网络设计时如何划分

A. 究竟网络有几个层次

为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，国际标准化组织（ISO）在1978年提出了“开放系统互联参考模型”，即着名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，自下而上依次为：物理层（Physics Layer）、数据链路层（Data Link Layer）、网络层（Network Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation Layer）、应用层（Application Layer）。其中第四层完成数据传送服务，上面三层面向用户。

除了标准的OSI七层模型以外，常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议

1）物理层（Physical Layer）

激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。物理层记住两个重要的设备名称，中继器（Repeater，也叫放大器）和集线器。

2）数据链路层（Data Link Layer）

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

有关数据链路层的重要知识点：

1>数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；

2>基本数据单位为帧；

3> 主要的协议：以太网协议；

4> 两个重要设备名称：网桥和交换机。

3）网络层（Network Layer）

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层，那就是“路径选择、路由及逻辑寻址”。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结，有关网络层的重点为：

1> 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能；

2> 基本数据单位为IP数据报；

3> 包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

4> 重要的设备：路由器。

4）传输层（Transport Layer）

第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

有关网络层的重点：

1>传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题；

2> 包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；

3> 重要设备：网关。

5）会话层

会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

6）表示层

表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

7）应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

会话层、表示层和应用层重点：

1> 数据传输基本单位为报文；

2> 包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

摘抄

B. 计算机网络如何划分子网

Internet组织机构定义了五种IP地址，用于主机的有A、B、C三类地址。其中A类网络有126个，每个A类网络可能有16，777，214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16，777，214个地址大部分没有分配出去，形成了浪费。而另一方面，随着互连网应用的不断扩大，IP地址资源越来越少。为了实现更小的广播域并更好地利用主机地址中的每一位，可以把基于类的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。

C. 如何进行IP子网划分

子网掩码概念及子网划分规则
一、子网掩码概述

1.子网掩码的概念
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

2.确定子网掩码数
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73”，主机标识为“a.b”。

B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为“1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11110000.00000000”

D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0”

这个数为该网络的子网掩码。

3.IP掩码的标注
A、无子网的标注法

对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法

有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。

1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。

2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式(对C类地址)。

二、子网掩码的用处之一

便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。

主机A与主机B交互信息。

主机A: IP地址：202.183.58.11

子网掩码：255.255.255.0

路由地址：202.183.58.1

主机B: IP地址：202.183.56.5

子网掩码：255.255.255.0

路由地址：202.183.56.1

路由器从端口202.183.58.1接收到主机A发往主机B的IP数据报文后，

（1）首先用端口地址202.183.58.1与子网掩码地址255.255.255.0进行“逻辑与”，得到端口网段地址：202.183.58.0，

（2）然后将目的地址202.183.56.5与子网掩码地址255.255.255.0进行“逻辑与”，得202.183.56.0,

（3）将结果202.183.56.0与端口网段地址202.183.58.0比较，如果相同，则认为是本网段的，不予转发。如果不相同，则将该IP报文转发到端口202.183.56.1所对应的网段。

三、子网掩码的用处之二

将子网进一步划分，缩小子网地址空间。将一个网段划分多个子网段，便于网络管理。

学校校园网信息中心可以将202.183.56.0（C类地址）分配给两个系，每个系约有120

台计算机，则可以将子网掩码地址定义为：255.255.255.128

这样将原来的一个网段分成两个独立的子网段，便于网络管理。

系1的地址范围：202.183.56.1—202.183.56.126

子网地址：1100101010110111 00111000 0xxxxxxx

系2的地址范围：202.183.56.129—202.183.56.254

子网地址：1100101010110111 00111000 1xxxxxxx

四、子网掩码的算法

（一）、利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
1)将子网数目转化为二进制来表示
2)取得该二进制的位数，为 N
3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1)27=11011
2)该二进制为五位数，N = 5
3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。
（二）、利用主机数来计算
1)将主机数目转化为二进制来表示
2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定 N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。
如欲将B(c)类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台(17)：
1) 700=1010111100
2)该二进制为十位数，N = 10(1001)
3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255
然后再从后向前将后 10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

