Chapter 5 IP 位址：無級式定址.

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1 Chapter 5 IP 位址：無級式定址

2 目標 本章結束後，您將能夠： 了解無級式定址的概念 給予一個 IP 位址就可以找出其區塊的起始位址及終止位址
了解位址分配與位址聚集

3 5.1 可變長度區塊 無級式定址 ( classless addressing ) 的觀念是使用可變長度的區塊，而這些區塊不再有等級。無級式定址架構的做法，是將整個位址空間 ( 232 個位址) 分成若干不同大小的區塊。 本節所討論的主題包括： 無級式定址的限制 尋找區塊 給予區塊

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5 範例1 以下何者為一 16 個位址區塊的起始位址？ 解答 只有 a 和 c 符合。 中的 32 可以被 16 整除。 中的 80 可以被 16 整除。

6 範例2 以下何者為一 256 個位址區塊的起始位址？ 解答 在此，最右邊的位元組必須為 0。 就我們在第 4 章所談到的，IP 位址是使用基底為 256 的計算。 當最右邊的位元組為 0，則可被 256 整除，只有 b 和 c 符合。

7 範例3 以下何者為一 1024 個位址區塊的起始位址？ 解答 在此，因為 1024 = 4 × 256，所以我們需要去檢查兩個位元組。 最右邊那個位元組必須被 256 整除 ( 也就是必須為 0 )。 而最右的第二位元組必須能被 4 整除， 所以只有c才符合條件。

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10 分級式定址法屬於無級式定址法的一個特例。
請注意： 分級式定址法屬於無級式定址法的一個特例。

11 範例4 某位址為 167.199.170.82/27，請問其所屬區塊的起始位址為何？
解答 前置位元長度為 27 位元，所以保留前面 27 個位元，將後面 5 個位元改為 0。過程如下： 位址的二進制表示法： 保留前面 27 個位元： 結果的 CIDR 表示法： / 27

12 範例5 某位址為 140.120.84.24/20，請問其所屬區塊的起始位址為何？
解答 圖5.3 展示解法的過程。 找出第一、二、四個位元組是容易的。 對於第三個位元組， 我們將群組中對應位元為 1 的位元保留下來。 起始位址為 /20。 接下一張投影片

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14 範例6 某位址為 140.120.84.24/20，請問其所屬區塊的起始位址為何？
解答 第一、二、四個位元組的求法和前一個範例相同。 至於第三個位元組，我們將 84 寫成2的冪次方的加法組合， 並且只選擇最左邊的 4 個值 ( m=4 )，見圖5.4 所示。 起始位址為 / 20。 接下一張投影片

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16 範例7 某位址為 140.120.84.24/20，請問其所屬區塊的位址個數為何？
解答 前置位元長度為 20， 所以區塊中的總位址數為 = 212 = 4096。 這是一個具有 4096 個位址的大區塊。

17 範例8 某位址為 140.120.84.24/20，請使用第一種方法求出其所屬區塊的終止位址為何？
解答 我們使用前面範例的結果得知其起始位址為 /20，而區塊之總位址個數為 4096。 為了去尋找終止位址， 我們將起始位址加上 ( 4096－1 ) = 4095。 接下一張投影片

18 範例8 (續) 另外我們為了去保持點式十進制表示法的格式， 我們必須將 4095 以基底為 256 的方式表示並計算。 所以我們將 4095 寫成 。 然後我們將此數與起始位址相加來得到終止位址， 其過程如下： 終止位址為 。

19 範例9 某位址為 140.120.84.24/20，請使用第二種方法求出其所屬區塊的終止位址為何？
解答 其遮罩有 20 個位元為 1 及 12 個位元為 0。則此遮罩的補數有 20 個位元為 0 及 12 個位元為 1。換句話說，遮罩的補數為 或 。 我們將遮罩的補數與起始位址相加來得到終止位址， 其過程如下： 終止位址為 。

