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Cyber_Security_Notes/B. 第二阶段/04_子网划分.md
Noriu d1d9576526 2024年8月31日 11:59:13
2024-08-31 11:59:21 +08:00

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子网划分

一、子网划分概述

  1. 子网划分是什么
    • 子网划分是指将一个大的网段划分多个更小的网段
  2. 子网划分的作用
    • 节约IPv4地址，减少IPv4地址浪费
  3. 如何进行子网划分
    • 将主机位借给网络位 （让主机位变短， 让网络位变长）

二、IP地址知识回顾

  1. IPv4地址的长度：32个bit位

    IPv4的组成：网络位+主机位

    子网掩码长度：32个bit位

    C类的默认子网掩码：255.255.255.0

    一个C类网段有多少个IP地址，有多少个可用IP地址如何计算：

    ​ 举例：192.168.1.0/24

    ​ IP网段： 192.168.1.0

    ​ 子网掩码：255.255.255.0

    ​ 以二进制显示：192.168.1.0/24

IP网段（十进制） 192 168 1 0
二进制显示 11000000 10101000 00000001 00000000
子网掩码（十进制） 255 255 255 0
二进制显示 11111111 11111111 11111111 00000000
网络位 主机位

  1. 一个C类网段有多少IP地址

    2的8次方=256个IP地址

  2. 为什么是2的8次方呢？

    因为子网掩码中主机位有8位（8个0） ，所以一个C类网段的有256个IP地址

  3. 一个C类网段有多少可用IP地址数量

    2的8次方-2等于254个IP地址

  4. 为什么要减2呢？

    因为要减去一个网络ID，减去一个广播地址

    网络ID ：192.168.1.0

    广播地址： 192.168.1.255

  5. 一个C类网段有256个地址，一个部门只有50台电脑，所以有点浪费，做子网划分如何做子网划分呢？

    IP地址和子网掩码长度：都是32bit，是固定的网络位越长，主机位越短，主机位越短，包含的IP地址就越少

    • 举例：
      • 掩码16位：255.255.0.0 （65536个IP地址）
      • 掩码24位：255.255.255.0 （256个IP地址）

    所以：主机位越短，就代表，这个网段包含的IP地址数量越少

    所以：想要做子网划分，就从主机位借位，借给网络位，让网络位变长，让主机位变短

三、子网划分方法

  • 举例：192.168.1.0/24 要做子网划分

  1. 网络位 主机位

    IP网段： 192. 168. 1. 0

    二进制： 11000000.10101000.00000001. 00000000 /24

    子网掩码： 255. 255. 255. 0

    二进制： 11111111.11111111.11111111. 00000000 /24

    子网划分： 11000000.10101000.00000001. 0 0000000 /25

    网络位 子网位 主

    备注：

    将主机位中的1个二进制位借给网络位，

    借完后：网络位增加了1个二进制位，所以网络位就变成了24+1==25位

    借完后：主机位减少了1个二进制位，所以主机位就变成了8-1 ==7位

1个二进制数有2个变化，一个是0， 一个是1 ，所以子网网络位如果为1位的话，可以划分2个子网网段如果主机位借了一位给网络位，还剩7个主机位，2的7次方=128所以如果主机位借了一位给网络位，那么可以划分2个子网网段，每个子网网段有128个IP地址
每个子网网段有128-2=126个可用IP地址
子网划分： 借1位，可以拥有2个网段：
第一个网段：192.168.1.0/25
 11000000.10101000.00000001.   0  0000000 /25

网络位  子网位  主
最小： 11000000.10101000.00000001.  0 0000000/25 （192.168.1.0）
最大： 11000000.10101000.00000001.  0 1111111/25  （192.168.1.127）
转换成十进制：（最小）192.168.1.0----192.168.1.127（最大）
第一个网段的取值范围：192.168.1.0----192.168.1.127 
网络ID： 192.168.1.0
子网掩码： 25
第一个可用IP： 192.168.1.1
最后一个可用IP： 192.168.1.126
广播地址： 192.168.1.127 
IP地址数量： 128
可用IP地址数量：126
第二个网段：192.168.1.128/25   11000000.10101000.00000001.  1 0000000  /25

