP通常用于可靠的局域网内部的文件传输.SMTP（Simple Mail Transfer Protocol.简单邮件传输协议）支持文本邮件的Internet传输.POP3（Post Office Protocol）是一个流行的Internet邮件标准.SNMP（Simple Network Management Protocol.简单网络管理协议）负责网络设备监控和维护，支持安全管理、性能管理等.Telnet是客户机使用的与远端服务器建立连接的标准终端仿真协议.Ping命令是一个诊断网络设备是否正确连接的有效工具.Tracert命令和Ping命令类似，tracert命令可以显示数据包经过的每一台网络设备信息，是一个很好的诊断命令.HTTP协议支持WWW（World Wide Web，万维网）和内部网信息交互，支持包括视频在内的多种文件类型.HTTP是当今流行的Internet标准.DNS（Domain Name System，域名系统）把网络节点的易于记忆的名字转化为网络地址.WINS（Windows Internet Name Server，Windows Internet命名服务器），此服务可以将NetBIOS 名称注册并解读为网络上使用的IP地址.BootP（Bootstrap Protocol，引导协议）是使用传输层UDP协议动态获得IP地址的协议.1.3 传输层传输层位于应用层和网络层之间，为终端主机提供端到端的连接，以及流量控制（由窗口机制实现）、可靠性（由序列号和确认技术实现）、支持全双工传输等等.传输层协议有两种：TCP和UDP.虽然TCP和UDP都使用相同的网络层协议IP，但是TCP和UDP却为应用层提供完全不同的服务.传输控制协议TCP：为应用程序提供可靠的面向连接的通信服务，适用于要求得到响应的应用程序.目前，许多流行的应用程序都使用TCP.用户数据报协议UDP：提供了无连接通信，且不对传送数据包进行可靠的保证.适合于一次传输小量数据，可靠性则由应用层来负责.TCP协议通过以下过程来保证端到端数据通信的可靠性：1、TCP实体把应用程序划分为合适的数据块，加上TCP报文头，生成数据段；2、当TCP实体发出数据段后，立即启动计时器，如果源设备在计时器清零后仍然没有收到目的设备的确认报文，重发数据段；3、当对端TCP实体收到数据，发回一个确认.4、TCP包含一个端到端的校验和字段，检测数据传输过程的任何变化.如果目的设备收到的数据校验和计算结果有误，TCP将丢弃数据段，源设备在前面所述的计时器清零后重发数据段.5、由于TCP数据承载在IP数据包内，而IP提供了无连接的、不可靠的服务，数据包有可能会失序.TCP提供了重新排序机制，目的设备将收到的数据重新排序，交给应用程序.6、TCP提供流量控制.TCP连接的每一端都有缓冲窗口.目的设备只允许源设备发送自己可以接收的数据，防止缓冲区溢出.7、TCP支持全双工数据传输.TCP协议为终端设备提供了面向连接的、可靠的网络服务，UDP协议为终端设备提供了无连接的、不可靠的数据报服务.从上图我们可以看出，TCP协议为了保证数据传输的可靠性，相对于UDP报文，TCP报文头部有更多的字段选项.首先让我们来看一下TCP的报文头部主要字段：每个TCP报文头部都包含源端口号（source port）和目的端口号（destination port），用于标识和区分源端设备和目的端设备的应用进程.在TCP/IP协议栈中，源端口号和目的端口号分别与源IP地址和目的IP地址组成套接字（socket），唯一的确定一条TCP连接.序列号（Sequence number）字段用来标识TCP源端设备向目的端设备发送的字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节.如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则TCP用序列号对每个字节进行计数.序列号是一个32bits的数.既然每个传输的字节都被计数，确认序号（Acknowledgement number，32bits）包含发送确认的一端所期望接收到的下一个序号.因此，确认序号应该是上次已成功收到的数据字节序列号加 1.TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小（windows size）来提供.窗口大小用数据包来表示，例如Windows size=3, 表示一次可以发送三个数据包.窗口大小起始于确认字段指明的值，是一个16bits 字段.窗口大小可以调节.校验和（checksum）字段用于校验TCP报头部分和数据部分的正确性.