網段計算與計算機分享

 

1. 什麼是網段計算？

網段計算是一種透過子網劃分來管理IP位址空間的方法。它可以幫助網路管理員有效地組織網路，確保每個設備都有一個唯一的IP位址，並且不同的子網可以互相隔離。

2. 基本概念

• IP位址：在網路中的每個設備都需要一個唯一的IP位址來進行通訊。IP位址有IPv4和IPv6兩種類型，但這裡主要討論IPv4。
• 子網遮罩：子網遮罩用來區分IP位址的網路部分和主機部分。子網遮罩的長度決定了可以劃分的子網數量以及每個子網中的主機數量。
• CIDR表示法：CIDR（無類別域間路由）表示法是一種用來表示IP位址及其子網遮罩的簡略形式，例如192.168.1.0/24。

3. 網段劃分的步驟

網段劃分主要包括以下幾個步驟：

  (1)決定所需的子網數量

首先，您需要確定要劃分的子網數量。例如，如果需要劃分成4個子網，則需要足夠的位元來表示這些子網。

  (2) 選擇合適的子網遮罩

子網遮罩的選擇依據子網的數量及每個子網中需要的主機數量來決定。例如，如果需要劃分出4個子網且每個子網可以容納最多62個主機，則可以選擇子網遮罩255.255.255.192（/26）。

  (3)計算每個子網的範圍

當你有一個網段 192.168.1.0/24 並將其劃分為 /26 子網時，可以生成 4 個子網。每個子網各自擁有 64 個 IP 位址，其中包括 1 個網路位址和 1 個廣播位址，實際可用的主機位址是 62 個。

以下是每個子網的詳細資訊：

1. 子網1：192.168.1.0/26
• 網路位址: 192.168.1.0
• 廣播位址: 192.168.1.63
• 可用IP範圍: 192.168.1.1 - 192.168.1.62
2. 子網2：192.168.1.64/26
• 網路位址: 192.168.1.64
• 廣播位址: 192.168.1.127
• 可用IP範圍: 192.168.1.65 - 192.168.1.126
3. 子網3：192.168.1.128/26
• 網路位址: 192.168.1.128
• 廣播位址: 192.168.1.191
• 可用IP範圍: 192.168.1.129 - 192.168.1.190
4. 子網4：192.168.1.192/26
• 網路位址: 192.168.1.192
• 廣播位址: 192.168.1.255
• 可用IP範圍: 192.168.1.193 - 192.168.1.254

具體劃分過程

• 原始網段：192.168.1.0/24
• 劃分後的子網遮罩：/26（255.255.255.192），每個子網有 64 個 IP 位址。

子網劃分後的結果

這 4 個子網共同覆蓋了整個 192.168.1.0 - 192.168.1.255 的 IP 位址範圍：

• 子網1 涵蓋 192.168.1.0 到 192.168.1.63
• 子網2 涵蓋 192.168.1.64 到 192.168.1.127
• 子網3 涵蓋 192.168.1.128 到 192.168.1.191
• 子網4 涵蓋 192.168.1.192 到 192.168.1.255

4. 劃分網段舉例

案例一：劃分一個 CLASS C 網段

假設您有一個 CLASS C 網段 192.168.0.0/24，並希望將其劃分成 4 個子網。這些子網的子網遮罩將是 255.255.255.192（/26），每個子網有 64 個 IP 位址，其中 62 個是可用的主機位址。

• 計算所需的子網數量：
• 子網數量：4
• 計算需要的位元數：4 = 2^2，因此需要2個位元。
• 原始網段為/24，增加2位元後變為/26，因此子網遮罩為 255.255.255.192（/26）。
• 子網1：192.168.0.0/26
• 網路位址：192.168.0.0
• 廣播位址：192.168.0.63
• 可用IP範圍：192.168.0.1 - 192.168.0.62
• 子網2：192.168.0.64/26
• 網路位址：192.168.0.64
• 廣播位址：192.168.0.127
• 可用IP範圍：192.168.0.65 - 192.168.0.126
• 子網3：192.168.0.128/26
• 網路位址：192.168.0.128
• 廣播位址：192.168.0.191
• 可用IP範圍：192.168.0.129 - 192.168.0.190
• 子網4：192.168.0.192/26
• 網路位址：192.168.0.192
• 廣播位址：192.168.0.255
• 可用IP範圍：192.168.0.193 - 192.168.0.254