网络位  子网位  主
最小： 11000000.10101000.00000001.  1 0000000/25 （192.168.1.128） 
最大： 11000000.10101000.00000001. 1 1111111/25 （192.168.1.255）
转换成十进制：（最小）192.168.1.128----192.168.1.255（最大） 第二个网段的取值范围：192.168.1.128----192.168.1.255  
网络ID： 192.168.1.128
子网掩码： 25 
第一个可用IP： 192.168.1.129
最后一个可用IP： 192.168.1.254
广播地址： 192.168.1.255 
IP地址数量： 128
可用IP地址数量：126
备注：掩码25等于多少
掩码25：11111111.11111111.11111111. 1 0000000
掩码25：255.255.255.128
那么如果，主机位借了2位给网络位呢，可以划分多少个子网网段，每个子网网段有多少个IP地址
将主机位中的2个二进制位借给网络位，
借完后：网络位增加了2个二进制位，所以网络位就变成了24+2==26位
借完后：主机位减少了2个二进制位，所以主机位就变成了8-2 ==6位
子网位为2，可以划分4个网段：因为2的2次方等于4
如果主机位借了2位给网络位，还剩6个主机位，2的6次方=64
所以如果主机位借了2位给网络位，那么可以划分4个子网网段，每个网段有64个IP地址
子网计算公式:
子网数=2的n次方 （n代表的子网位数）
主机数=2的N次方-2 （N代表主机位数）（主机数：表示的是可用IP地址）
第一个网段：192.168.1.0/26
 11000000.10101000.00000001.  00  000000 /26

网络位  子网位  主
最小： 11000000.10101000.00000001. 00 000000/26 （192.168.1.0）
最大： 11000000.10101000.00000001. 00 111111/26 （192.168.1.63） 
第一个网段的取值范围：192.168.1.0----192.168.1.63 
网络ID： 192.168.1.0
子网掩码： 26 
第一个可用IP： 192.168.1.1
最后一个可用IP： 192.168.1.62
广播地址： 192.168.1.63 
IP地址数量： 64
可用IP地址数量：62 
第二个网段： 192.168.1.64/26 
 11000000.10101000.00000001.  01  000000 /26

网络位 子网位 主
最小： 11000000.10101000.00000001.  01 000000/26 （192.168.1.64）
最大： 11000000.10101000.00000001.  01  111111/26 （192.168.1.127） 
第二个网段的取值范围：192.168.1.64-192.168.1.127
网络ID： 192.168.1.64
子网掩码： 26 
第一个可用IP： 192.168.1.65
最后一个可用IP： 192.168.1.126
广播地址： 192.168.1.127
IP地址数量： 64
可用IP地址数量：62 
第三个网段：192.168.1.128/26 
 11000000.10101000.00000001.  10  0000000 /26

网络位 子网网络位 主
最小： 11000000.10101000.00000001. 10   000000/26 （192.168.1.128）
最大： 11000000.10101000.00000001.  10   111111/26 （192.168.1.191） 
第三个网段的取值范围：192.168.1.128-192.168.1.191
网络ID： 192.168.1.128
子网掩码： 26 
第一个可用IP： 192.168.1.129
最后一个可用IP： 192.168.1.190
广播地址： 192.168.1.191
IP地址数量： 64
可用IP地址数量：62 
第四个网段：192.168.1.192/26 
 11000000.10101000.00000001. 11  0000000 /26

网络位 子网网络位 主
最小： 11000000.10101000.00000001. 11 000000/26 （192.168.1.192）
最大： 11000000.10101000.00000001. 11 111111/26 （192.168.1.255） 
第四个网段的取值范围：192.168.1.192-192.168.1.255
网络ID： 192.168.1.192
子网掩码： 26 
第一个可用IP： 192.168.1.193
最后一个可用IP： 192.168.1.254
广播地址： 192.168.1.255
IP地址数量： 64
可用IP地址数量：62 
备注：掩码26等于多少
掩码26：11111111.11111111.11111111.11000000
掩码26：255.255.255.192

四、等长子网划分实验

  1. 需求

    • 目前公司只有1个C类网段：192.168.100.0/24
    • 某公司有销售部、生成部、财务部、客服部四个部门
    • 每个部门的主机数量不超过50台

