弹性交换网络
2026.5.26
1、子网划分原理
2、等长子网划分方法
3、等长子网划分实验
4、VLSM划分方法
5、VLSM划分案例
6、VLSM和DHCP结合应用
案例一
案例一中拓扑，左边是vlan10，右边是vlan20的两个部门，现在左面是1.0网段ip地址，现在希望右面也是1.0网段ip地址，因为除去网关和2个ip，还有251个ip没有被使用，现在左边根据vlan10 找一个1.0网段ip地址做网关
但是因为三层交换机不同vlan不能配置相同的网段ip做网关，所以vlan20不能找1.0网段做其ip地址，但是为了能让不同vlan同网段ip能被使用，以配置其网关，可以解决的技术是子网划分
一、子网划分
1、为什么需要子网划分
1）合理规划并且高效管理网络，精准分配ip地址
2）优化网络性能，减少广播风暴
3）保障网络安全，实现访问控制和隔离威胁
2、子网划分的应用场景
广域网：针对公网ip地址进行子网划分，一个网段划分多个子网，满足多个公司使用
政企网络：政府单位，大型央企国企，大型集团公司，要构建和互联网完全物理隔离的"内部网络"
数据中心：合理规划和使用公网IP，精准分配ip地址
校园网络：
3、什么是子网划分？
子网划分是指将一个大的网段划分多个更小的网段
4、如何进行子网划分
1）网络位向主机位借位
将主机位借给网络位（让主机位变短，让网络位变长）
借几位？
2的n次方大于或等于所要划分子网的个数，n等于要借的位数
假如将192.168.1.0/24的网络划分2个子网
2的n次方大于或等于2，计算出n=1
因此192.168.1.0/24的网络划分2个子网需要向主机位借1位
2）计算划分子网后的子网掩码：
子网掩码用二进制表示，网络位全1，主机位全0
192.168.1.00000000
11111111.11111111.11111111.10000000
255.255.255.128
详细说明：
192.168.1.1/24默认网络id、可用主机ip范围、广播地址、可用个数
默认网络id：192.168.1.00000000 192.168.1.0/24 网络id
可用主机ip范围：192.168.1.00000001 192.168.1.1 第一个可用
192.168.1.00000010 192.168.1.2 第二个可用
192.168.1.00000011 192.168.1.3 第三个可用
......
192.168.1.11111100 192.168.1.254 最后一个可用
192.168.1.11111111 192.168.1.255 广播地址
将192.168.1.0划分两个子网 怎么划分呢？
借位
192.168.1.00000000 192.168.1.0 前三个8位是网络位，后8位是主机位
100个人分成2个小组，每组不足100人，2个小组和为100
2的8次幂减2等于254，划分后呢？借位
网络位向主机位借位
将主机位借给网络位（让主机位变短，让网络位变长）
借几位？
2的n次方大于或等于所要划分子网的个数，n等于要借的位数
比如：要将192.168.1.0/24的网络划为2个子网
那么192.168.1.00000000划分子网的个数为2，2的一次幂大于等于2，要借的位数n等于1，192.168.1.00000000前三个网络位向主机位借一位，即为192.168.1.00000000，而对应的子网掩码的值也要发生相应的改变，子网掩码用二进制表示，网络位全1，主机位全0
所以192.168.1.00000000要划分子网的个数为2，即192.168.1.0 0000000的子网掩码为
11111111.11111111.11111111.10000000，十进制表示即为255.255.255.128
3）计算划分后的子网ID、可用范围、广播地址
划分后的子网ID：
192.168.1.00000000 192.168.1.0/25（最小）第一个子网id
192.168.1.10000000 192.168.1.128/25（最大）第二个子网id
说明
正常100个人分组，会给分的组取个名字，或者组号
将192.168.1.0/24的网络划分2个子网，就得有2个子网号，即2个子网id
25是网络位原来为24，向主机位借了1位，即24+1=25，25表示子网掩码前25位为 1
可用范围，广播地址：
192.168.1.00000000 192.168.1.0/25（最小）第一个子网id
192.168.1.00000001 192.168.1.1 第一个可用地址
192.168.1.00000010 192.168.1.2
......
192.168.1.01111110 192.168.1.126 最后一个可用地址
192.168.1.01111111 192.168.1.127 第一个子网的广播地址
192.168.1.10000000 192.168.1.128/25（最大）第二个子网id
192.168.1.10000001 192.168.1.129 第一个可用地址
192.168.1.10000010 192.168.1.130
......
