朱小艷 梁勝彬

摘要：子網(wǎng)劃分是解決計算網(wǎng)絡地址合理分配以及充分利用的一項技術。利用該技術可以減少網(wǎng)絡中廣播域。根據(jù)子網(wǎng)劃分原理，該文研究了子網(wǎng)劃分計算算法，算法用C語言在TC2.0編譯環(huán)進行境下編寫，實驗結果表明，該算法能有效地實現(xiàn)子網(wǎng)劃分。

關鍵詞：子網(wǎng)劃分；子網(wǎng)掩碼；C語言

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)22-5324-03

Research Based on the IP address subnetting algorithm

ZHU Xiao-yan , LIANG Sheng-bin

(Software College of Henan University, Zhengzhou 450064, China)

Abstract: Subnet partition is a technology which solves the network address allocation and make full use of it . Using this technology can reduce the network broadcast domain. According to the subnet partition principle, this paper presents a network partitioning algorithm and the algorithm is edited in TC2.0 compiler environment using C language. The result indicates that the algorithm can realize subnet partition effectively.

Key words: division of subnet; subnet mask; C language

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和應用，IP地址資源成為人們考慮的一個重要內容。子網(wǎng)劃分是網(wǎng)絡工程中必不可少的工作，對網(wǎng)絡地址進行合理劃分，能夠充分利用和系統(tǒng)管理網(wǎng)絡地址。該文所指的子網(wǎng)劃分是以TCP/IP網(wǎng)絡技術為基礎的，實現(xiàn)在第三層協(xié)議上，用于路由器上的地址分配以及虛擬局域網(wǎng)劃分。

在子網(wǎng)劃分中往往涉及到網(wǎng)絡地址的計算，該文所提出的子網(wǎng)劃分算法解決了相應的計算問題。該算法針對IP地址進行子網(wǎng)劃分，對于面向從事網(wǎng)絡設計、網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡維護的用戶，能夠有效的提高網(wǎng)絡工程師的工作效率。

1 TCP/IP子網(wǎng)地址分配概述

1.1 TCP/IP尋址基礎

IP地址是用于TCP/IP協(xié)議中網(wǎng)際層對應于OSI參考模型第三層（網(wǎng)絡層）尋址（又稱邏輯地址）。該文主要研究IPv4尋址。

IPv4地址長度是32bit，為了便于地址讀寫，將其分成4個字節(jié)（稱為8位位組），每個字節(jié)之間用句點隔開。將這4組二進制表示稱十進制，這種表示格式稱為點分十進制，如：32bit全1的IP地址表示為：255.255.255.255。

IP地址有兩個組建：網(wǎng)絡號和主機號。網(wǎng)絡號對應于網(wǎng)絡組件，定義了設備位于網(wǎng)絡中的哪個網(wǎng)段；主機組件定義特定網(wǎng)段上的具體設備。每個網(wǎng)絡都又兩個保留地址：一個作為網(wǎng)絡號，另一個作為定向廣播地址（網(wǎng)絡中最后一個地址）。

通過網(wǎng)絡號將又IP地址分為A、B、C、D、E四類：A類地址前8位為網(wǎng)絡地址，后24位為主機地址，B類地址16位為網(wǎng)絡地址，后16位為主機地址，C類地址前24位為網(wǎng)絡地址，后8位為主機地址。網(wǎng)絡地址范圍如下所示：

種類網(wǎng)絡地址范圍

A1.0.0.0到126.0.0.0有效0.0.0.0和127.0.0.0保留

B128.1.0.0到191.254.0.0有效128.0.0.0和191.255.0.0保留

C192.0.1.0到223.255.254.0有效192.0.0.0和223.255.255.0保留

D224.0.0.0到239.255.255.255用于多點廣播

E240.0.0.0到255.255.255.254保留255.255.255.255用于廣播

1.2子網(wǎng)劃分原理

由于A類和B類網(wǎng)絡中擁有大量的主機地址：在一個A類網(wǎng)絡中最大主機地址數(shù)量為224-2，在一個B類網(wǎng)絡中最大主機地址數(shù)量為216-2。

然而，在實際應用中一個網(wǎng)段一般為200至500臺網(wǎng)絡設備，所以在此情況下使用這兩類地址就會造成嚴重的地址浪費，從而需要將所剩余的地址利用劃分出其他較小的網(wǎng)絡，這些較小的網(wǎng)絡通常稱為子網(wǎng)。子網(wǎng)的引入就是為了充分的利用網(wǎng)絡地址，并且可以高效的使用每類網(wǎng)絡的尋址。

1.3子網(wǎng)掩碼

在子網(wǎng)劃分時，最初RFC950定義了子網(wǎng)掩碼。與IP地址類似，子網(wǎng)掩碼也長度為32bit。其功能是標志所劃分的子網(wǎng)數(shù)量和每個子網(wǎng)網(wǎng)段所包含的主機地址數(shù)量，同時區(qū)分了在一個子網(wǎng)中的網(wǎng)絡地址、主機地址、定向廣播地址。

在二進制中，子網(wǎng)掩碼比特位中的1表示網(wǎng)絡組件，0表示主機組件，所有的網(wǎng)絡組件1都是連續(xù)的，并且所有的主機組件0也是連續(xù)的。

在引入子網(wǎng)掩碼后，一個IP地址有三個部分組成：網(wǎng)絡組件、主機組件、子網(wǎng)掩碼。通常用點分十進制和建網(wǎng)比特數(shù)兩種方法來表示子網(wǎng)掩碼。以一個C類網(wǎng)絡做為示范上述的兩種方法如下：

點分十進制：192.168.0.1 255.255.255.0

建網(wǎng)比特數(shù)：192.168.0.1/24

2子網(wǎng)劃分算法設計

2.1子網(wǎng)劃分原理

該文設計的算法將子網(wǎng)劃分分步完成。首先是劃分的網(wǎng)絡對象，也就是所給定的網(wǎng)段的IP地址，同時也是子網(wǎng)劃分的起始地址；其次是網(wǎng)絡中最大網(wǎng)段上確實存在或將要存在的主機數(shù)量，設為：Hnum，它決定了每個子網(wǎng)中所容納主機數(shù)量的上確界；最后是網(wǎng)絡中能擁有的最大網(wǎng)段數(shù)Nnum。根據(jù)用戶給出的這三個條件，該算法將按照解決方案合理劃分子網(wǎng)，并且滿足用戶網(wǎng)絡需求。

3結束語

子網(wǎng)劃分是網(wǎng)絡工程中必不可少的工作，基于對實際網(wǎng)絡中子網(wǎng)劃分的分析，該文所提出了一種子網(wǎng)劃分計算算法，本算法可用TC編譯器編寫，操作簡單，實用性強，為網(wǎng)絡工程師提供了簡單易用的計算方法。

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