计算机网络中的子网划分

在本教程中，我们将学习计算机网络中的子网划分课题。首先，也是最重要的，我们今天要学习的最关键的概念是，在学习计算机网络学科时，子网划分。被称为子网的最关键的想法将有助于减轻或分散网络的重载所造成的压力。现在让我们快速为大家介绍一下子网的概念。

现在，让我们了解一下子网的定义。但在进入子网的概念之前，让我们了解一下计算机网络中名为子网的概念的概况。

子网划分是网络层的一个组成部分。网络层的职责是将接收到的信息划分为独立的组件和活动。网络层可以说是计算机网络的核心。

该概念的基本思想

在最初实施IP（互联网协议）系统时，由于在线人数较少，寻找网络并向其传递数据就比较简单。如今，由于互联网用户的增加，将数据包发送到网络中所需要的机器变得越来越有挑战性。一旦一个网络大到足以为一个企业服务，网络性能就成为一个主要问题。

为了从逻辑上（防火墙等）或物理上（例如）划分更大的网络，一个组织可以采用IP子网（更小的广播域等）。换句话说，路由器的路由选择是基于子网的。我们将在这篇文章中进一步了解这些想法。

子网的介绍

子网是两个词的组合，即Sub和Netting。这里的Sub指的是Substitute，netting指的是Network。为实现某种功能而创建的替代网络被称为Subnetting。

这里，替代网络并不意味着创建一个新的网络。一个完整的网络被分解成小块，每块都被赋予不同的功能。

子网是给破碎的网络片段的名称，也可以称为替代网络被称为子网。子网是IP（互联网协议）寻址过程中的合法小部分。

子网的划分应该以网络不受影响的方式进行。这意味着我们可以把网络分成不同的部分，但所有的部分放在一起时，应该执行在分成小部分之前的相同任务。

子网减少了流量使用不必要的路线，从而加快了网络的速度。为了帮助解决互联网上缺乏IP地址的问题，子网被开发出来了

子网是一种从单一物理网络（子网）创建逻辑子网络的技术。一家公司可以通过子网增长其网络，而不需要向其ISP要求一个新的网络号码。子网划分隐藏了网络的复杂性，同时有助于减少网络流量。在这里，一个独特的网络必须向许多局域网即（LAN）提供其服务。因此，由于这个原因，子网被广泛地使用。

你知道这些小子网是什么吗？我们都知道，子网将网络划分为它们。一个子网是一个较小的网络，也被称为子网络。一个IP网络在逻辑上被子网划分为几个较小的网络组件。子网用于将一个大的网络划分为若干较小的、有联系的网络，这有助于最大限度地减少流量。子网减少了流量使用不必要的路线，从而加快了网络的速度。为了帮助解决互联网上缺乏IP地址的问题，子网被开发出来。

一个快速、有效、可靠的计算机网络就是子网的目的。网络流量必须找到更有效的路线，因为它们变得更大、更复杂。如果所有的网络流量都使用相同的路径，并一次性通过系统，就会形成瓶颈和拥堵，造成迟缓和低效的积压。你可以通过设置子网来减少网络流量必须经过的路由器的数量。为了使流量在更大的网络内走最短的可行距离，工程师将有效地创建较小的迷你路由。

计算机网络中子网的目的

• 网络的效率

通过消除对额外路由器的需求，子网使网络流量更简单。这确保了正在传输的数据可以尽可能快地到达目的地，消除或避免任何可能减慢速度的潜在转移。

• 提供网络安全

通过隔离或删除脆弱的网络区域，使入侵者更难在公司的网络中移动，子网帮助网络管理者减少整个网络的风险。

• 互联网协议（IP）地址的重新 定位

每个类别都有一个有限的可能的主机分配，例如，有超过254个设备的网络需要一个B类分配。假设你是一名网络管理员。现在，你有一项任务是在三个不同城市的三个物理网络中分配150台主机，作为B类或C类网络。如果是这样，我们必须为每个网络要求额外的地址块，或者将单一的大网络分割成名为子网的小部分，这样我们就可以在多个物理网络中利用一个地址块。

