网络规划中的IP地址分配

在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。本文就网络规划中IP地址方案设计进行一些讨论，并给出一个IP地址方案设计实例。

一、IP地址和子网掩码

　　IP地址用于在网络上标识唯一一台机器。根据RFC791的定义，IP地址由32位二进制数组成(四个字节)，表示为用圆点分成每组3位的12位十进制数字(xxx.xxx.xxx.xxx)每个3位数代表8位二进制数(一个字节)。由于1个字节所能表示的最大数为255，因此IP地址中每个字节可含有0～255之间的值。但0和255有特殊含义，255代表广播地址：IP地址中0用于指定网络地址号(若0在地址末端)或结点地址(若0在地址开始)。例如， 192?168?32?0指网络192.168.32.0，而0.0.0.62指网络上结点地址为62的计算机。

　　根据IP地址中表示网络地址字节数的不同将IP地址划分为三类，A类，B类，C类。A类用于超大型网络(百万结点)，B类用于中等规模的网络(上千结点)，C类用于小网络(最多254个结点)。A类地址用第一个字节代表网络地址，后三个字代表结点地址。B类地址用前两个字节代表网络地址，后两个字节表示结点地址。C类地址则用前三个字节表示网络地址，第四个字节表示结点地址。

　　网络设备根据IP地址的第一个字节来确定网络类型。A类网络第一个字节的第一个二进制位为0；B类网络第一个字节的前两个二进制位为10；C类网络第一个字节的前三位二进制位为110，见表2。换成十进制可见A类网络地址从1～127，B类网络地址从128～191，C类网络地址从192～223。224～239间的数有时称为D类，239以上的网络号保留。

　　子网掩码用于找出IP地址中网络及结点地址部分。子网掩码长32位，其中1表示网络部分，0表示结点地址部分。A类，B类，C类网络的子网掩码见表3，如一个结点IP地址为192.168.202.195，子网掩码255.255.255.0，表示其网络地址为192.168.202，结点地址为195。

　　有时为了方便网络管理，需要将网络划分为若干个网段。为此，必须打破传统的8位界限，从结点地址空间中“抢来”几位作为网络地址。具体说来，建立子网掩码需要以下两步：
　　1、确定运行IP的网段数
　　2、确定子网掩码

　　首先，确定运行IP的网段数。例如，你的网络上有五个网段，但只让三个网段上的用户访问Internet，则只有这三个网段需要配置IP。在确定了IP网段数后，再确定从结点地址空间中截取几位才能为每个网段创建一个子网络号。方法是计算这些位数的组合值。比如，取两位，有四种组合(00、01、10、11)，取三位有八种组合(000、001、010、011、100、101、110、111)。需要注意的是，在这些组中须除去全0和全1的组合。因为在IP协议中规定了全0和全1的组合代表了网络地址和广播地址，所以如果我们需要将C类网络(192.168.123.0)划分为4个网段，需要截取结点地址的前3位作为网络地址，与之对应的子网掩码就是255.255.255.244(11111111.11111111.
11111111.11100000)，将此子网掩码用到地址192.168.123.0上得到。

　　可见，采用以上子网络方案，每个子网络有30个结点地址。通过从结点地址空间中截取几位作为网络地址的方法，可将网络划分为若干网段，方便了网络管理。

二、设计IP地址方案实例

　　在网络规划的过程中，绘制一幅准确的网络图是不可缺少的。准确的网络文档对于日后的升级和分析问题是不可或缺的帮助。好的网络图应包含连接不同网段的各种网络设备的信息，比如路由器、网桥、网关的位置、IP地址，并用相应的网络地址标注各网段。若网络很小，只有一个网段，可同时画出其它关键网络设备(如服务器)，包括网络地址。如图所示这是一幅简单的网络图，其中五个网段经服务器互连(这里由服务器提供路由功能)，一个用于主干网连接其它网段。

　　在设计IP地址方案之前，应考虑以下几个问题：
　　?是否将网络连入Internet
　　?是否将网络划分为若干网段以方便网络管理
　　?是采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配

　　如果不计划连到Internet上，则可用RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址，称为“专用Internet地址分配”。RFC1918规定了不想连入Internet的IP地址分配指导原则。由Internet地址授权机构(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三类网络号，给不连到Internet上的专用网用，分别用于A，B和C类IP网，具体如下：
　　10.0.0.0～10.255.255.255
　　172.16.0.0～172.131.255.255
　　192.168.0.0～192.168.255.255

　　IANA保证这些网络号不会分配给连到Internet上的任何网络，因此任何人都可以自由的选择这些网络地址作为自己的网络地址。表5是采用保留IP地址的网络地址分配方案。

　　如果计划将网络连入Internet，则需要向ISP申请一个网络地址。这里，我们假定得到了一个C类网络地址192.168.168.0。根据网络图所示，整个网络划分为5个网段，每个网段都使用IP，因此必须用至少能建5个子网的子网掩码。这里，我们采用的子网掩码是255.255.255.244。网络的IP地址分配方案如表6所示。

　　不难看出，采用子网掩码255.255.255.224将网络划分为5个网段后，每个网段可用的IP地址数为30个。如果某个网段的结点数超过了30个，可采用动态IP地址分配协议(DHCIP)加以解决。

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