五、子网的计算

在思科网络技术学院CCNA教学和考试当中，不少同学在进行IP地址规划时总是很头疼子网和掩码的计算。现在给大家一个小窍门，可以顺利解决这个问题。

首先，我们看一个CCNA考试中常见的题型：一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。

常规办法是把这个主机地址和子网掩码都换算成二进制数，两者进行逻辑与运算后即可得到网络地址。其实大家只要仔细想想，可以得到另一个方法：255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256－224＝32个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的主机地址在这个范围内，因此略小于137而又是32的倍数的只有128，所以得出网络地址是202.112.14.128。而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。而下一个32的倍数是160，因此可以得到广播地址为202.112.14.159。

CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网需要的IP地址是：

10＋1＋1＋1＝13

注意：加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而

256－16＝240

所以该子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机，不少同学常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为：

14＋1＋1＋1＝17

17大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224。

六、子网掩码及其应用 （综合）

在TCP/IP协议中，SUBNET MASKS（子网掩码）的作用是用来区分网络上的主机是否在同一网络取段内。在大型网络中，CLASS A的SUBNET MASKS为255.0.0.0， CLASS B的SUBNET MASKS为255.255.0.0，CLASS C的SUBNET MASKS为255.255.255.0。

假如某台主机的SUBNET MASKS为IP地址为202.119.115.78，它的SUBNET MASKS为255.255.255.0。将这两个数据作AND运算后，所得出的值中的非0的BYTE部分即为NETWORK ID 。运算步骤如下：

202.119.115.78的二进制值为：
11001010.01110111.01110011.01001110
255.255.255.0的二进制值为:
11111111.11111111.11111111.00000000
AND后的结果为：
11001010.01110111.01110011.00000000
转为二进制后即为：
202.119.115.0

它就是NETWORK ID，在IP地址中剩下的即为HOST ID，即为78，这样当有另一台主机 的IP 地址为202.119.115.83，它的SUBNET MASKS也是255.255.255.0，则其NETWORK ID 为202.119.115，HOST ID为83，因为这两台主机的NETWORK ID都是202.119.115，因此，这两台主机在同一网段内。

但是，在实际应用中，可能会有多个分布与各地的网络，而且，每个网络的主机数量并不很多，如果申请多个NETWORK ID，会造成IP资源的浪费，而且很不经济，如果我们在SUBNET MASKS上动一下手脚，可以在只申请一个NETWORK ID的基础上解决这个问题。

比如，我们有三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个NETWORK ID 就是202.119.115。首先我们把甲和乙网的SUBNET MASKS改为255.255.255.224，224的二进制为11100000，即它的SUBNET MASKS为：

11111111.11111111.11111111.11100000

这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、 101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：（前三个字节还是202.119.115）


00100001~00111110 即33~62为第一个子网
01000001~01011110 即65~94为第二个子网
01100001~01111110 即97~126为第三个子网
10000001~10011110 即129~158为第四个子网
10100001~10111110 即161~190为第五个子网
11000001~11011110 即193~222为第六个子网
选用161~190段给甲网，193~222段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网和乙网20台和25台的需求。

再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们 可以将它的SUBNET MASKS设为255.255.255.192， 由于192的二进制值为11000000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为：

01000001~01111110 即65~126为第一个子网
10000001~10111110 即129~190为第二个子网

这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID 即告实现。


如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大。那么根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的相与结果而认为是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃。数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误。如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，任意设置子网掩码是不对的，应该根据网络管理部门的规定进行设置。

随着IP地址资源的日趋枯竭，可供分配的IP地址越来越少，往往一个拥 有几百台计算机规模的网络只能得到区区几个IP地址，于是，许多人开始采用其他技术来扩展IP空间。

D. 子网掩码是怎样划分网络的为什么要划分子网

1.子网掩码的概念
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

2.确定子网掩码数
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73”，主机标识为“a.b”。

B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”（即把第三字节的最后四位作为主机位，其实在这里有个简单的规律，非网路位的前几位置1远网络就被分为2的几次方个网络，这样原来网络就被分成了2的4次方16个子网），即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为“1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11110000.00000000”

D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0”

这个数为该网络的子网掩码。

3.IP掩码的标注
A、无子网的标注法

对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法

有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。

1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行。10.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。