20 範例10 某位址為 190.87.140.202/29，請問其所屬區塊的相關資訊為何？
解答 我們遵循前面範例的方式去尋找起始位址、總位址個數、及終止位址。 為了去尋找起始位址，我們注意到遮罩 ( /29 ) 的最後一個位元組中，最高 5 個位元為 1。所以我們將位址的最後一個位元組轉成 2 的冪次方的組合，並且保留最左邊的 5 個數值，其過程如下： 接下一張投影片

21 範例10 (續) 區塊之總位址個數為 = 8。 為了去尋找終止位址，我們先求出遮罩的補數，遮罩有 29 個位元為 1，而遮罩的補數有 3 個位元為 1。遮罩的補數為 ，如果我們將它和起始位址相加，我們會得到 /29。 換句話說，區塊的起始位址為 /29， 終止位址為 /29， 而且只有 8 個位址在這個區塊中。

22 範例11 請針對前一個範例中的區塊，說明其網路配置的情況為何？
解答 得知前一個範例中之區塊的組成架構，可以將區塊中的位址分配給其網路中的各個主機。但是，起始位址被當成網路位址使用，而終止位址被保留為一個特殊位址 ( 有限廣播位址 )。圖5.5展示此機構如何使用這個區塊的情況。注意，終止位址中的 207 不同於分級式定址中的 255。 接下一張投影片

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24 在無級式定址法中，其區塊的終止位址 不需要像分級式定址法一樣是 255 。
請注意： 在無級式定址法中，其區塊的終止位址 不需要像分級式定址法一樣是 255 。

25 在CIDR表示法中，被給予的區塊 是使用起始位址與前置位元長度來定義的。
請注意： 在CIDR表示法中，被給予的區塊 是使用起始位址與前置位元長度來定義的。

26 5.2 子網路化 當某個組織分配到一個位址區塊後，它可以依據自己的需求來建立子網路。前置位元長度 ( n ) 的增加被用來定義子網路的前置位元長度。 本節所討論的主題包括： 尋找子網路遮罩 尋找子網路位址 可變長度的子網路

27 以固定長度來子網路化時， 子網路個數必須是 2 的冪次方。
請注意： 以固定長度來子網路化時， 子網路個數必須是 2 的冪次方。

28 範例12 某組織被給予一位址區塊 130.34.12.64/26。該組織想要有 4個子網路，請問其子網路之前置位元長度為何？
解答 我們需要 4 個子網路，這也代表我們需要再加 2 個值為 1 的位元 ( log24 = 2 ) 到此地點的前置位元中，所以子網之前置位元長度為 /28 。

29 範例13 針對前一個範例，請問每一個子網路內的位址與位址的範圍為何？ 解答 圖5.6展示一種配置的方式。 接下一張投影片

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31 範例13 (續) 這個所在地擁有 26 ＝ 64 個位址， 每個子網路則擁有 = 16 個位址。 現在讓我們來找出每個子網路的起始位址和終止位址。 使用前面範例的程序，我們可以找出第一個子網路的起始位址為 /28。注意，第一個子網路的起始位址也就等於原本此區塊的起始位址。我們可以將起始位址加上 ( 16 －1 ) 來求出終止位址，其結果為 /28。 接下一張投影片

32 範例13 (續) 可以將前一個子網路的終止位址再加 1 ，就可以求出第二個子網的起始位址為 /28。將起始位址再加上 15，我們就可以求出終止位址為 /28。 相同地，我們可以求出第三個子網的起始位址為 /28，終止位址為 /28。 相同地，我們可以求出第四個子網的起始位址為 /28，終止位址為 /28。

33 範例14 一個組織獲得一個起始位址為 14.24.74.0/24 的區塊。 在此區塊中擁有 232-24 = 256 個位址。
此組織需要以下 11 個子網路： 2 個擁有 64 個位址的區塊。 2 個擁有 32 個位址的區塊。 3 個擁有 16 個位址的區塊。 4 個擁有 4 個位址的區塊。 請設計這些子網路。 接下一張投影片

