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子网划分作业C 类地址 192.128.0.3 承载 400 台主机的两层楼组网方案课程名称网络协议分析班级网安2411作业成绩指导教师余元辉姓名张哲轩、何祯、林志旭、吴承桓作业编号03学号202421036014、202421336024、202421336027、202421336026组号06一、作业题目某公司申请了一个 C 类 IP 地址 192.128.0.3但该公司拥有 400 台主机。公司想将这些主机平均分布在两层楼进行管理且要求 400 台主机属于同一个子网。请问如何进行子网划分选用的子网掩码是多少给出每层楼全体主机的 IP 地址范围写出整个网络的网关地址。写出一种合理的划分方案即可。二、需求分析需求项具体内容主机总数400 台另需 1 个网关地址分布方式平均分布在两层楼每层 200 台子网要求400 台主机必须属于同一个子网同一广播域地址基础C 类地址题目给出的地址为 192.128.0.3解题的关键矛盾在于一个标准 C 类网络最多只能容纳 254 台主机装不下 400 台因此不能采用常规的“借主机位、划小网”的思路而需要反向操作——缩短掩码、合并网络CIDR 超网。三、子网划分详细方案3.1 第一步确认默认 C 类掩码不够用C 类地址的默认子网掩码为255.255.255.0记作 /24主机位为 8 位可用主机地址数为28−2254台 2^{8} - 2 254 \text{台}28−2254台减去的 2 个地址分别是网络地址和广播地址不能分配给主机。254 400因此单个 C 类网络无法满足需求继续“借位”只会让每个子网的主机数更少方向完全相反。3.2 第二步计算所需主机位数设主机位为nnn位要求可用地址数不少于 4002n−2≥400 2^{n} - 2 \geq 4002n−2≥400逐一代入n8n 8n828−22542^8 - 2 25428−2254不够n9n 9n929−25102^9 - 2 51029−2510满足要求。因此主机位需要9 位网络位为32−92332 - 9 2332−923位即/23。3.3 第三步确定子网掩码CIDR 超网/23 对应的子网掩码为11111111 . 11111111 . 11111110 . 00000000 255 . 255 . 254 . 0子网掩码255.255.254.0/23其原理是CIDR 超网路由汇聚把两个连续的 C 类网络——192.128.0.0/24192.128.1.0/24——聚合成一个更大的逻辑网络192.128.0.0/23共 512 个地址其中 510 个可分配给主机足以容纳 400 台主机和 1 个网关。边界对齐检查超网的起始地址必须按块大小对齐。/23 在第三个八位组上的块大小为 2而 192.128.0.0 的第三个八位组为 0能被 2 整除是合法的 /23 块起始地址题目给出的 192.128.0.3 正好落在该地址块内方案成立。需要特别说明的是题目给出的192.128.0.3 是 C 类网络 192.128.0.0/24 中的一个主机地址并非网络地址不能直接作为子网的网络地址使用。因此本方案以其所在的 192.128.0.0/24 网络为基础与相邻的 192.128.1.0/24 聚合为 192.128.0.0/23 超网192.128.0.3 本身位于一楼地址段 192.128.0.2192.128.0.201 内可作为一楼某台主机的 IP 使用不影响整体规划。3.4 第四步确定网络地址、广播地址与网关项目地址说明网络地址192.128.0.0/23 块的起始地址广播地址192.128.1.255/23 块的结束地址可用主机地址范围192.128.0.1 192.128.1.254共 510 个网关地址192.128.0.1路由器三层交换机局域网口地址整个网络共用3.5 第五步两层楼主机 IP 地址范围分配400 台主机虽属同一子网但按楼层分段分配地址便于日常管理和故障定位。网关使用 192.128.0.1主机地址从 192.128.0.2 开始连续分配楼层起始 IP 地址结束 IP 地址主机数量一楼192.128.0.2192.128.0.201200 台二楼192.128.0.202192.128.1.145200 台网关192.128.0.1—1 个地址数量核对一楼192.128.0.2 192.128.0.201共201−21200201 - 2 1 200201−21200台二楼192.128.0.202 192.128.0.255 共 54 台192.128.1.0 192.128.1.145 共 146 台合计5414620054 146 20054146200台已用地址合计 401 个400 台主机 1 个网关剩余 192.128.1.146 192.128.1.254 共 109 个地址留作以后扩展。