我们将在接下来的主题中更深入地了解这个概念。

• 减少网络流量

如果一个组织的大量流量打算在一些设备之间进行常规共享，那么将所有的计算机放在同一个子网中可以帮助减少网络流量。如果没有子网，网络上的所有计算机和服务器都能看到来自其他所有机器的数据包。

• 网络速度的提高

通过子网划分的过程，主网络被划分为较小的子网，这些较小的、链接的网络的目标是将大网络分割成较小的、不那么繁忙的网络集合。子网减少了流量使用不必要的路线，从而加快了网络的速度。

• IP地址的划分

一个IP地址通过子网被分割成其网络地址和主机地址。

然后，分割后的地址可以用子网掩码的方法进一步划分为若干单元，这些单元可以分配给不同的网络设备。

这里，X指的是主机ID。这是在互联网协议地址中唯一被改变的东西

现在，我们将学习这些子网如何为不同的设备提供不同的地址，以及计算机网络中的子网划分过程。因此，通过这个例子，我们将很容易理解子网的工作。

我们将学习子网是如何形成互联网协议第四版（IPv4）地址的。

IPv4寻址有五个不同的类别。它们是

• A类网络
• B类网络
• C类网络
• D级网络
• E级网络

互联网协议地址的总数（IP地址）给出了使用一个网络可以形成的子网的总数。

• A类有24个主机ID位
• B类有16个主机ID位
• C类有8个主机ID位

可以创建的可用IP地址的数量是

The total number of IP Addresses creatable = 2 The total number of Host ID Bits - 2.
Class A Network can have 224 - 2
Class B Network can have 216 - 2
Class C Network can have 28 - 2
Class D and Class E do not contribute for IP Address creation.
Class D is used for multicasting purpose
Class E is used for Address Range Calculator

它们被保存起来，供将来使用。

类别 网络| 可容纳的主机| 总数 IP地址总数 公式替换| IP地址| 总数 字数A类 224 224 -2 1, 67, 77, 214 一亿六千七百万 七万二千三四 B类 216 216 -2 65, 534 六万五千三四 C类 28 28 -2 254 二百五十四

子网划分

由于IP地址的浪费问题，我们已经来到了眼前的主题–子网。通过从地址的Host ID部分提取比特，子网可以在一个大的网络中创建更小的网络（子网络；子网）。在这些借来的比特的帮助下，我们可以建立更多的网络，并减少总体规模。

一个子网是由从主机ID中提取的比特创建的。

为了理解这个概念，让我们举一个属于C类的网络的例子。

我们的目标是要建立一个网络。每个网络的容量必须是三十（30）个设备。我们有三个基于IPv4编址的C类网络。

每个C类网络可以提供两百五十四（254）个互联网协议地址。

我们所需要的每个设备的容量是非常少的。

因此，现在我们根据需求来划分这四个网络。让我们看看这种划分是如何发生的。

我们有四个假想的互联网协议（IP）地址的C类网络，如。

1. 网络1 : 255.147.1.0
2. 网络2 : 255.147.2.0
3. 网络3 : 255.147.3.0
4. 网络4：255.147.4.0

我们知道，每个网络可以单独产生254个IP地址。这意味着四个网络可以产生254 * 4 = 1016（一千零六个）互联网协议地址可以形成。但我们需要的是每个网络只提供30个互联网协议地址。这意味着我们只需要一百二十（120）个IP地址。

这意味着1016-120=896

创造的八百九十六个地址被浪费了。因此，我们需要明智地使用主机ID位。

因此，通过一些计算，我们会知道，如果我们从每个网络中抽取5个比特，我们将能够从每个网络中获得30个IP地址。

IP地址数量的计算公式是 。

The total number of IP Addresses creatable = 2 The total number of Host ID Bits - 2.

所以，现在我们将考虑5个主机ID位。

25 - 2 = 30 Internet Protocol Addresses from each Network.

