📶子网划分与VLAN

一、子网划分

   1.什么是子网划分：

• 子网划分定义Internet组织机bai构定义了五种IP地址，有A、B、C三类du地址。A类网络有126个，每个A类网络可能zhi有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。
• 以一个实际例子来说明。一个公司旗下有12个子公司，每个子公司又有4个部门，上级给出一个172.16.0.0/16的网段，让给每家子公司以及子公司的部门分配网段。 如何做子网划分。

        思路：既然有12家子公司，那么就要划分12个子网段，但是每家子公司又有4个部门，因此又要在每家子公司所属的网段中划分4个子网分配给各部门。

   2.子网划分的方法

步骤：

1、确定要划分的子网数

2、 求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M。

3、对该IP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置取1或后M位置取0 即得出该IP地址划分子网后的子网掩码。

例如，对B类网络135.41.0.0/16需要划分为20个能容纳200台主机的网络（即：子网）。
因为16<20<32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网，可以满足划分成20个子网的要求。
B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，转换为二进制为11111111.11111111.00000000.00000000。
现在子网又占用了5位主机位，根据子网掩码的定义，划分子网后的子网掩码应该为11111111.11111111.11111000.00000000，转换为十进制应该为255.255.248.0。
现在我们再来看一看每个子网的主机数。子网中可用主机位还有11位，2的11次方=2048，去掉主机位全0和全1的情况，
还有2046个主机ID可以分配，而子网能容纳200台主机就能满足需求，按照上述方式划分子网，每个子网能容纳的主机数目远大于需求的主机数目，造成了IP地址资源的浪费。
为了更有效地利用资源，我们也可以根据子网所需主机数来划分子网。还以上例来说，128<200<256，即2^7<200<2^8，
也就是说，在B类网络的16位主机位中，保留8位主机位，其它的16－8=8位当成子网位，可以将B类网络135. 41.0.0划分成256（2^8）个能容纳256－1－1=254台（去掉全0全1情况）主机的子网。
此时的子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000，转换为十进制为255.255.255.0

优点
1.减少网络流量
2.提高网络性能
3.简化管理
4.易于扩大地理范围

子网掩码：就是对ip地址打记号

网络地址的计算机方式：ip地址与子网掩码都转换成二进制，然后按位与运算

 二、VLAN 

1.什么是vlan：

 

　    局域网LAN的发展是VLAN产生的基础，因而先介绍一下局域网LAN

 

　　由Hub、网桥或交换机等网络设备连接同一网段内的所有节点形成局域网（LAN），通常是一个单独的广播域。

 

　　处于同一个局域网LAN之内的网络节点之间可以直接通信

 

　　处于不同局域网段的设备之间的通信则必须经过路由器才能通信。

2.vlan的作用

vlan就是交换机内定义的广播域，用来控制广播、多播、单播以及二层设备内的未知单播流量。

简单说来vlan就是为了让一个原本过于庞大的局域网，划分成若干个小局域网，因此各自子网内部的广播风暴以及其他无用流量信息限制在本子网内，降低网络风暴引起的网络故障。

3.vlan端口类型

（1）基于端口的 VLAN （untagged VLAN - 端口属于一个VLAN，数据帧中没有VLAN tag）

    这种模式中，在交换机上创建若干个VLAN，在将若干端口放在每个VLAN 中。每个端口在某一时刻只能属于一个VLAN。一个 VLAN 可以包含所有端口，或者部分端口。每个端口有个PVID （port VLAN identifier)。这种模式下，一个端口上收到的 frame 是 untagged frame，因此它不包含任何有关 VLAN 的信息。VLAN 的关系只能从端口的 PVID 上看出来。交换机在转发 frame 时，只将它转发到相同 PVID 的端口。

 

如上图所示，连接两个交换机的同一个 VLAN 中的两个计算机需要通信的话，需要在两个交换机之间连两根线：

• 一根从 Switch A 端口4 到 Switch B 端口 4 （VLAN 1）
• 一根从 Switch A 端口8 到 Switch B 端口 8 （VLAN 2）

（2）Tagged VLANs （数据帧中带有 VLAN tag）

这种模式下，frame 的VLAN 关系是它自己携带的信息中保存的，这种信息叫 a tag or tagged header。当交换机收到一个带 VLAN tag 的帧，它只将它转发给具有同样 VID 的端口。一个能够接收或者转发 tagged frame 的端口被称为 a tagged port。所有连接到这种端口的网络设备必须是 802.1Q 协议兼容的。这种设备必须能处理 tagged frame，以及添加 tag 到其转发的 frame。

上图中，两个交换机上的端口8 支持 VLAN 1 和 2， 因此一根线就可以了实现跨交换机的同VLAN 内的计算机互相通信了。