2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式(对C类地址)。

子网掩码的表示方法

子网掩码通常有以下2种格式的表示方法：
1. 通过与IP地址格式相同的点分十进制表示
如：255.0.0.0 或 255.255.255.128
2. 在IP地址后加上"/"符号以及1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度
如：192.168.1.1/24 的子网掩码也可以表示为 255.255.255.0

子网掩码和ip地址的关系

注意这讲的都是有类网！

子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。就这么简单。
请看以下示例：
运算演示之一：aa
I P 地址 192.168.0.1
子网掩码 255.255.255.0
AND运算
转化为二进制进行运算：
I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：

192.168.0.0

运算演示之二：
I P 地址 192.168.0.254
子网掩码 255.255.255.0
AND运算

转化为二进制进行运算：
I P 地址 11000000.10101000.00000000.11111110
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：

192.168.0.0

运算演示之三：
I P 地址 192.168.0.4
子网掩码 255.255.255.0
AND运算

转化为二进制进行运算：
I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000100
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：

192.168.0.0

通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0

所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。我现在单位使用的代理服务器，内部网络就是这样规划的。

也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢？你可以这样算。
根据上面我们可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的（当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。可得出：
前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0 所以就只剩下了最后的一位了，那么显而易见了，ip地址只能有（2的8次方-1），即256-1=255一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。

那么你可能要问了:如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢？你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0

那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了
这样，你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器

1、十进制128 = 二进制1000 0000

2、IP码要和子网掩码进行AND运算

3、
I P 地址 11000000.10101000.1*******.********
子网掩码 11111111.11111111.10000000.00000000
AND运算

11000000.10101000.10000000.00000000
转化为十进制后为：

192 . 168. 128 . 0

4、可知我们内部网可用的IP地址为：

11000000.10101000.10000000.00000000
到
11000000.10101000.11111111.11111111

5、转化为十进制：

192 . 168.128.0 到192 . 168.255.255

6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。通常不使用。

7、于是最后的结果如下：我们单位所有可用的IP地址为：
192.168.128.1-192.168.128.254
192.168.129.1-192.168.129.254
192.168.130.1-192.168.130.254
192.168.131.1-192.168.131.254
. . . . . . . . . . . . .
192.168.139.1-192.168.139.254
192.168.140.1-192.168.140.254
192.168.141.1-192.168.141.254
192.168.142.1-192.168.142.254
192.168.143.1-192.168.143.254
. . . . . . . . . . . . .
192.168.254.1-192.168.254.254
192.168.255.1-192.168.255.254

8、总数为(255-128+1)*(254-1+1) =128 * 254 = 32512

9、看看的结果是否正确

(1)、设定IP地址为192.168.128.1

Ping 192.168.129.233通过测试

访问http://192.168.129.233可以显示出主页

(2)、设定IP地址为192.168.255.254

Ping 192.168.129.233通过测试

访问http://192.168.129.233可以显示出主页

10、结论

以上证明我们的结论是对的。

现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了

255.255.255.128
分解：
11111111.11111111.11111111.1000000
所以你的内部网络的ip地址只能是
xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0???????
到
xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111

E. 在网络规划和设计过程中，划分子网的应遵循什么原则求大神帮助

（1）开放性原则。符合国际或公认的工业标准，具备开放功能，便于不同网络产品的互连，考虑投设备在技术上的扩充性。 （2）可扩展性原则。网络的覆盖范围、传输速率、支持的最大节点数不仅要满足目前系统的要求，而且要考虑今后发展的需要，在网络设计时要充分考虑网络的扩展性。同时，要保护用户现有投资，充分利用现有计算机资源及其它设备资源。 （3）先进性与实用兼顾原则。应尽可能地采用先进而成熟的技术，采用先进的设计思想、先进的软硬件设备和先进的开发工具。同时注重实用性，使网络系统获得较高的性价比。 （4）安全与可靠原则。网络的可靠性、安全性应优先考虑。选择适当的冗余，保证网络在故障情况下能正常运行。设置各种安全措施，达到从网络用户到数据传输各环节的安全。 （5）可维护性原则。有充分的网络管理手段，可维护性好。

F. 如何划分网段

在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。本文就网络规划中IP地址方案设计进行一些讨论，并给出一个IP地址方案设计实例。

