VLSM計算

VLSM計算

分類：技術交流

2008/04/24 14:25

VLSM
全稱：Variable Length Subnet Mask
譯成是可變長度的子網路遮罩，
它的概念是讓我們可以在相同級別的位址，再使用不同的Subnet Mask，
好把有限的IP位址做更有效率的運用。

例如我們從ISP得到一個Class C網路，193.1.1.0/24。
但考量到公司部門的區分，要規劃成六個子網路。
這樣狀況的作法，就是一個VLSM的展現。

我先離題講講二進位的換算。
把以下幾個數據背起來...
2^0=1
2^1=2
2^2=4
2^3=8
2^4=16
2^5=32
2^6=64
2^7=128
2^8=256

十進位換二進位實例：
Q：193 => ?

2 L 193 餘 1
2 L 96 餘 0
2 L 48 餘 0
2 L 24 餘 0
2 L 12 餘 0
2 L 6 餘 0
2 L 3 餘 1
2 L 1 <= 再除以2的餘數為 1
（L是運算的圖形符號，不要誤會了！）

把所有的餘數由底往上檢視。得出 11000001 ！
就是十進位制192換算成二進位制是 11000001 。
只要是小於256的數字，都正好能這樣得出8組餘數。

另外也能用一種簡單的算數換算。
原則是用193依次去減128，64，32，16，8，4，2，1。
然後減出負數填 0，減出正數填 1 ，減成 0 也填 1。
於是...
193 -128 = 65 => 1
65 -64 = 1 => 1
1 - 32 = -47 => 0
1- 16 = -15 => 0
1- 8 = -73 => 0
1- 4 = -3 => 0
1- 2 = -1 => 0
1- 1 = 0 => 1

（這個例子也能看出，除法和減法的一些異同，所以說，乘法是加法的延伸，除法是減法的延伸。）
嘿嘿！把最右側的數字，由上往下排列起來。也會是 11000001 ！
和上面那個用連續短除法，得出的結果一樣。

OK！回來講 193.1.1.0/24 怎麼再分成六個子網路。
193.1.1.0 這個NETWORK，就等於是 11000001.00000001.00000001.00000000 。
遮罩值24，就是說它是一個C級網路，用 255.255.255.0 去 AND 運算出一個有254主機可用的網域出來。
但是我們還要再切成 6 個子網路啊，那該怎麼辦？
VLSM教我們向原本用來算HOST ID的遮罩值，「借」來當網路識別（NETWORK ID）的一部份。
於是把最後的八個位元（bit，等於是一個Byte），由左至右開始「借」來用。
借一個位元，等於是把遮罩值最後一個Byte從 0 變成 128 ，即 10000000 。
產生兩個子網路，193.1.1.1～193.1.1.127（網路193.1.1.0/25）和193.1.1.129～193.1.1.254（193.1.1.128/25）。

借兩個位元，那麼遮罩值最後一個Byte變成192，也就是11000000。
產生出四個子網路，193.1.1.0/26，193.1.1.64/26，193.1.1.128/26，193.1.1.192/26。

借三個位元，遮罩值最後一個Byte是224，也就是11100000。
產生出八個子網路，193.1.1.0/27，193.1.1.32/27，193.1.1.64/27，193.1.1.96/27，193.1.1.128/27，193.1.1.160/27，193.1.1.192/27，193.1.1.224/27。

很接近我們的需求了，我們要六個。
所以可以採納用遮罩值 255.255.255.224 來運用，從上面推算出的八個子網路中，選出六個來用。
而在早期，有些路由器（Router），不支援VLSM，也就是說，它分不出 193.1.1.0/27 和 193.1.1.0/24 的差異。
所以會有一個規定，第一個和最後一個子網路不能用。
那麼我們就要使用從193.1.1.32/27 到 193.1.1.192/27，截頭去尾，剛好六個，還附合我們的需求！

不過，目前的路由器都支援了VLSM，不用擔心。

最後，整理一下。
可以得出，當我們有一個 Class C 網路時，可以再有 2， 4， 8， 16， 32， 64，這些數量的子網路分法。
兩個子網路的遮罩值是 255.255.255.128 ！ （2^7=128 ）各有128 -2 = 126台主機可配IP。即有126 HOST ID。
四個子網路的遮罩值是 255.255.255.192 ！ （2^7 + 2^6 = 192 ）各有64 -2 = 62台主機可配IP。即有62 HOST ID。
八個子網路的遮罩值是 255.255.255.224 ！ （2^7 + 2^6 + 2^5 = 224 ）各有32 -2 = 30台主機可配IP。即有30 HOST ID。
16個子網路的遮罩值是 255.255.255.240 ！ （2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 = 240 ）各有16 -2 = 14台主機可配IP。即有14 HOST ID。
32個子網路的遮罩值是 255.255.255.248 ！ （2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 + 2^3 = 248） 各有8 -2 = 6台主機可配IP。即有6 HOST ID。
64個子網路的遮罩值是 255.255.255.252 ！ （2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 + 2^3 + 2^2 = 252） 各有4 -2 = 2台主機可配IP。即有2 HOST ID。

沒有再分128個子網路的算法了，因為分成64個子網路時，各區網只能有兩台主機。
再往下細分，還有什麼意義！

可參考文件：
某網工教學資料
http://life.iiietc.ncu.edu.tw/xms/content/show.php?id=2676

二進制 Wikipedia
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%BA%8C%E8%BF%9B%E5%88%B6&variant=zh-hant