子网掩码中网络层的教学研究探析论文
摘要:IP地址是网络层设备识别的标识，每个结点都要靠其区分和联系。如何识别IP地址以及对IP地址进行合理的分配和管理，子网掩码起到了至关重要的作用。本文通过对子网掩码的讲解实现对IP地址的有效利用，便于学生理解。
关键词:IP地址;分配和管理;子网掩码
1分类
IP地址Internet作为全球最大的网络，负责庞大的信息交互与网络安全。在Internet上每一台计算机都有自己的地址，保证相互之间能准确无误地发送、接收信息，这种地址被称之为IP(InternetProtocol)地址。IP地址位于CPU和存储器内，是由32位的二进制所组成，为了提高可读性，按字节即每八位插入一个点，将对应的八位都转换成相应的十进制，这种记法称为点分十进制记法，如192．168．0．20。IP地址包括网络号和主机号两个部分，网络号在前表示该IP地址是属于Internet中具体哪一个网络范围;主机号在后表示特定的网络中具体的某台计算机的标识。根据网络号和主机号所占的位数不同对IP地址进行了划分，A类、B类、C类、D类、E类，D类广播地址，E类保留地址，在这里着重介绍前面的三类IP地址。A类地址中网络号占8位二进制，且最高位是0，网络号字段全0对应的IP地址是指本网络，网络号127的作为环回测试主机进程间通信，所以能分配的网络地址数有27-2=126个。剩余的24位二进制留给主机号，主机号全0对应的IP地址是该主机所在的网络地址，主机号全1是该网络的广播地址，这两个IP地址不能分配给主机，所以一个A类网络中能容纳的主机数为224-2个。B类地址中网络号占16位二进制，且前面两位固定为10，网络地址128．0．0．0不指派除外［2］，B类网络地址数有214-1个。主机号16位，一个B类网络中能容纳的主机数为216-2个。C类地址中网络号占24位二进制，且前面两位固定为110，网络地址192．0．1．0不指派除外，C类网络地址数有221-1个。主机号8位，一个C类网络中能容纳的主机数为28-2=254个。根据这三类IP地址的特点，可以很快地判断出一个IP地址属于哪一类，IP地址中第一个字节对应的十进制是1～126，则为A类地址;128～191则为B类地址;192～223则为C类地址。
2子网掩码
子网掩码用来区分IP地址中的网络号和主机号位数，其格式与IP地址类似，也是由32位二进制组成，以点分十进制记入，区别在于是由连续的1和连续的0组成，且1在前0在后。子网掩码中某位为1，对应于IP地址相应位置是网络号;某位为0，对应是主机号。所以默认的A类地址子网掩码是255．0．0．0，B类是255．255．0．0，C类是255．255．255．0。
3子网掩码举例
举例1:已知IP地址是135．10．54．30，子网掩码是255．255．192．0。试求网络地址、广播地址以及该网络IP范围。①网络地址=IP地址＆子网掩码，网络地址的求解②根据子网掩码可知，网络地址后14位是主机号，将其全为1，得到的即是广播地址:135．10．63．255③网络地址和广播地址之间的IP地址即是分配给主机的IP范围:135．10．0．0～135．10．63．255。两层的IP地址容易造成用户不能有效地利用网络资源，针对这一问题，提出了划分子网来解决。所谓的子网就是在分类IP地址的`基础上再细分出若干个小的网段，达到扩大网络数量的效果［3］。划分子网的做法:将IP地址中原本是主机号位数的部分划出一些位数用作子网，剩余的主机号则是相应子网的主机地址。划分子网后，网络的数量增多了，而每一个网络内容纳的主机数则相应的减少了。根据设计需求中子网的主机数确定需要多少主机号，然后再确定需要多少子网号;其次定义一个符合网络要求的子网掩码，确定每个子网的网络地址;最后确定每个子网内的主机IP地址范围。举例2:某单位申请到一个网络地址:192．168．3．0/24，要求划分5个子网，每个子网的主机数不少于25台，求每个子网的IP地址范围。C类地址，默认的网络号24位，主机号8位，所以子网的划分是8位主机号部分。①由主机数≥25，主机号位数≥5，25-2≥25②子网数=5，子网号的位数≥3，23-2≥5③子网号+主机号=8，所以主机号位数=5，子网号位数=3④原来的网络号+子网号=27，所以新的子网对应的子网掩码为:255．255．255．224。子网号3位，变化范围:001～110⑤以001为例求该子网内的IP地址，通式:192．168．3．001XXXXX(X为0或1)，除去主机号全0和全1IP地址的最小值:192．168．3．00100001(即192．168．3．33)IP地址的最大值:192．168．3．00111110(即192．168．3．62)
4结语
通过对子网掩码的学习，学生能够对IP地址的理解更为深刻，使用子网掩码可以判别一个IP地址是否进行了子网划分，从而得到该网络可以容纳的主机数，方便对网络进行管理和分配。
参考文献:
［1］谢希仁．计算机网络［M］．北京:电子工业出版社，2013．
［2］王兴宝．网络管理与维护．北京:机械工业出版社，2001．
［3］张光勇．校园网IP地址管理系统的设计与实现［J］．科技创新导报，2007．
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