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35 範例14 (續) 我們將最前面的 128 個位址分配給 2 個子網路， 其每個子網路分配到 64 個位址。注意，每個子網路的遮罩為 /26。每個子網路的子網路位址如圖中所示。 我們將接下來的 64 個位址分配給另外 2 個子網路， 其每個子網路分配到 32 個位址。注意，每個子網路的遮罩為 /27。每個子網路的子網路位址如圖中所示。 我們將接下來的 48 個位址分配給另外 3 個子網路， 其每個子網路分配到16個位址。注意，每個子網路的遮罩為 /28。每個子網路的子網路位址如圖中所示。 我們將接下來的 16 個位址分配給另外 4 個子網路， 其每個子網路分配到4個位址。注意，每個子網路的遮罩為 /30。每個子網路的子網路位址如圖中所示。

36 範例15 另外一個範例，假設某個公司擁有 3 個不同區域的辦公室：中部、東部、及西部。
中部辦公室的網路透過私有的點對點WAN專線與東部及西部辦公室的網路相連接。 此公司被授予一個起始位址為 /26 的區塊。 網路管理者決定分配 32 個位址給中部辦公室，並且將剩下的位址分配給其他兩個辦公室。 解答 圖5.8 說明了網路管理者設計配置的情況。 接下一張投影片

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38 範例15 (續) 此公司擁有 3 個子網 ( 中部、東部、及西部 )。 下面列出每個網路被分配到的子網路區塊的情況：
中部辦公室所使用的網路位址為 /27，即其起始位址。遮罩為 /27，也就代表在此網路中有 32 個位址。注意，其中有 3 個位址是保留給路由器，另外此公司保留了子網路區塊中的終止位址。此子網路所擁有的位址由 /27 到 /27。注意，因為各子網路之間是透過點對點連接的方式，所以路由器將各子網路連上 WAN 的介面是不需要位址的。 接下一張投影片

39 範例15 (續) 東部辦公室所使用的網路位址為 /28。遮罩為 /28，也就代表在此網路中只有 16 個位址。注意，其中有一個位址是保留給路由器，另外此公司保留了子網路區塊中的終止位址。此子網路所擁有的位址由 /28 到 /28。注意，因為各子網路之間是透過點對點連接的方式，所以路由器將各子網路連上 WAN 的介面是不需要位址的 。 接下一張投影片

40 範例15 (續) 西部辦公室所使用的網路位址為 /28。遮罩為 /28，也就代表在此網路中只有 16 個位址。注意，其中有一個位址是保留給路由器，另外此公司保留了子網路區塊中的終止位址。此子網路所擁有的位址由 /28 到 /28。注意，因為各子網路之間是透過點對點連接的方式，所以路由器將各子網路連上 WAN 的介面是不需要位址的。

41 5.3 位址分配 位址的分配是由一個稱之為網際網路名號管理公司 ( Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN ) 的全球性管理機構來負責。ICANN 通常分配很大的區塊給各個ISP，再由 ISP 分散給它的 Internet 使用者。

42 範例16 某個 ISP 被分配一位址區塊，其起始位址為 190.100.0.0/16
戶，其需求如下： 第一群有 64 個客戶，每個客戶需要 256 個位址。 第二群有 128 個客戶，每個客戶需要 128 個位址。 第三群有 128 個客戶，每個客戶需要 64 個位址。 試設計子網路區塊，並且找出還有多少位址剩下來？ 解答 圖5.9 說明了目前的情況。 接下一張投影片

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44 範例16 (續) 接下一張投影片

45 範例16 (續) 接下一張投影片

46 範例16 (續) 分配給 ISP 的總位址個數為 65,536 由 ISP 分配出去的位址個數為 40,960
剩下可用的位址個數為 24,576