案例二：劃分一個 CLASS B 網段

如果您擁有一個 CLASS B 網段 172.16.0.0/16，並且需要將其劃分成 256 個子網，那麼每個子網的子網遮罩將是 255.255.255.0（/24），每個子網有 256 個 IP 位址，其中 254 個是可用的主機位址。

• 計算所需的子網數量：
• 子網數量：256
• 計算需要的位元數：256 = 2^8，因此需要8個位元。
• 原始網段為/16，增加8位元後變為/24，因此子網遮罩為 255.255.255.0（/24）。
• 子網1：172.16.0.0/24
• 網路位址：172.16.0.0
• 廣播位址：172.16.0.255
• 可用IP範圍：172.16.0.1 - 172.16.0.254
• 子網2：172.16.1.0/24
• 網路位址：172.16.1.0
• 廣播位址：172.16.1.255
• 可用IP範圍：172.16.1.1 - 172.16.1.254

案例三：劃分一個 CLASS A 網段

假設您擁有一個 CLASS A 網段 10.0.0.0/8，並希望將其劃分成 512 個子網。為了得到這麼多子網，我們需要進行以下計算：

• 計算所需的子網數量：
• 子網數量：512
• 計算需要的位元數：512 = 2^9，因此需要9個位元。
• 原始網段為/8，增加9位元後變為/17，因此子網遮罩為 255.255.128.0（/17）。

 

5. 網段計算

假設你有一個網段 192.168.70.28/27。下面是如何計算其相關屬性：

1. 網路位址：
• 子網遮罩 /27 表示前 27 位是網路位址，其餘的 5 位是主機位址。
• 將 IP 位址 192.168.70.28 和子網遮罩 255.255.255.224 用二進位進行 AND 運算。
• IP 位址：192.168.70.28 → 11000000.10101000.01000110.00011100
• 子網遮罩：255.255.255.224 → 11111111.11111111.11111111.11100000
• 網路位址 = IP 位址 AND 子網遮罩 → 11000000.10101000.01000110.00000000 = 192.168.70.0
2. 廣播位址：
• 子網遮罩 /27 表示每個子網有 32 個 IP 位址（2^5 = 32），從網路位址開始，計算出最後一個 IP 位址，即廣播位址。
• 廣播位址 = 網路位址 + 32 - 1 = 192.168.70.0 + 31 = 192.168.70.31
3. 可用 IP 位址範圍：
• 在每個子網中，第一個 IP 位址是網路位址，最後一個 IP 位址是廣播位址。可用的主機位址範圍是從網路位址的下一位到廣播位址的前一位。
• 可用 IP 範圍：192.168.70.1 - 192.168.70.30
4. 主機數量：
• 每個子網有 32 個 IP 位址，其中 2 個是保留的（網路位址和廣播位址），因此每個子網中可用的主機數量是 32 - 2 = 30 個。

對於網段 192.168.70.28/27，計算結果如下：

• 網路位址: 192.168.70.0
• 廣播位址: 192.168.70.31
• 可用 IP 範圍: 192.168.70.1 - 192.168.70.30
• 主機數量: 30

 

6. IP計算工具的使用

介紹一些常見的IP計算工具，如線上IP計算器calculator.net https://www.calculator.net/ip-subnet-calculator.html，或指令行工具（如ipcalc），以簡化網段劃分和IP範圍計算。

• 使用範例：calculator.net網站
  
  
  
  
  

7. 實務與注意事項

• 避免重疊網段：確保劃分出的子網不會與其他網段重疊，這可能會導致網路衝突和通訊問題。
• 規劃未來需求：在劃分子網時考慮到未來的擴展需求，以避免未來子網位址不足的情況。
• 保護私有IP範圍：在內部網路中使用私有IP位址，避免與公共網際網路IP位址衝突。

8. 結論

網段計算是網路管理中非常重要的一環，理解和掌握這些技巧能夠幫助您有效地管理網路資源，提高網路效能，並確保網路的穩定與安全。透過正確使用IP計算工具，您可以快速且精準地進行網段劃分，以滿足各種網路配置需求。