192.168.1.11111110 192.168.1.254 最后一个可用地址
192.168.1.11111111 192.168.1.255 第二个子网的广播地址
综上，
192.168.1.0/24的网络划分2个子网
子网掩码：255.255.255.128
第一个子网：192.168.1.0/25
192.168.1.1-192.168.1.126
第二个子网：192.168.1.128/25
192.168.1.128-192.168.1.254
回到案例一
由前面可知，不同的vlan不可找同网段的ip地址做网关，所以为了使1.0网段的ip地址可以被使用，做了子网划分，这里需要两个网关，所以划分两个子网子网的如何划分在前面已经讲述，就是网络位向主机位借位，直接用结论分析出就好，然后这个案例就是vlan挂ip做网关，然后不同的客户端子网掩码和网关对应好即可
pc1与pc2除了ip地址不同，其余的基础配置相同
pc3与pc4除了ip地址不同，其余的基础配置相同
然后在sw1上面配置不同vlan的网关
然后经测试，任意客户端之间都可以进行通信
如果觉得麻烦，也可以使用ai工具文心一言这一类直接帮忙进行子网的划分
4）划分子网后的可用个数
192.168.1.0/24的网络划分2个子网，网络位借了一个主机位，主机位由8变成7
子网个数是2的主机位次幂-2，所以是2的7次方-2=126
综上，练习：将192.168.1.0/24的网络划分4个子网、写出划分子网后的子网掩码、子网id、前两个子网的可用范围及广播地址
1）计算借几位满足划分4个子网
2的n次方大于或等于4
n=2
划分4个子网需向主机位借2位
2）计算划分子网后的子网掩码
子网掩码用二进制表示：网络位全1，主机位全0
192.168.1.0/26
11111111.11111111.11111111.11000000
255.255.255.192
3)计算划分后的子网id
192.168.1.00000000 192.168.1.0/26 第一个子网id
192.168.1.01000000 192.168.1.64/26 第二个子网id
192.168.1.10000000 192.168.1.128/26 第三个子网id
192.168.1.11000000 192.168.1.192/26 第四个子网id
4）计算划分子网后前两个子网id的可用范围、广播地址
192.168.1.00000000 192.168.1.0/26 第一个子网id
192.168.1.00000001 192.168.1.1 第一个可用ip
192.168.1.00000010 192.168.1.2 第一个可用ip
......
192.168.1.00111110 192.168.1.62 最后一个可用ip
192.168.1.00111111 192.168.1.63 广播地址
192.168.1.01000000 192.168.1.64/26 第二个子网id
192.168.1.01000001 192.168.1.65 二中第一个可用ip
192.168.1.01000010 192.168.1.66 二中第二个可用ip
......
192.168.1.01111110 192.168.1.126 二中最后一个可用ip
192.168.1.01111111 192.168.1.127 二中广播地址
综上，以上的这种划分子网的方式是典型的等长子网划分（划分的子网是平均分配的）
案例二：
上面是一家公司四个部门，所以生成4个vlan，都想用192.168.100.0/24这个网段的IP，那么就是划分4个网段，经过前面学习，知道每个ip可以划分的值是62，就是最大的可用ip范围是62，但是现在出现一种情况，销售部人数是90，而财务部人数是15，但是超过了最大范围62，这种情况是很常见的，但是等长子网划分就不适用了，所以使用不等长子网划分
将192.168.100.0/24划分两个子网、写出子网掩码、子网id、可用范围
划分两个子网需向主机位借1位（2的7次方-2）
划分子网后的子网掩码：11111111.11111111.11111111.10000000
255.255.255.128（销售部子网掩码）
划分子网后的子网ID
192.168.100.00000000 192.168.100.0/25 第一个子网id
192.168.100.00000001 192.168.100.1 第一个可用ip
192.168.100.01111110 192.168.100.126 最后一个子网id 2的7次方-2
192.168.100.01111111 192.168.100.127 广播地址
销售部90人从0到126随便选ip
192.168.100.10000000 192.168.100.128/25 第二个子网id
可变长子网1：第二个子网再向主机位借1位划分两个子网（2的6次方-2）
11111111.11111111.11111111.11000000
255.255.255.192（生产部子网掩码）
第二个子网划分子网后的子网ID
192.168.100.10000000 192.168.100.128/26 第一个子网id
192.168.100.10000001 192.168.100.129 第一个可用ip
192.168.100.10111110 192.168.100.190 最后一个子网id 190-128=2的6次方-2
192.168.100.10111111 192.168.100.191 广播地址
生产部50人从128到190随便选ip
192.168.100.11000000 192.168.100.192/26 第二个子网id
可变长子网2：第二个子网再向主机位借1位划分两个子网（2的5次方-2）
11111111.11111111.11111111.11100000
255.255.255.224（财务部、客户部子网掩码）
第二个子网划分子网后的子网ID
192.168.100.11000000 192.168.100.192/27 第一个子网id
192.168.100.11000001 192.168.100.193 第一个可用ip
192.168.100.11011110 192.168.100.222 最后一个子网id
192.168.100.11011111 192.168.100.223 广播地址
财务部或客户部其中一个随便从192-223选ip
192.168.100.11100000 192.168.100.224/27 第二个子网id
192.168.100.11100001 192.168.100.225 第一个可用ip
192.168.100.11111110 192.168.100.255 最后一个子网id
192.168.100.11111111 192.168.100.256 广播地址
财务部或客户部剩下的那个随便从224-255选ip
经过上面的分析，知道子网应该如何划分，以及他们对应的子网掩码，现在开始准备vlan，并为他们创建网关，交换机间配置trunk等
配置vlan的环境
配置网关，各vlan网关范围内只取一个，避开广播地址和客户端ip地址任意选一个
最后对四个客户端进行基础配置
这样基本就配置完毕了，四台客户端互相测试连通性，是可连通的
案例三：
上面对于客户端的ip是手动输入的，但是实际生活中，数量庞大，手动是不现实的，所以使用前面学习的dhcp来使客户端自动获取ip地址
然后进vlan的虚接口，做全局配置
然后在基础配置中，选择dhcp，然后选择应用
然后等待一小段时间后，在客户端后台输入ipconfig，会获得系统分配的ip地址
以上就是阶段一所有的学习内容
阶段一，基础篇二十一后续两个作业有兴趣可以好好做，但是都是前面知识点的应用
有机会可能以后会开阶段二的学习笔记，希望大家之后学习掌握都可以成为合格优秀的运维人员