最常见的可选字段是MSS（Maximum Segment Size，最大报文大小）.MSS指明本端所能够接收的最大长度的报文段.当一个TCP连接建立时，连接的双方都要通告各自的MSS协商可以传输的最大报文长度.我们常见的MSS有1024（以太网可达1460字节）字节.相对于TCP报文，UDP报文只有少量的字段：源端口号、目的端口号、长度、校验和等，各个字段功能和TCP报文相应字段一样.UDP报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性较差.当然，使用传输层UDP服务的应用程序也有优势.正因为UDP协议较少的控制选项，在数据传输过程中，延迟较小，数据传输效率较高，适合于对可靠性要求并不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序像DNS、TFTP、SNMP等；UDP协议也可以用于传输链路可靠的网络.TCP协议和UDP协议使用16bits端口号（或者socket）来表示和区别网络中的不同应用程序，网络层协议IP使用特定的协议号（TCP 6，UDP 17）来表示和区别传输层协议.任何TCP/IP实现所提供的服务都是1~1023之间的端口号，这些端口号由IANA（Internet Assigned Numbers Authority，Internet号码分配机构）分配管理.其中，低于255的端口号保留用于公共应用；255到1023的端口号分配给各个公司，用于特殊应用；对于高于1023的端口号，称为临时端口号，IANA未做规定.常用的TCP端口号有：HTTP 80，FTP 20/21，Telnet 23，SMTP 25，DNS 53等；常用的保留UDP端口号有：DNS 53，BootP 67（server）/ 68（client），TFTP 69，SNMP 161等.套接字（socket）分为源套接字和目的套接字：源套接字：源端口号+源IP地址；目的套接字：目的端口号+目的IP地址；源套接字和目的套接字用于唯一的确定一条TCP连接.关于IP地址，将在后面讲述.为了在上图所示的主机和服务器之间建立一个连接，首先需要两端设备进行同步.同步（synchronization）是通过各个携带有初始序列号的数据段交换过程实现的.主机发送一个序列号为a的报文段1；服务器发回包含序列号为b的报文段2，并用确认号a+1对主机的报文段1进行确认；主机接收服务器发回的报文段2，发送报文段3，用确认号b+1对报文段2进行确认.这样在主机和服务器之间建立了一条TCP连接，这个过程被称为三步握手（three-way handshake）.接下来，数据传输开始.数据传输结束后，应该终止连接.终止TCP连接需要4次握手.TCP滑动窗口技术通过动态改变窗口大小来调节两台主机间数据传输.每个TCP/IP主机支持全双工数据传输，因此TCP有两个滑动窗口：一个用于接收数据，另一个用于发送数据.TCP使用肯定确认技术，其确认号指的是下一个所期待的字节.下面我们以数据单方向发送为例，介绍滑动窗口如何实现流量控制.假定发送方设备以每一次三个数据包的方式发送数据，也就是说，窗口大小为 3.发送方发送序列号为1、2、3的三个数据包，接收方设备成功接收数据包，用序列号4确认.发送方设备收到确认，继续以窗口大小3发送数据.当接收方设备要求降低或者增大网络流量时，可以对窗口大小进行减小或者增加，本例降低窗口大小为2，每一次发送两个数据包.当接收方设备要求窗口大小为0，表明接收方已经接收了全部数据，或者接收方应用程序没有时间读取数据，要求暂停发送.发送方接收到携带窗口号为0的确认，停止这一方向的数据传输.滑动窗口机制为端到端设备间的数据传输提供了可靠的流量控制机制.然而，它只能在源端设备和目的端设备起作用，当网络中间设备（例如路由器等）发生拥塞时，滑动窗口机制将不起作用.我们可以利用ICMP的源抑制机制进行拥塞管理.关于ICMP，我们将在后面介绍.1.4 网络层网络层位于TCP/IP协议栈数据链路层和传输层中间，网络层接收传输层的数据报文，分段为合适的大小，用IP报文头部封装，交给数据链路层.网络层为了保证数据包的成功转发，主要定义了以下协议：IP（Internet Protocol）协议：IP协议和路由协议协同工作, 寻找能够将数据包传送到目的端的最优路径.IP协议不关心数据报文的内容，提供无连接的、不可靠的服务.ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解读协议）：把已知的IP地址解读为MAC地址；RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解读协议）：用于数据链路层地址已知时，解读IP地址；ICMP（Internet Control Message Protocol，网际控制消息协议）定义了网络层控制和传递消息的功能.IGMP（Internet Group Management Protocol，网际组管理协议），一种组播应用协议.普通的IP头部长度为20个字节，不包含IP选项字段.版本号（Version）字段标明了IP协议的版本号，目前的协议版本号为4.下一代IP协议的版本号为 6.报文长度指IP包头部长度，占4位.8位的服务类型（TOS，Type of Service）字段包括一个3位的优先权字段（COS，Class of Service），4位TOS字段和1位未用位.4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用.总长度（Total length）是整个IP数据报长度，包括数据部分.标识符（Identification）字段唯一地标识主机发送的每一份数据报.通常每发送一份报文它的值就会加 1.生存时间（TTL，Time to Live）字段设置了数据包可以经过的路由器数目.一旦经过一个路由器，TTL值就会减1，当该字段值为0时，数据包将被丢弃.协议字段确定在数据包内传送的上层协议，和端口号类似，IP协议用协议号区分上层协议.TCP协议的协议号为6，UDP协议的协议号为17.报头校验和（Head checksum）字段计算IP头部的校验和，检查报文头部的完整性.源IP地址和目的IP地址字段标识数据包的源端设备和目的端设备.关于IP地址，后面会有详述.地址解读协议ARP是一种广播协议，主机通过它可以动态地发现对应于一个IP 地址的MAC层地址.假定主机A需要知道主机B的MAC地址，主机A发送称为ARP请求的以太网数据帧给网段上的每一台主机，这个过程称为广播.发送的ARP请求报文中，带有自己的IP地址到MAC地址的映射，同时还带有需要解读的目的主机的IP地址.目的主机B收到请求报文后，将其中的主机A的IP地址与MAC地址的映射存到自己的ARP高速缓存中，并把自己的IP地址到MAC地址的映射作为响应发回主机 A.主机A收到ARP应答，就得到了主机B的MAC地址，同时，主机A缓存主机B的IP地址到MAC地址映射.RARP常用于X终端和无盘工作站等，这些设备知道自己MAC地址，需要获得IP地址.以上图为例，无盘工作站需要获得自己的IP地址，向网络中广播RARP请求，RARP服务器接收广播请求，发送应答报文，无盘工作站获得IP地址.对应于ARP、RARP请求以广播方式发送，ARP、RARP应答一般以单播方式发送，以节省网络资源.网际控制消息协议ICMP是一个网络层的协议，它提供了错误报告和其它回送给源点的关于IP 数据包处理情况的消息.ICMP通常为IP层或者更高层协议使用，一些ICMP报文把差错报文返回给用户进程.ICMP报文通常被封装在IP数据包内传输.RFC 792 中有关于ICMP的详细说明.ICMP包含几种不同的消息，其中ping程序借助于echo request消息，主机可通过它来测试网络的可达性，ICMP Echo Reply 消息表示该节点是可达的.ICMP还定义了源抑制（source quench）报文.当路由器的缓冲区满后，送入的报文被丢弃，此时路由器向发送报文的主机发送源抑制报文，要求降低发送速率.第2章子网规划2.1 IP地址介绍前面我们已经了解了TCP/IP协议的网络层的相关协议，并且已经在OSI参考模型中了解到每一个协议栈的网络层都有网络层地址，TCP/IP协议也不例外.本节重点介绍TCP/IP协议栈的网络层地址------IP地址.IP地址是进行复杂的子网规划的基础.我们前面已经学习到，数据链路层有物理地址-----MAC地址，也知道，MAC地址是全球唯一的.当有数据发送时，源网络设备查询对端设备的MAC地址，然后将数据发送过去.然而，MAC地址通常存在于一个平面地址空间，没有清晰的地址层次，只适合于本网段主机的通信，另外，MAC地址固化在硬件中，灵活性较差.对于不同网络之间的互连通信，我们通常使用基于软件实现的网络层地址----IP地址来通信，提供更大的灵活性.在我们学习IP地址前，假定您已经掌握了二进制、十进制、十六进制的相关知识.IP地址，又称逻辑地址，和MAC地址一样，IP地址也是独一无二的.每一台网络设备用IP地址来唯一的标识.IP地址由32个二进制位组成，这些二进制数字被分为四个八位数组（octets），又称为四个字节.IP地址可以这样表示：点分十进制形式：10.110.192.111二进制形式：00001010.01101110.10000000.01101111十六进制形式：0a.7e.80.7f通常我们把IP地址表示为点分十进制形式，很少表示成十六进制形式.