注意在 /23 掩码下192.128.0.255 属于可用主机地址并不是广播地址习惯 /24 思维时容易误判本网络唯一的广播地址为 192.128.1.255因此 192.128.0.255 可以正常分配给二楼主机使用。3.6 网络拓扑说明两层楼各自的接入交换机通过光纤上联到同一台核心交换机或路由器所有主机逻辑上属于同一个子网、同一个 VLAN路由器局域网口配置网关地址 192.128.0.1主机通过该网关访问外部网络并在路由器上配置 NAT 与默认路由。四、方案验证4.1 同一子网验证IP 与掩码做 AND 运算分别取一楼、二楼的主机地址与子网掩码255.255.254.0逐位做 AND 运算一楼 192.128.0.201 AND 255.255.254.0 192.128.0.0 二楼 192.128.1.145 AND 255.255.254.0 192.128.0.0 网关 192.128.0.1 AND 255.255.254.0 192.128.0.0三者 AND 运算结果均为网络地址192.128.0.0说明两层楼的 400 台主机与网关确实处于同一个子网。/23 掩码下第三个八位组的最后一位不参与网络位因此 192.128.0.x 与 192.128.1.x 虽然在默认 /24 时分属两个网络在 /23 下已合并为同一网络。4.2 容量验证验证项结果/23 可用地址数510 个需求地址数400 台主机 1 个网关 401 个是否满足510 ≥ 401满足尚余 109 个地址每层楼数量各 200 台平均分布广播地址占用情况192.128.1.255 未被分配符合规则五、作业小结5.1 总体总结本次作业围绕“C 类地址承载 400 台主机、两层楼同子网”的问题展开。小组首先确认默认 /24 网络仅有 254 个可用地址、无法满足需求随后通过计算得出主机位至少需要 9 位最终采用 CIDR 超网方案将两个连续 C 类网络聚合为 192.128.0.0/23子网掩码 255.255.254.0可用地址 510 个两层楼各分配 200 台主机网关设为 192.128.0.1并通过 AND 运算验证了全部主机同属一个子网方案合理、完整。5.2 小组分工四人工作量基本均衡按模块分工、相互配合成员负责角色主要工作内容工作量张哲轩组长 / 方案设计需求分析、整体划分思路、主机位数与掩码计算、进度协调约 25%何祯超网分析CIDR 超网原理、两个 C 类块聚合、边界对齐检查约 25%林志旭地址规划两层楼 IP 地址范围规划、网络地址 / 广播 / 网关计算约 25%吴承桓验证与文档AND 运算验证、容量核对、表格整理与博客撰写约 25%5.3 个人心得体会张哲轩作为组长我负责整体方案和掩码计算。刚开始我凭直觉想“借位划子网”算到一半才意识到方向反了——借位只会让每个子网的主机数更少而 400 台主机需要的是缩短掩码、合并网络。当算出29−25102^9 - 2 51029−2510时整个方案的突破口就清晰了。这次作业让我认识到遇到地址规划问题应先算容量、再定掩码不能一上来就套子网划分的固定流程。何祯我负责 CIDR 超网部分。通过这次分析我真正理解了“网络位缩短、多个连续网络聚合”的含义/23 就是把 192.128.0.0/24 和 192.128.1.0/24 两个 C 类块合并。另外我还注意到超网起始地址必须按块对齐第三个八位组要能被 2 整除192.128.0.0 恰好满足这一条件。这让我体会到地址规划中的边界规则不能忽略否则聚合方案在实际路由中无法生效。林志旭我负责两层楼的地址范围和网关计算。规划二楼地址时我发现地址要从 192.128.0.202 一直排到 192.128.1.145跨越了第三个八位组一度担心它们分属两个网络。用掩码逐位做 AND 运算后确认结果都指向 192.128.0.0这才放心。这次经历让我认识到IP 范围规划要保持连续并逐段核对数量仅凭“看起来对”容易留下隐患。吴承桓我负责方案验证和文档整理。