Linux网络(二十三):图文详解子网划分、分类划分的本质


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概要&序論

  Hello大家好,我是此方。继续我们的网络层讲解,今天到了子网划分了,这个部分也许要分两篇讲。我们开始吧

一、先抽象地谈网络是如何划分的

  网络本身是几十年发展的产物。网络建设,是经历了几十年的规划建设的!---- 网络是被设计过的!!

  报文路由的时候,最核心的应该是理解网络如何被设计的!!

  你看到这里可能听不懂我在说什么,但是这没关系,我们类比学号与IP地址。

  学号:院号+专业+班级+学号

  IP = 目标网络 + 目标主机

  学号有层级:院号、专业、班级、学号。IP地址也一样,分为目标网络和目标主机。你只有先理解这种"分层设计"的思路,才能看懂后面的子网划分。

二、从校园故事看懂子网划分与查找逻辑

2.1 故事背景

  故事背景设定在学校里,有很多学院,每一个学院都有一个编号。学生的学号是学院号加学生号组成。每一个学院都有各自的群聊,每一个学院的学生会主席都有一个学校群群聊。

  在我们没有上大学的时候,上面的学院、院号等概念,已经被学校精心设计过了!!

2.2 故事主体

  有一天,品学兼优的张三在路上发现了一个钱包,里面有一张学生证与银行卡。学生证上只有学号,学号名为06321。张三马上可以得出第一个结论:06不是计算机学院,丢钱包一定不是计算机学院的学生!

  张三于是就把照片连带自己的电话发到了院群,然后@了自己的学生会主席李四。李四收到消息后,一看,是06开头的,知道是机械学院的,于是把消息发送到了校主席群,然后@了机械学院的主席王二麻。王二麻收到消息后得知了06321,321就是我们院里面的赵六呀,于是把照片发给赵六,让他去找张三。

2.3 故事的结论

  整个故事中,每一个角色和动作都能对应网络中的机制。

  1. 学生会主席对应出入口路由器。
  2. 张三把照片发给李四属于内网转发。
  3. 学院号对应网络号。
  4. 学生号对应主机号。
  5. 学号即IP,由网络号和主机号组成。
  6. 李四在校主席群发给王二麻属于公网转发。
  7. 校主席群对应公网。
  8. 各学院对应子网划分后的子网。
  9. 学校对应运营商。
  10. 划分学院对应子网划分,为什么要子网划分?为什么要划分各种学院??

  未来查找目标主机,先必须查找目标网络;本质就可以淘汰其他网络,可以在全网中提高查找目标主机的效率!

  路由报文,本质是查找主机的问题!!!查找的本质:是一个淘汰的过程!!!只要我淘汰的效率高,那么查找的效率就高!!!

三、IP地址分配、子网划分本质与分类划分

3.1 主机的IP地址究竟从哪里来

  每一台主机的IP地址都是不一样的,同一个网段内部的网络标识一定一样,主机标识一定不一样!

  如何做到的?这个问题首先得回答一个前置问题:你的主机的IP地址从哪里来?

  有人会说,我们的主机自带,答案是不对的。我们的主机自带的IP地址不是我们访问用的IP地址,我们的主机的IP地址实际上是由路由器分配的。在主机没有连接网线,没有连接wifi等等的时候,你的主机是没有IP的,只有在连接上网线(有线/无线)才能够拥有IP地址。

  回到我们的问题,路由器内部的嵌入式设备可以按照一种算法,保证你被分配到的IP地址不重复。这种由你的路由器给你家里的设备动态分配IP地址的做法叫做DHCP协议,是一种应用层协议。它可以自动构建子网。路由器是一种构建在应用层设备。

3.2 子网划分的本质与全局配置

  路由器的主机标识往往是1,因为只有自己有了IP才能给自己的子网里面的设备分配IP。把IP直接接入到路由器,输入账号密码,你就可访问修改你的路由器了。

  子网划分的本质:把32比特位进行划分,确定网络号有多少位!

  子网划分只是整个网络世界构建的一小部分的一个方案。然后运营商根据划分的子网还要组网。运营商要建设基站,建设机房,建设......把我们的子网配置到不同的硬件设备与设施中的。所以我划分好的子网在哪里呢?在我们所有的网络设备中统一配置。

3.3 古人划分网络的方式:分类划分

  古人划分网络的方式,非常符合一个东西刚刚出来的时候的调性。简单粗暴。

  1. A类网络有7位网络号,24位主机号,主机号太多了浪费。
  2. B类网络有14位网络号,16位主机号。
  3. C类网络有21位网络号,8位主机号,主机号太小了不够。
  4. D类网络有28位多播组号。
  5. E类网络有27位留作后用。

  剩下的我们下篇再说。


好的本期内容就到这里,如果对你有帮助,还不要忘记点赞三联支持。我是此方,我们下期再见。bye!

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