由于IP地址有32个二进制位，理论上可以有232个IP地址可以使用，也就是43亿个IP地址.在互联网络上，如果每一台三层网络设备，例如路由器，为了彼此通信，储存每一个节点的IP地址，可以想象路由器会有多么大的路由表，这对路由器来说是不可能的.为了减少路由器的路由表数目，更加有效的进行路由，清晰的区分各个网段，决定对IP地址采用结构化的分层方案.IP地址的结构化分层方案将IP地址分为网络部分和主机部分，区分网络部分和主机部分需要借助地址掩码（Mask）.网络部分位于IP地址掩码前面的连续二进制“1”位，主机部分是后面连续二进制“0”位.IP地址的分层方案类似于我们常用的电话号码.电话号码也是全球唯一的.例如对于电话号码************，前面的字段010代表北京的区号，后面的字段82882484代表北京地区的一部电话.IP地址也是一样，前面的网络部分代表一个网段，后面的主机部分代表这个网段的一台设备.IP地址采用分层设计，这样，每一台第三层网络设备就不必储存每一台主机的IP地址，而是储存每一个网段的网络地址（网络地址代表了该网段内的所有主机），大大减少了路由表条目，增加了路由的灵活性.IP地址的网络部分称为网络地址，网络地址用于唯一地标识一个网段，或者若干网段的聚合，同一网段中的网络设备有同样的网络地址.IP地址的主机部分称为主机地址，主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备.例如，前面所述的A类IP地址：10.110.192.111，网络部分地址为10，主机部分地址为110.192.111.那么如何区分IP地址的网络地址和主机地址呢？最初互联网络设计者根据网络规模大小规定了地址类，把IP地址分为A、B、C、D、E五类. A类IP地址的网络地址为第一个八位数组（octet），第一个字节以“0”开始.因此，A类网络地址的有效位数为8-1=7位，A类地址的第一个字节为1~126之间（127留作它用）.例如10.1.1.1、126.2.4.78等为A类地址.A类地址的主机地址位数为后面的三个字节24位.A类地址的范围为 1.0.0.0~126.255.255.255，每一个A类网络共有224个A 类IP地址.B类IP地址的网络地址为前两个八位数组（octet），第一个字节以“10”开始.因此，B类网络地址的有效位数为16-2=14位，B类地址的第一个字节为128~191之间.例如128.1.1.1、168.2.4.78等为B类地址.B类地址的主机地址位数为后面的二个字节16位.B类地址的范围为128.0.0.0~191.255.255.255，每一个B类网络共有216个B类IP地址.C类IP地址的网络地址为前三个八位数组（octet），第一个字节以“110”开始.因此，C类网络地址的有效位数为24-3=21位，C类地址的第一个字节为192~223之间.例如192.1.1.1、220.2.4.78等为C类地址.C类地址的主机地址部分为后面的一个字节8位.C类地址的范围为192.0.0.0~223.255.255.255，每一个C类网络共有28=256个C类IP 地址.D类地址第一个8位数组以“1110”开头，因此，D类地址的第一个字节为224~239.D类地址通常作为组播地址.关于组播地址，在HCSE交换课程会有讨论.E类地址第一个字节为240~255之间，保留用于科学研究.我们经常用到的是A、B、C三类地址.IP地址由国际网络信息中心组织（International Network Information Center，InterNIC）根据公司大小进行分配.过去通常把A类地址保留给政府机构，B类地址分配给中等规模的公司，C类地址分配给小单位.然而，随着互联网络飞速发展，再加上IP地址的浪费，IP地址已经非常紧张.现在进行IP地址规划时，我们通常在公司内部网络使用私有IP地址.私有IP地址是由InterNIC预留的由各个企业内部网自由支配的IP地址.使用私有IP地址不能直接访问Internet.原因很简单，私有IP地址不能在公网上使用，公网上没有针对私有地址的路由，会产生地址冲突问题.当访问Internet时，需要利用网络地址转换（NAT，Network Address Translation）技术，把私有IP地址转换为Internet可识别的公有IP地址.InterNIC预留了以下网段作为私有IP地址：A类地址10.0.0.0~10.255.255.255 。