我把每层楼的起止地址分别与 255.255.254.0 做 AND 运算结果都指向 192.128.0.0确认 400 台主机同属一个子网同时核对了 510 个可用地址容纳 400 台主机和网关后仍有富余。文档方面这次我们严格保留了作业信息表的完整结构和表头统一了表格与编号。我体会到验证环节能有效避免“想当然”的错误规范的排版也需要认真对待。5.4 问题与解决汇总遇到的问题产生原因解决方法最初按“借位”思路划分子网借位会减少主机数与扩容需求相反改用 CIDR 超网缩短掩码为 /23担心 192.128.0.x 与 192.128.1.x 跨网络/24 下它们确实分属两个网络/23 下第三字节末位不参与网络位AND 运算验证为同一子网网关地址与主机地址冲突主机从 .1 开始分配会占用网关网关固定为 192.128.0.1主机从 .2 开始分配二楼地址跨段、计数容易出错地址跨越第三个八位组分两段列出54 146逐段计数核对5.5 改进方向若公司主机继续增加可进一步缩短掩码至 /22聚合 4 个 C 类网络可在两层楼之间划分 VLAN并通过三层交换机实现 VLAN 间互通与访问控制可对地址范围配置 DHCP 地址池减少手工设置工作量可在网络出口部署动态路由协议使超网路由自动通告。六、小组作业微博#网络协议分析# #子网划分#400 台主机要塞进一个 C 类网络默认 /24 只有 254 个可用地址当场表示不够用小组最终用 CIDR 超网把两个连续 C 类块聚成 /23子网掩码 255.255.254.0510 个可用地址轻松装下 400 台主机两层楼各分 200 台还在同一个子网网关 192.128.0.1 安排妥当。中途一度沿着“借位划小网”的反方向越走越远及时回头后总结出一条经验先算容量再定掩码。——网安2411 第六小组七、参考资料谢希仁. 计算机网络第 8 版[M]. 北京电子工业出版社.RFC 1519, Classless Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment and Aggregation Strategy.RFC 4632, Classless Inter-domain Routing (CIDR): The Internet Address Assignment and Aggregation Plan. 子网划分作业-C类地址400台主机组网方案-小组六
子网划分作业C 类地址 192.128.0.3 承载 400 台主机的两层楼组网方案课程名称网络协议分析班级网安2411作业成绩指导教师余元辉姓名张哲轩、何祯、林志旭、吴承桓作业编号03学号202421036014、202421336024、202421336027、202421336026组号06一、作业题目某公司申请了一个 C 类 IP 地址 192.128.0.3但该公司拥有 400 台主机。公司想将这些主机平均分布在两层楼进行管理且要求 400 台主机属于同一个子网。请问如何进行子网划分选用的子网掩码是多少给出每层楼全体主机的 IP 地址范围写出整个网络的网关地址。写出一种合理的划分方案即可。二、需求分析需求项具体内容主机总数400 台另需 1 个网关地址分布方式平均分布在两层楼每层 200 台子网要求400 台主机必须属于同一个子网同一广播域地址基础C 类地址题目给出的地址为 192.128.0.3解题的关键矛盾在于一个标准 C 类网络最多只能容纳 254 台主机装不下 400 台因此不能采用常规的“借主机位、划小网”的思路而需要反向操作——缩短掩码、合并网络CIDR 超网。三、子网划分详细方案3.1 第一步确认默认 C 类掩码不够用C 类地址的默认子网掩码为255.255.255.0记作 /24主机位为 8 位可用主机地址数为28−2254台 2^{8} - 2 254 \text{台}28−2254台减去的 2 个地址分别是网络地址和广播地址不能分配给主机。254 400因此单个 C 类网络无法满足需求继续“借位”只会让每个子网的主机数更少方向完全相反。3.2 第二步计算所需主机位数设主机位为nnn位要求可用地址数不少于 4002n−2≥400 2^{n} - 2 \geq 4002n−2≥400逐一代入n8n 8n828−22542^8 - 2 25428−2254不够n9n 9n929−25102^9 - 2 51029−2510满足要求。因此主机位需要9 位网络位为32−92332 - 9 2332−923位即/23。3.3 第三步确定子网掩码CIDR 超网/23 对应的子网掩码为11111111 . 