规则与应用之ip地址分配

标题规则与应用之Ip地址分配

链接 https://www.kdocs.cn/l/ctryVhMolL9P
当ipv4地址最初创建的时候，使用ABCDE五类地址划分，其中A类地址范围：1.0.0.1—126.155.255.254，10.X.X.X是私有地址。127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。B类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址，169.254.X.X是保留地址。C类地址范围：192.0.0.1—223.255.255.254。192.168.X.X是私有地址。
但是，随着ip地址的分配，人们逐渐发现ip地址的数量已经不够使用了，于是出现了NAT、可变掩码、DHCP等等服务于日渐枯竭的ip地址。使得iPv4能够继续沿用。而本文主要聚焦于可变掩码。
首先，先介绍一下掩码的用途。掩码是用于标注主机所属的子网用的。掩码与主机ip进行按位与运算后的结果相同即为同一子网。在同一子网的意思就是二者之间二层可达。也就是不需要经过路由器或者三层交换机进行路由选择就可以直接通过广播或者单播完成发送。否则，则必须通过填写网关的mac地址和ip地址，交由网关完成三层流量的转发。
那么掩码到底应该是多少呢？在ipv4刚刚出现的时候，人们规定A类的掩码必须是255.0.0.0；B类的掩码必须是255.255.0.0；C类的掩码必须是255.255.255.0。但是由于C类ip地址数量日益消耗，有些地方无法满足C类子网个数只能是254个（256个地址，0和256保留），但又不需要B类那么多ip地址，于是就出现了可变的掩码。也就是C类的掩码可以换成255.255.240.0，也可以换成255.255.0.0，甚至128.0.0.0也可以，只要满足前面是若干个1，后面是0就可以。因此我们也可以把这种简单写成/x，其中x>0&&x<32。x表示1的个数即可。例如ip地址10.0.0.1/24，192.168.0.1/16等等。
讲完掩码，我们再讨论一下子网合并。这个的提出源于C类地址254个主机不够用但65533个主机又过于多的情况。比如一个学校或者中小型公司需要800个ip地址，那该怎么申请合理呢？我们就可以用四个连续的，且最小的ip地址是4的整数倍的C类地址，比如192.168.4.0/24到192.168.7.0/24这些ip。然后把他们合并起来，组成一个相对大的局域网：192.168.4.0/22。这样就可以顺利的在这个大的局域网共4*256-2个地址中分配ip地址，而不必使用B类ip地址。
因此，衔飞说C类私有192.168网段的掩码是24的是最初的规定，但网络发展至今，各种原因下，默认掩码在很多时候早已不去过分强调了，192.168网段依然可以使用其他的掩码，A类私有10网段也不必去一定使用8为掩码，很多地方实际应用都是16为掩码，比如迪普是10.24.x.x/16。
综上所述，所谓规则，只是为了统一。但当规则过分束缚我们的手脚时，就应当敢于打破规则，制定更加合适的标准。万万不可墨守成规！
下面是一些对本文中理论实际应用的截图。环境：交换机型号LSW6600-48XGS2QXP4CQ-G，mac为00:24:ac:0f:ad:08，使用Spirent TestCenter打流。7//12连接端口tengige0_1，位于VLAN 20，主机ip：192.168.0.2/17，mac最后一位为3。7//11连接端口tengige0_0，一开始位于VLAN 10，主机ip：192.168.128.2/17；后位于VLAN 20，主机ip：192.168.127.3/17，mac最后一位为4。

图一配置VLAN实现二层隔离，并配置192.168的17掩码ip地址，两个接口分别划入两个VLAN

图二、三分别为与三层交换机相连的两虚拟主机配置192.168网段的17掩码地址

图四、五创建一个二层转发报文和一个三层转发ping报文（见标题）

图六、七分别发送两个报文，发现二层转发不可达，三层转发可达

图八观察交换机的数据，得到同样的结果

图九下面验证子网内广播流量，将两个接口划入同一个VLAN中

图十同时修改对应虚拟主机的ip地址，让他也位于vlan20网段中，为了增加效果，特意将其设置为192.168.127.3/17这在24掩码中显然是不可能二层相通的。

图十一、十二并对应修改原来的二层报文源ip地址，同时更换源目ip和mac，并在7//11端口创建反向报文（见标题）

图十三再次正向打流发现可以相通

图十四反向打流也可以相同，即位于同一子网

图十五观察交换机的数据，得到同样的结果

参考文献：
ip地址分为哪五大类？范围是什么？
https://zhidao.baidu.com/question/347018247.html
智能化工程中，局域网IP地址不够用怎么解决https://new.qq.com/omn/20220121/20220121A04W3J00.html
什么是子网掩码？超过254个ip地址如何设置子网掩码？https://zhuanlan.zhihu.com/p/453315942
192.168.x.x的子网掩码可以是255.255.0.0吗？
https://bbs.csdn.net/topics/250036075
怎么改电脑网络ip地址https://blog.csdn.net/weixin_39530647/article/details/111262313?utm_source=app&app_version=4.17.0

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