一、IP地址和子网掩码

IP地址用于在网络上标识唯一一台机器。根据RFC791的定义，IP地址由32位二进制数组成(四个字节)，表示为用圆点分成每组3位的12位十进制数字(xxx.xxx.xxx.xxx)每个3位数代表8位二进制数(一个字节)。由于1个字节所能表示的最大数为255，因此IP地址中每个字节可含有0～255之间的值。但0和255有特殊含义，255代表广播地址：IP地址中0用于指定网络地址号(若0在地址末端)或结点地址(若0在地址开始)。例如， 192?168?32?0指网络192.168.32.0，而0.0.0.62指网络上结点地址为62的计算机。

根据IP地址中表示网络地址字节数的不同将IP地址划分为三类，A类，B类，C类。A类用于超大型网络(百万结点)，B类用于中等规模的网络(上千结点)，C类用于小网络(最多254个结点)。A类地址用第一个字节代表网络地址，后三个字代表结点地址。B类地址用前两个字节代表网络地址，后两个字节表示结点地址。C类地址则用前三个字节表示网络地址，第四个字节表示结点地址。见表1。

网络设备根据IP地址的第一个字节来确定网络类型。A类网络第一个字节的第一个二进制位为0；B类网络第一个字节的前两个二进制位为10；C类网络第一个字节的前三位二进制位为110，见表2。换成十进制可见A类网络地址从1～127，B类网络地址从128～191，C类网络地址从192～223。224～239间的数有时称为D类，239以上的网络号保留。

子网掩码用于找出IP地址中网络及结点地址部分。子网掩码长32位，其中1表示网络部分，0表示结点地址部分。A类，B类，C类网络的子网掩码见表3，如一个结点IP地址为192.168.202.195，子网掩码255.255.255.0，表示其网络地址为192.168.202，结点地址为195。

有时为了方便网络管理，需要将网络划分为若干个网段。为此，必须打破传统的8位界限，从结点地址空间中“抢来”几位作为网络地址。具体说来，建立子网掩码需要以下两步：
1、确定运行IP的网段数
2、确定子网掩码

首先，确定运行IP的网段数。例如，你的网络上有五个网段，但只让三个网段上的用户访问Internet，则只有这三个网段需要配置IP。在确定了IP网段数后，再确定从结点地址空间中截取几位才能为每个网段创建一个子网络号。方法是计算这些位数的组合值。比如，取两位，有四种组合(00、01、10、11)，取三位有八种组合(000、001、010、011、100、101、110、111)。需要注意的是，在这些组中须除去全0和全1的组合。因为在IP协议中规定了全0和全1的组合代表了网络地址和广播地址，所以如果我们需要将C类网络(192.168.123.0)划分为4个网段，需要截取结点地址的前3位作为网络地址，与之对应的子网掩码就是255.255.255.244(11111111.11111111.
11111111.11100000)，将此子网掩码用到地址192.168.123.0上得到的值见表4。

可见，采用以上子网络方案，每个子网络有30个结点地址。通过从结点地址空间中截取几位作为网络地址的方法，可将网络划分为若干网段，方便了网络管理。

二、设计IP地址方案实例

在网络规划的过程中，绘制一幅准确的网络图是不可缺少的。准确的网络文档对于日后的升级和分析问题是不可或缺的帮助。好的网络图应包含连接不同网段的各种网络设备的信息，比如路由器、网桥、网关的位置、IP地址，并用相应的网络地址标注各网段。若网络很小，只有一个网段，可同时画出其它关键网络设备(如服务器)，包括网络地址。如图所示这是一幅简单的网络图，其中五个网段经服务器互连(这里由服务器提供路由功能)，一个用于主干网连接其它网段。

在设计IP地址方案之前，应考虑以下几个问题：
1是否将网络连入Internet
2是否将网络划分为若干网段以方便网络管理
3是采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配

如果不计划连到Internet上，则可用RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址，称为“专用Internet地址分配”。RFC1918规定了不想连入Internet的IP地址分配指导原则。由Internet地址授权机构(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三类网络号，给不连到Internet上的专用网用，分别用于A，B和C类IP网，具体如下：
10.0.0.0～10.255.255.255
172.16.0.0～172.131.255.255
192.168.0.0～192.168.255.255