11111111 . 11111110 . 00000000 255 . 255 . 254 . 0子网掩码255.255.254.0/23其原理是CIDR 超网路由汇聚把两个连续的 C 类网络——192.128.0.0/24192.128.1.0/24——聚合成一个更大的逻辑网络192.128.0.0/23共 512 个地址其中 510 个可分配给主机足以容纳 400 台主机和 1 个网关。边界对齐检查超网的起始地址必须按块大小对齐。/23 在第三个八位组上的块大小为 2而 192.128.0.0 的第三个八位组为 0能被 2 整除是合法的 /23 块起始地址题目给出的 192.128.0.3 正好落在该地址块内方案成立。需要特别说明的是题目给出的192.128.0.3 是 C 类网络 192.128.0.0/24 中的一个主机地址并非网络地址不能直接作为子网的网络地址使用。因此本方案以其所在的 192.128.0.0/24 网络为基础与相邻的 192.128.1.0/24 聚合为 192.128.0.0/23 超网192.128.0.3 本身位于一楼地址段 192.128.0.2192.128.0.201 内可作为一楼某台主机的 IP 使用不影响整体规划。3.4 第四步确定网络地址、广播地址与网关项目地址说明网络地址192.128.0.0/23 块的起始地址广播地址192.128.1.255/23 块的结束地址可用主机地址范围192.128.0.1 192.128.1.254共 510 个网关地址192.128.0.1路由器三层交换机局域网口地址整个网络共用3.5 第五步两层楼主机 IP 地址范围分配400 台主机虽属同一子网但按楼层分段分配地址便于日常管理和故障定位。网关使用 192.128.0.1主机地址从 192.128.0.2 开始连续分配楼层起始 IP 地址结束 IP 地址主机数量一楼192.128.0.2192.128.0.201200 台二楼192.128.0.202192.128.1.145200 台网关192.128.0.1—1 个地址数量核对一楼192.128.0.2 192.128.0.201共201−21200201 - 2 1 200201−21200台二楼192.128.0.202 192.128.0.255 共 54 台192.128.1.0 192.128.1.145 共 146 台合计5414620054 146 20054146200台已用地址合计 401 个400 台主机 1 个网关剩余 192.128.1.146 192.128.1.254 共 109 个地址留作以后扩展。注意在 /23 掩码下192.128.0.255 属于可用主机地址并不是广播地址习惯 /24 思维时容易误判本网络唯一的广播地址为 192.128.1.255因此 192.128.0.255 可以正常分配给二楼主机使用。3.6 网络拓扑说明两层楼各自的接入交换机通过光纤上联到同一台核心交换机或路由器所有主机逻辑上属于同一个子网、同一个 VLAN路由器局域网口配置网关地址 192.128.0.1主机通过该网关访问外部网络并在路由器上配置 NAT 与默认路由。四、方案验证4.1 同一子网验证IP 与掩码做 AND 运算分别取一楼、二楼的主机地址与子网掩码255.255.254.0逐位做 AND 运算一楼 192.128.0.201 AND 255.255.254.0 192.128.0.0 二楼 192.128.1.145 AND 255.255.254.0 192.128.0.0 网关 192.128.0.1 AND 255.255.254.0 192.128.0.0三者 AND 运算结果均为网络地址192.128.0.0说明两层楼的 400 台主机与网关确实处于同一个子网。/23 掩码下第三个八位组的最后一位不参与网络位因此 192.128.0.x 与 192.128.1.x 虽然在默认 /24 时分属两个网络在 /23 下已合并为同一网络。4.2 容量验证验证项结果/23 可用地址数510 个需求地址数400 台主机 1 个网关 401 个是否满足510 ≥ 401满足尚余 109 个地址每层楼数量各 200 台平均分布广播地址占用情况192.128.1.255 未被分配符合规则五、作业小结5.1 总体总结本次作业围绕“C 类地址承载 400 台主机、两层楼同子网”的问题展开。