【Cisco Packet Tracer】子网划分的计算及实验

子网划分：Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

子网掩码可以将一个网络划分为多个更小的子网，本文介绍子网掩码的计算方法，并使用Cisco Packet Tracer进行子网划分实验。

本实验的程序可在本博客最上方下载。

一、子网划分计算

子网划分有均匀划分和不均匀划分，均匀划分每个子网设备数量相同，不均匀划分每个子网设备数量不同，本文以C类IP地址为例，介绍子网划分的计算方法。

1、均匀子网划分

题目：将网络192.168.0.0划分为4个子网，每个子网有50台主机，请计算子网掩码，并写出每个子网的可用IP、网络号、广播地址。

解答步骤如下：

1、每个子网50台主机，那么每个子网的IP个数至少为50+2=52个；（50个可用IP+网络号+广播地址）；

2、根据公式 $52\leq 2^{n}$ ，求出n=6，即主机号有6位，那么网络号有32-6=26位，即子网掩码的二进制为11111111.11111111.11111111.11000000（1对应网络号，0对应主机号），转换成十进制，可知子网掩码为255.255.255.192；

3、每个子网的IP数量为 $2^{6}$ =64个，IP的计算方法多种多样，这里介绍一种方法，计算公式和结果如下。（子网掩码都是255.255.255.192）

网络号计算：第一个子网的网络号是192.168.0.0，其他网络号=上一个网络号+上一个子网IP数量

广播地址计算：广播地址=子网网络号+子网IP数量-1

可用IP范围：起始IP=子网网络号+1 结尾IP=子网网络号+子网IP数量-2

	网络号	广播地址	可用IP地址
子网1	192.168.0.0	192.168.0.63	~.1 - ~.62
子网2	192.168.0.64	192.168.0.127	~.65 - ~.126
子网3	192.168.0.128	192.168.0.191	~.129 - ~.190
子网4	192.168.0.192	192.168.0.255	~.193 - ~.254

2、不均匀子网划分

题目：将网络192.168.0.0划分为3个子网，第一个子网有100台设备，第二个子网有50台设备，第三个子网有20台设备，请计算子网掩码，并写出每个子网的可用IP、网络号、广播地址。

本题有多个解，这里介绍一种，解答步骤如下：

1、第一个子网100台设备，那么该子网的IP个数至少为100+2=102个；（100个可用IP+网络号+广播地址）；

2、根据公式 $102\leq 2^{n}$ ，求出n=7，即主机号有7位，那么网络号有32-7=25位，即子网掩码的二进制为11111111.11111111.11111111.10000000（1对应网络号，0对应主机号），转换成十进制，可知子网掩码为255.255.255.128；

3、子网1的网络号是192.168.0.0，广播地址是192.168.0.127，可用IP范围192.168.0.1-192.168.0.126，子网掩码255.255.255.128；

4、第二个子网50台设备，那么该子网的IP个数至少为50+2=52个；（50个可用IP+网络号+广播地址）；

5、根据公式 $52\leq 2^{n}$ ，求出n=6，即主机号有6位，那么网络号有32-6=26位，即子网掩码的二进制为11111111.11111111.11111111.11000000（1对应网络号，0对应主机号），转换成十进制，可知子网掩码为255.255.255.192；

6、子网2的网络号是192.168.0.128，广播地址是192.168.0.191，可用IP范围192.168.0.129-192.168.0.190，子网掩码255.255.255.192；

7、第三个子网20台设备，那么该子网的IP个数至少为20+2=22个；（20个可用IP+网络号+广播地址）；

8、根据公式 $22\leq 2^{n}$ ，求出n=5，即主机号有5位，那么网络号有32-5=27位，即子网掩码的二进制为11111111.11111111.11111111.11100000（1对应网络号，0对应主机号），转换成十进制，可知子网掩码为255.255.255.224；

9、子网3的网络号是192.168.0.192，广播地址是192.168.0.223，可用IP范围192.168.0.193-192.168.0.222，子网掩码255.255.255.224；

10、结果如下表：

	网络号	广播地址	可用IP	子网掩码
子网1	192.168.0.0	192.168.0.127	~.1 - ~.126	255.255.255.128
子网2	192.168.0.128	192.168.0.191	~.129 - ~.190	255.255.255.192
子网3	192.168.0.192	192.168.0.223	~.193 - ~.222	255.255.255.224