TCP/IP 之规划与实务应用

在TCP/IP的网路环境中，还有一项非常重要的工作，也就是IP位址的规划。从前面章节我们可以得知IP是由4个位元组所组成的，并且以十进位的方式来表示，而位元组与位元组之间则以句点隔开。例如：203.67.120.1。但从这样的方式中，我们只能得知IP的基本观念却没有说明如何规划IP位址。试想，如果IP使用类似序号的方式【0.0.0.1、0.0.0.2、0.0.0.3…】编下去，不但无法使用於Internet上，更是无法有效管理IP。有鉴於此，则开始将IP作定义与规划，而这样的方式即称为IP等级【IP Class】。到底IP等级蕴藏著哪一些资讯呢？

１、IP等级【IP Class】

IP的规划分成两个部分，一个是网路识别（Network ID）/16Bits；另一个是主机识别（Host ID）/16Bits。，也就是『IP=Network ID + Host ID』。而前面章节也提过IP是采用十进位的方式显示，所以要得知IP等级时，则　采用二进位法。也就是说，您必须熟悉IP的转换算法，如此才能精准地计算出实№二进位的IP位址。其IP的转换算法的方式有两种：另一种使用累加法；一为使用公因数算法。 

(1) . 使用累加法

如：IP : 168.95.109.253 转换成

　168=[ 10101000 ] (128+0+32+0+8+0+0+0)

　 95=[ 01011111 ]

　109=[ 01101101 ]

　253=[ 11111101 ]

IP : 101010000.01011111.01101101.11111101

 (2) . 使用公因数算法

 ２、IP等级划分

由上述转换算法，您不难将十进位的数值转换成二进位吧！转换後，即是要使用网路识别(Network ID)的最左边几个位元来判别IP的等级了。在於Internet上的IP等级共分为五个等级，分别为A、B、C、D、E、等五个等级，但D与E等级於目前尚保留或作为特殊用途之用。以下笔者先以一个表格为您作解说： 

 Class A：有126个网路群组，每个网路群组约1千7百万个位址。

Class B：约16384个网路群组，每个网路群组约6万5千个位址。

Class C：约2百万个网路群组，每个网路群组有254个位址。

Class D：Multicast(多向式传播)

３、CLASS网路的划分

了解IP规划与IP等级规划後，接下来您所面临的问题就是『同等级的网路IP是否还有划分的能力？』，通常当我们申请一个Claass C等级後，拥有的IP该如何分配与划分，就成为系统管理者心中的痛了。由於网路环境的建置上，有时会因为距离或地点的不同，而将网路分成多个不同的网路节点【Network Segment】。这样一个完整的Class C等级则被划分成数个网路，这种情形我们即可称它为子网路【Subnet】，而每个子网路之间的连通可使用路由器来达成。到底规划子网路　要考虑哪一些条件呢？

• 子网路划分的遮罩值【Subnet Mask】

• 子网路之间必须使用路由器(Router)将网路连接起来，并设其预设闸道器Gateway IP Address

了解划分子网路　要考虑的条件後，您就真正要开始规划与定义子网路遮罩值了。

 (1) . 定义子网路遮罩值

要定义子网路遮罩值，首先了解您　要几个子网路，有了子网路数量後，再决定该子网路数量所　的位元组，而最後再决定子网路遮罩的值。 

                   　要几个子网路－＞子网路数量所　的位元组－＞子网路遮罩值

1. 定义子网路遮罩值的步骤：

2. 决定所要划分子网路的数量。

3. 将数量从十进位转换成二进位的表现式。

4. 从二进位的右边向左算　要多少个位元。

5. 遮罩值是将位元数从该等级的主机识别区的最左边向右填入１的二进位值，并进行”or”运算。

6. 将二进位值转换成十进位的表示法，即完成。

 如：将168.95.0.0的Class B网路,划分成27个子网路？

  (1-1). 27

  (1-2). 27的二进位为11011

  (1-3). 5个位元

  (1-4). class B的网路遮罩为255.255.0.0

〔进行or运算〕

  (1-5). 转成十进位为255.255.248.0,即完成。

(2) . 子网路IP的规划

由前面我们可以很清楚地算出子网路的Subnet Mask，但至於子网路内的IP范围却没有一个规划，所以接著您必须规划出，在子网路内IP的范围。笔者一样举一个较简单的例子：如果一个Class B的IP网路想要划分初五个子网路，而此Class B为131.210.0.0，则该如何划分？

(2-1). 计算出子网路遮罩

将5转换成101，共3个位元，而Classs B的遮罩为255.255.0.0所以，我们就可依此计算出子网路遮罩

〔进行or运算〕 

(2-2) . 依所得3个字元列出组合状况

                   (2-3) . 子网路IP位址范围

                          所以由上表可以得知255.255.224.0可划分出6个子网路。如下

 

(3) . 重点整理

1. 划分的子网路，前後的子网路一定不能用。

2. 每个子网路中，前後的IP一定不能用。

４、实№子网路划分的矛盾

当一个Class划分了子网路後，其前後的子网路以及前後的IP位址便不能使用。试想，当一个Class C等级的IP网路想要划分成8个子网路时，您会得到啥结果？铁定IP不足。在这一种情况之下，另一种子网路划分的方式就出现了。为了解决IP规划後不足的缺失，NIC组织提出了两个解决方案：一为汰换旧系统规格，采用全新的网路协定解决此问题；另一个则为修正原来规格，使它符合TCP/IP的协定，而这个修正规格即是CIDR（Classless Inter-Domain Routing）的协定。微软在Windows NT也提供了CIDR的协定。

CIDR与传统最大的不同点在於它不　要将第一个与最後一个子网路舍弃不用，依然可以使用此两个子网路。如此，在IP划分後也稍稍有所补救。

５、未来的IP规格－IPv6

目前在网№网路上的IP规格为第４版，四个位元组共32个位元，而IPv6则为目前较新的IP规格第６版次，有十六个位元组共128个位元，比原本大了四倍，以解决目前全球IP不足的问题。