小组首先确认默认 /24 网络仅有 254 个可用地址、无法满足需求随后通过计算得出主机位至少需要 9 位最终采用 CIDR 超网方案将两个连续 C 类网络聚合为 192.128.0.0/23子网掩码 255.255.254.0可用地址 510 个两层楼各分配 200 台主机网关设为 192.128.0.1并通过 AND 运算验证了全部主机同属一个子网方案合理、完整。5.2 小组分工四人工作量基本均衡按模块分工、相互配合成员负责角色主要工作内容工作量张哲轩组长 / 方案设计需求分析、整体划分思路、主机位数与掩码计算、进度协调约 25%何祯超网分析CIDR 超网原理、两个 C 类块聚合、边界对齐检查约 25%林志旭地址规划两层楼 IP 地址范围规划、网络地址 / 广播 / 网关计算约 25%吴承桓验证与文档AND 运算验证、容量核对、表格整理与博客撰写约 25%5.3 个人心得体会张哲轩作为组长我负责整体方案和掩码计算。刚开始我凭直觉想“借位划子网”算到一半才意识到方向反了——借位只会让每个子网的主机数更少而 400 台主机需要的是缩短掩码、合并网络。当算出29−25102^9 - 2 51029−2510时整个方案的突破口就清晰了。这次作业让我认识到遇到地址规划问题应先算容量、再定掩码不能一上来就套子网划分的固定流程。何祯我负责 CIDR 超网部分。通过这次分析我真正理解了“网络位缩短、多个连续网络聚合”的含义/23 就是把 192.128.0.0/24 和 192.128.1.0/24 两个 C 类块合并。另外我还注意到超网起始地址必须按块对齐第三个八位组要能被 2 整除192.128.0.0 恰好满足这一条件。这让我体会到地址规划中的边界规则不能忽略否则聚合方案在实际路由中无法生效。林志旭我负责两层楼的地址范围和网关计算。规划二楼地址时我发现地址要从 192.128.0.202 一直排到 192.128.1.145跨越了第三个八位组一度担心它们分属两个网络。用掩码逐位做 AND 运算后确认结果都指向 192.128.0.0这才放心。这次经历让我认识到IP 范围规划要保持连续并逐段核对数量仅凭“看起来对”容易留下隐患。吴承桓我负责方案验证和文档整理。我把每层楼的起止地址分别与 255.255.254.0 做 AND 运算结果都指向 192.128.0.0确认 400 台主机同属一个子网同时核对了 510 个可用地址容纳 400 台主机和网关后仍有富余。文档方面这次我们严格保留了作业信息表的完整结构和表头统一了表格与编号。我体会到验证环节能有效避免“想当然”的错误规范的排版也需要认真对待。5.4 问题与解决汇总遇到的问题产生原因解决方法最初按“借位”思路划分子网借位会减少主机数与扩容需求相反改用 CIDR 超网缩短掩码为 /23担心 192.128.0.x 与 192.128.1.x 跨网络/24 下它们确实分属两个网络/23 下第三字节末位不参与网络位AND 运算验证为同一子网网关地址与主机地址冲突主机从 .1 开始分配会占用网关网关固定为 192.128.0.1主机从 .2 开始分配二楼地址跨段、计数容易出错地址跨越第三个八位组分两段列出54 146逐段计数核对5.5 改进方向若公司主机继续增加可进一步缩短掩码至 /22聚合 4 个 C 类网络可在两层楼之间划分 VLAN并通过三层交换机实现 VLAN 间互通与访问控制可对地址范围配置 DHCP 地址池减少手工设置工作量可在网络出口部署动态路由协议使超网路由自动通告。六、小组作业微博#网络协议分析# #子网划分#400 台主机要塞进一个 C 类网络默认 /24 只有 254 个可用地址当场表示不够用小组最终用 CIDR 超网把两个连续 C 类块聚成 /23子网掩码 255.255.254.0510 个可用地址轻松装下 400 台主机两层楼各分 200 台还在同一个子网网关 192.128.0.1 安排妥当。中途一度沿着“借位划小网”的反方向越走越远及时回头后总结出一条经验先算容量再定掩码。——网安2411 第六小组七、参考资料谢希仁. 计算机网络第 8 版[M]. 北京电子工业出版社.RFC 1519, Classless Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment and Aggregation Strategy.RFC 4632, Classless Inter-domain Routing (CIDR): The Internet Address Assignment and Aggregation Plan.