  2. 解决方案：执行等长的子网划分

    • 划分4个相同大小的子网网段
    • 每个子网网段中的IP地址数量相同

  3. 子网划分分析

    公司有4个部门，需要划分4个网段，每个网段不低于50个IP地址

    • 思考1：

      一个C类网段，默认网络位24位，主机位为8位

      如果想一个C类网段要划分4个子网网段：网络位要从主机位借几位？

      2的2次方等于4，如果想要划分4个子网，需要从主机位借2位，做子网网络位

      我们借2位，掩码为/26

    • 思考2：

      一个C类网段，默认网络位24位，主机位为8位

      如果我们借2位，网络位为26位，那么主机位为6位

      主机数量=2的N次方-2

      所以：2的6次方-2等于62 （可用IP地址为62 ）

      公司四个部门，每个部门不超过50台主机，所以可以满足公司需求

      划分结果：分配4个子网网段，掩码为26

      ​ 192.168.100.0/26 （第一个子网网段）

      ​ 192.168.100.64/26 （第二个子网网段）

      ​ 192.168.100.128/26 （第三个子网网段）

      ​ 192.168.100.192/26 （第四个子网网段） 备注：掩码26等于多少 ​ 掩码26：11111111.11111111.11111111.11000000 ​ 掩码26：255.255.255.192 备注：掩码25等于多少 ​ 掩码26：11111111.11111111.11111111.10000000 ​ 掩码26：255.255.255.128

      image-20240831115149980

  • 拓扑

image-20240831115220751

  • 需求

    • 将192.168.100.0/24做子网划分，分配4个等长的子网,分给4个部门使用
    • vlan内的主机通过dhcp获取IP地址

  • 配置命令

    • VLAN

      • SW2的配置

        [SW2]int g0/0/2
[SW2-G0/0/2]port link-type access
[SW2-G0/0/2]port default vlan 10
[SW2-G0/0/2]int g0/0/3
[SW2-G0/0/3]port link-type access
[SW2-G0/0/3]port default vlan 20
[SW2-G0/0/3]int g0/0/1
[SW2-G0/0/1]port link-type trunk 
[SW2-G0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

      • SW3的配置

        [SW3]vlan batch 10 20 30 40 
[SW3]int g0/0/2
[SW3-G0/0/2]port link-type access
[SW3-G0/0/2]port default vlan 30
[SW3-G0/0/2]int g0/0/3
[SW3-G0/0/3]port link-type access
[SW3-G0/0/3]port default vlan 40
[SW3-G0/0/3]int g0/0/1
[SW3-G0/0/1]port link-type trunk 
[SW3-G0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

    • DHCP

      • SW1-DHCP的基础配置

        [SW1]vlan batch 10 20 30 40
[SW1]port-group group-member g0/0/1 g0/0/2
[SW1-port-group]port link-type trunk 
[SW1-port-group]port trunk allow-pass vlan all

      • SW1-DHCP配置IP地址池

        [SW1]dhcp enable
[SW1]ip pool vlan10
[SW1-ip-pool-vlan10]network 192.168.100.0 mask 26
[SW1-ip-pool-vlan10]gateway-list 192.168.100.62
[SW1-ip-pool-vlan10]dns-list 8.8.8.8
[SW1-ip-pool-vlan10]ip pool vlan20
[SW1-ip-pool-vlan20]network 192.168.100.64 mask 26
[SW1-ip-pool-vlan20]gateway-list 192.168.100.126
[SW1-ip-pool-vlan20]dns-list 8.8.8.8
[SW1-ip-pool-vlan20]ip pool vlan30
[SW1-ip-pool-vlan30]network 192.168.100.128 mask 26
[SW1-ip-pool-vlan30]gateway-list 192.168.100.190
[SW1-ip-pool-vlan30]dns-list 8.8.8.8
[SW1-ip-pool-vlan30]ip pool vlan40
[SW1-ip-pool-vlan40]network 192.168.100.192 mask 26
[SW1-ip-pool-vlan40]gateway-list 192.168.100.254
[SW1-ip-pool-vlan40]dns-list 8.8.8.8

    • 在接口下开启基于全局的dhcp

      • SW1

        [SW1]int vlan 10
[SW1-Vlanif10]ip add 192.168.100.62 26
[SW1-Vlanif10]dhcp select global
[SW1-Vlanif10]int vlan 20
[SW1-Vlanif20]ip add 192.168.100.126 26
[SW1-Vlanif20]dhcp select global
[SW1-Vlanif20]int vlan 30
[SW1-Vlanif30]ip add 192.168.100.190 26
[SW1-Vlanif30]dhcp select global
[SW1-Vlanif30]int vlan 40
[SW1-Vlanif40]ip add 192.168.100.254 26
[SW1-Vlanif40]dhcp select global

    • 验证：所有的PC都获取到IP地址

      • SW1

        [SW1]display ip pool name vlan10 used

五、子网划分分类