因此，考虑到我们可以从每个C类网络创建30个可用的IP地址。

所以，现在我们还有3个主机ID位没有使用。我们也有不同的方法来使用这些剩余的比特。

其他方法是。

1. 如果需要，这些剩余的主机ID位可以用来增加未来创建的IP地址的容量。
2. 我们还可以使用这三个主机ID位从每个网络中创建一个新的六个子网。

通常选择第一种方法是因为创建两个不同的子网会造成IP地址的浪费。让我借助上述例子来解释这个问题。

例子 。

该网络属于C类网络，有8个主机ID位。

在上述第一个创建的子网中，我们只使用了30个IP地址。

在新创建的子网中，我们只创建了6个IP地址。

这意味着我们已经使用了C类网络的全部潜力。我们可能已经使用了整个8位。但是，这被认为是资源的浪费。

这被称为浪费是因为我们现在有36个IP地址的容量。

但是，C类的实际容量是254个IP地址。

这意味着254-36=218个IP地址现在因为这个主机ID位的划分而被浪费了。

所以，最好是把剩余的主机ID位保存起来以备将来使用，而不是为了这些浪费资源的目的而划分它。

计算机网络中子网的工作

我们都知道，子网将网络分割成小的子网。虽然每个子网允许连接到它的设备之间的通信，但子网是由路由器连接在一起的。正在使用的网络技术和连接要求决定了子网的大小。每个组织负责在其可用的地址空间的限制下，选择其产生的子网的数量和大小。

• 对于子网的构建，我们通常检查主机ID的MSB（最重要的位）位，如果发现错误，我们就把它改正。为了创建两个网络子网，我们在下表中固定主机的一个MSB（最重要的位）位。我们无法改变网络位，因为这样做会改变整个网络。

我们需要一个子网掩码来识别一个子网，其创建方法是将数字 “1 “替换为每个网络ID位和我们为主机ID保留的位数来创建子网。一个来自互联网的数据包要转发到使用子网掩码的指定子网网络。

一个地址的一部分应该被用作子网ID也是由子网掩码指定的。为了将子网掩码应用于整个网络地址，利用了二进制的AND操作。当进行AND操作时，如果两个输入都是 “真”，则假设结果为 “真”。如果不是，就会出现 “假”。这只有在两个位都是1的时候才有可能。

子网ID就是这样产生的。子网ID被路由器用来在子网络中选择最佳路由。

• 构成IP地址的两个组成部分是网络前缀（有时称为网络ID）和主机ID。根据地址是A类、B类还是C类，网络前缀或主机ID必须被分开。一个B类IPv4地址，172.16.37.5，在下面的图片中看到。网络前缀是172.16.0.0，而主机ID是37.5。

• 如果我们希望产生不同长度的子网，我们使用排列组合来形成子网。可变长度子网掩码是这种子网划分的名称（VLSM）。
• 在预留了一些位来表示子网后，子网的广播地址是通过将主机ID的所有剩余位设置为1来计算的。信息被发送到所有使用广播地址的网络主机上。

子网的优点

• 子网是用来减少互联网协议（IP）范围的存在。
• 子网有助于阻止设备或小玩意占据整个网络，只允许主机控制哪种用户可以访问重要信息。简单地说，我们可以告诉大家，网络是安全的，只是因为子网的概念。
• 子网概念通过删除导致错误的重复流量来提高整个网络的性能。
• 我们可以通过使用前面讨论的子网概念，将整个大网络转换成小网络。

子网的弊端

• 如果子网的数量增加，那么路由器的数量也必须随着子网数量的增加而增加。这是因为每个子网都有自己的子网掩码、广播地址和网络地址。
• 如前所述，如果我们创建了许多子网，由于浪费了主机ID位，许多IP地址被浪费了。
• 整个网络的成本因子网而增加，这就需要购置价格昂贵的内部路由器、交换机、集线器和网桥等设备。
• 网络的复杂性通过子网划分而增加。子网网络必须由一个熟练的网络管理员来管理。

这就是关于子网概念的全部内容，在名为计算机网络的科目中。