IP定址與VLSM簡易筆記

一、IP定址

Class A(1~126)

0xxxxxxx.host.host.host

7個network bits的變化，使得此等級應有2⁷=128個network；

然而TCP/IP協定又保留整個127作為loopback使用，因此整個Class A為1~126。

此等級的私有ip為整個10.網段，即10.0.0.0~10.255.255.255。

Class B(128~191)

10xxxxxx.network.host.host

6+8個network bits的變化，使得此等級應有2¹⁴=16384個network；

dhcp請求失敗會回傳169.254.X.X的位置。

此等級的私有ip為172.16.0.0~172.31.255.255。

Class C(192~223)

110xxxxx.network.network.host

5+16個network bits的變化，使得此等級應有221=2097152個network；

此等級的私有ip為192.168.0.0~192.168.255.255。

Class D(224~239)

1110xxxx.network.network.network

此級網路作為多點傳播(multicast)用，不能作為來源端位置，在routing protocol時常會用到。例如：RIP會用到224.0.0.9，OSPF會用到224.0.0.5/6，EIGRP會用到224.0.0.10。

Class E(240~255)

11110xxx.network.network.network

此級網路作為研究用途，我們無法使用D、E等級的網路位置。

二、子網路切割

1.為何要切割子網路？

* 減少網路交通(增加collision domain；或是切割broadcast domain)。

* 最佳化網路效能

* 簡化管理

2.熟記2的次方

27	26	25	24	23	22	21	20
128	64	32	16	8	4	2	1

上表用於速記主機數量。假設network向host借了3個bits，host剩下5個bits變化，也就是每32個hosts跳一個網段。

為了更快解決子網路遮罩的計算，更應該速記向host借位元當子網路時的mask值。

借n個bits	1	2	3	4	5	6
遮罩值	128	192	224	240	248	252

最多就只能借6個。借了七個只剩下全為0跟全為1的位置，都不能當主機可用的ip。

熟記上表是我快速心算切割子網路的方法。在網路的領域裡經常使用CIDR(Classless Inter-Domain Routing)來表示子網路遮罩，例如255.0.0.0就是/8，255.255.255.224就是/27。可以參考上圖，224就是跟network跟host借了3個bits來當子網路，對於一個class C來說，255.255.255.0是大家所熟悉的，表示成/24；借了3個bits就變成/27。

三、VLSM(變動長度的子網路遮罩)

切割子網路，分配合適的ip數量給各網段是網管人員最基本的能力。分配一個子網路，除了要扣除全為0(network id)跟全為1(broadcast)之外，還必需要很清楚的知道每個網段的範圍。切割子網路可以是最簡單的分法—每個子網路有相同的subnet mask；或是真實的企業應用，變動子網路遮罩(VLSM)的分法。

無論怎麼分，我們都必須問自己幾件事情：

1.客戶端需要幾個網段？

2.各個網段又需要多少ip？

知道客戶端的要求後，就可以開始回答幾個問題：

1.要切成幾個子網路？每個子網路的network id為何？

2.每個子網路有多少可用ip？

3.可用的ip範圍？

範例1:

假設各網段子網路遮罩都相同，則192.168.10.10/25這個位置，是：

1.共切了幾個網段？

2.落在哪一個network id裡？

3.該網段共有多少可用的ip？

4.該網段的廣播位置為何？

/25表示ip的第4個byte被network借走了1個bit，因此有2¹＝2個網段。

變化位置落在第四個byte，因此兩個network id為192.168.10.0跟192.168.10.128，題目的ip位置落在192.168.10.0上。

可用ip就是主機數目減2(去頭去尾)的結果。2⁷-2個ip=126個ip可用。

廣播位置就是下一個網段的ip減1，即192.168.10.127

範例2:

假設各網段子網路遮罩都相同，則122.168.35.10/19這個位置，是：

1.共切了幾個網段？

2.落在哪一個network id裡？

3.該網段共有多少可用的ip？

4.該網段的廣播位置為何？

/19表示跟host借了3個bits作子網路，因此會產生2³=8個網段。

變化位置落在第三個byte，每個網段的變化值為32，為122.168.0.0, 32.0, 64.0, 96.0, 128.0, 160.0, 192.0, 224.0，落在122.168.32.0網段裡。

可用ip就是2^32-2=2³⁰= 8092，再去頭去尾=8090個。

廣播位置就是122.168.63.255，且該網段第一個可用ip為122.168.31.254，最後一個可用的為122.168.63.254。

範例3:

假設某公司有三個部門，提供網管人員198.162.10.0/25分配使用。A部門需要有58個ip；B部門需要16個，C部門需要29個ip，三個部門需要隸屬不同網段，請問如何分配？

這個例子就是每個網段有不同的遮罩。為了不讓ip使用重複，我們必須先分配ip數量多的，最後才分配少的。

第一個分配58個ip，那麼host至少必須有2⁶個變化，因此必須向host再借一個bit！Mask變為255.255.255.192(/26)，每次host id跳了64，因此第一個網段為198.168.10.0/26，下一個網段為198.162.10.64/26。

可用ip為64-2=62個。

廣播位置：198.162.10.63，該網段可用ip為198.162.10.1~62。

第二個分配 29個ip， 那麼host至少必須有2⁵個變化，因此必須向host再借一個bit！Mask變為255.255.255.224(/27)，每次host id跳了32，因此第一個網段為198.162.10.64/27，下一個網段為198.162.10.96/27。

可用ip為32-2=30個。

廣播位置：198.162.10.95，該網段可用ip為198.162.10.65~94。

第三個分配 16個ip， 那麼host至少必須有2⁵個(千萬別認為是2⁴喔)變化，因此直接使用下一個網段即可！Mask沒有變化：255.255.255.224(/27)，每次host id跳了32，因此第一個網段為198.162.10.96/27，下一個網段為198.162.10.128/27。

可用ip為32-2=30個。

廣播位置：198.162.10.127，該網段可用ip為198.162.10.97~126。