IANA保证这些网络号不会分配给连到Internet上的任何网络，因此任何人都可以自由的选择这些网络地址作为自己的网络地址。表5是采用保留IP地址的网络地址分配方案。

如果计划将网络连入Internet，则需要向ISP申请一个网络地址。这里，我们假定得到了一个C类网络地址192.168.168.0。根据网络图所示，整个网络划分为5个网段，每个网段都使用IP，因此必须用至少能建5个子网的子网掩码。这里，我们采用的子网掩码是255.255.255.244。网络的IP地址分配方案如表6所示。

不难看出，采用子网掩码255.255.255.224将网络划分为5个网段后，每个网段可用的IP地址数为30个。如果某个网段的结点数超过了30个，可采用动态IP地址分配协议(DHCIP)加以解决

G. 计算机网络的分类

按照覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为局域网、城域网和广域网三类。

1、局域网(LAN)。局域网是一种在小区域内使用的，由多台计算机组成的网络，覆盖范围通常局限在10 千米范围之内，属于一个单位或部门组建的小范围网。

2、城域网(MAN)。城域网是作用范围在广域网与局域网之间的网络，其网络覆盖范围通常可以延伸到整个城市，借助通信光纤将多个局域网联通公用城市网络形成大型网络，使得不仅局域网内的资源可以共享，局域网之间的资源也可以共享。

3、广域网(WAN) 广城网是一种远程网，涉及长距离的通信，覆盖范围可以是个国家或多个国家，甚至整个世界。由于广域网地理上的距离可以超过几千千米，所以信息衰减非常严重，这种网络一般要租用专线，通过接口信息处理协议和线路连接起来，构成网状结构，解决寻径问题。

(7)网络设计时如何划分扩展阅读：

从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。

从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。由它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。

一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

H. 如何划分子网及确定子网掩码

子网的划分，实际上就是设计子网掩码的过程。子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID，它用来屏蔽IP地址的一部分，从IP地址中分离出网络ID和主机ID。子网掩码由4个十进制数组成的数值中间用“.”分隔，如255.255.255.0。

若将它写成二进制的形式为：11111111.11111111.11111111.00000000，其中为“1”的位分离出网络ID，为0的位分离出主机ID，也就是通过将IP地址与子网掩码进行“与”逻辑操作，得出网络号。

例如，假设IP地址为192.160.4.1，子网掩码为255.255.255.0，则网络ID为192.160.4.0，主机ID为0.0.0.1。计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过路由器转发才能进行数据交换。

每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0，对于B类为255.255.0.0，对于C类为255.255.255.0。除了使用上述的表示方法之外，还有使用子网掩码中“1”的位数来表示的，在默认情况下，A类地址为8位，B类地址为16位，C类地址为24位。

例如，A类的某个地址为 12.10.10.3/8，这里的最后一个“8”说明该地址的子网掩码为8位，而199.42.26.0/28表示网络199.42.26.0的子网掩码位数有28位。

如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址。

确定子网掩码：利用主机数来计算

将主机数目转化为二进制来表示，如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。

(8)网络设计时如何划分扩展阅读

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

将子网数目转化为二进制来表示；取得该二进制的位数，为N；取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

27=11011；该二进制为五位数，N=5；将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1（B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前5位置1），得到 255.255.248.0

即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码（实际上是划成了32-2=30个子网）。

I. 通常网络设计分为哪几个阶段

1.用户需求分析
2.逻辑网络设计
3.物理网络设计
4.执行与实施
5.系统测试与验收
6.网络安全、管理与系统维护

J. 如何划分ip和子网掩码，举例说明

要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。 IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做AND运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数（2的主机位数次方-2，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址）。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。 子网掩码的术语是扩展的网络前缀码不是一个地址，但是可以确定一个网络层地址哪一部分是网络号，哪一部分是主机号，1 的部分代表网络号，掩码为 0的部分代表主机号。子网掩码的作用就是获取主机 IP的网络地址信息，用于区别主机通信不同情况，由此选择不同路由。其中 A类地址的默认子网掩码为 255.0.0.0；B类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0；C类地址的默认子网掩码为：255.255.255.0。
通过 IP 地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。子网一个最显着的特征就是具有子网掩码。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。例如，为二进制形式的子网掩码：1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000，采用十进制的形式为：255.255.255.0。
子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。