子网合并:构造超网
超网
假设图中的交换机C接200台计算机,则正好给其分配一个C类网络:192.168.0(一个C类网络地址容量为254);若计算机数量增加到400台,就需要在交换机C上接上交换机D,D再接上另外200台计算机。这时一个C类网路就不够分配了需要再拿一个C类网络分配给交换机D这个网段,即图中的192.168.1;
这种情况下,A计算机的IP地址与B计算机的子网掩码做与运算得:192.168.1,与B计算机的网关192.168.0不在一个网段。所以A与B不能直接通信。
有一种解决方法:在连接两个网段的路由器接口上设置两个地址,如图所示:192.168.1.1与192.168.0.1;(通常采用网段的第一个有效地址作为路由器网关地址);这样让这个路由器的接口当两个网段的网关,这样A发出的数据包可经由路由器传给B。但是,这样效率低,因为本来两台计算机就存在通过交换机连接的物理连接。
更好的方法是合并子网,构造超网。如何构造呢?如图所示,将192.168。0.0和192.168.1.0两个C类网络合并。将IP地址的第3个字节和第四个字节写成二进制,可以看到将子网掩码往左移1位,网络部分就一样了,这两个网段就是一个网段了。
合并后的网段子网掩码往前移动了一位变为:255.255.254.0;可用地址为192.168.0.1-192.168.1.254(这里的第三个字节表示与划分子网时一样,对内网络位减少了一位,对外仍用一个字节表示,即该字节由7位网络位和1位主机位组成,虽然写成192.168.1与192.168.0,但是在同一网段),IP地址的配置如图所示,这样A与B就可以不经路由器直接通过交换机通信了。
那么192.168.0与192.168.1合并之后总的网段是192.168.0还是192.168.1呢?合并后计算机A的IP地址为192.168.1.2对应子网掩码为255.255.254.0,则IP地址主机位归零后变为192.169.0.0,如图所示:子网掩码左移一位之后主机位变为9位,两个IP地址主机位归零都为192.168.0;所以总的网段为192.168.0;
以上讲解了合并两个C类网络192.168.0.0 ,255.255.255.0和192.168.1.0,255.255.255.0子网掩码往左移一位,可以合并为192.168.0.0,255.255.254.0。下面详细讲解合并规律。
如下图所示,192.168.2.0,255.255.255.0和192.168.3.0,255.255.255.0字网掩码往左移1位,也可以合并为一个网段,IP地址主机位归零得192.168.2,即总网段为192.168.2.0,255.255.254.0。
那么如果要合并四个网段:
192.168.0.0 、192.168.1.0 、192.168.2.0 、192.168.3.0 呢?
如上图所示将子网掩码往左移2位,四个子网的网络部分就一样了,这四个网段就是一个网段了。合并后的掩码地址为255.255.252.0,通过IP地址主机位归零得:192.168.0,即四个子网合并成的总网段为192.168.0。
那么192.168.1.0与192.168.2.0可以合并吗?按照上述方法,可知:1与2化位二进制表示分别为:0000 0001 、0000 0010,可以看到子网掩码要左移两位二者的网络位才相同,但是子网掩码左移两位是把 192.168.0~3.0这四个网段都合并了,不符合要求,所以192.168.1.0与182.168.2.0不能合并。符合什么条件才能合并呢?
合并网络的规律总结:如图所示
向左移动1位子网掩码可以合并0 、1网段;也可以合并2 、3网段;也可以合并4 、5网段;也可以合并6 、7网段。
通过向左移动2位子网掩码可以将连续的0 、1 、2 、3网段合并成一个网段;也可以将连续的4 、5 、6 、7网段合并成一个网段。
通过向左移动3位子网掩码,可以将0 、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7网段合并成一个网段。
上述只是表面规律,真正规律为:若要合并2的n次方个网段,在子网掩码往左移n位的情况下,能使需要合并的n个网段的网络位相同即可合并,否则不能合并。例如合并2个网段,在子网掩码左移1位的情况下,能使两个网段的网络位相同的只有0和1、 2和3符合要求,所以1与2、1与3等都不能合并。
简单判断法:判断192.168.117.0与192.168.118.0能否合并?让117与118都除以4,得余数分别为1与2;由于1与2不能合并所以这两个网段不能合并;也可以采用上面的规律来判断:117与118化为2进制分比为:0111 0101与0111 0110,可见子网掩码需要左移2位才能使二者的网路位相同,但是根据上面规律合并两个网段时子网掩码只能左移一位,所以两个子网不能合并。
路由聚合(route aggregation)
一个 CIDR 地址块可以表示很多地址,这种地址的聚合常称为路由聚合,它使得路由表中的一个项目可以表示很多个(例如上千个)原来传统分类地址的路由。
路由聚合也称为构成超网(supernetting)。
在这种定义中,CIDR 虽然不使用子网了,但仍然使用“掩码”这一名词(但不叫子网掩码)。
构成超网原理同上,只不过这里换了个说法。
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