可变长子网掩码 (VLSM) 简介

源内容(英文)

可变长子网掩码 (VLSM) 是一种子网划分技术,它允许我们将一个 IP 网络划分为不同大小的子网。不同于 FLSM(固定长度子网掩码)那样对所有子网使用同一个固定的子网掩码,VLSM 允许我们在同一个网络内根据每个子网所需的主机数量,应用多个不同的子网掩码

这种灵活性使得 VLSM 成为现代网络中最有效的 IP 地址分配方法之一。

为什么我们需要 VLSM?

在传统的子网划分(固定长度子网掩码 → FLSM)中,所有子net的大小必须相同

这通常会导致 IP 地址的浪费。

FLSM 中浪费的例子

如果你使用一个 /24 的掩码 (255.255.255.0),每个子网会获得 254 个可用的 IP 地址

但是,如果:

  • 一个部门只需要 10 台主机
  • 另一个部门需要 50 台主机

它们仍然都会分到 254 个 IP → 极大的浪费

VLSM 通过允许子网使用不同的掩码解决了这个问题,例如:

  • 较小的子网掩码 → 更多的主机
  • 较大的子网掩码 → 更少的主机

这确保了最少的 IP 浪费

什么是 VLSM?

VLSM 代表 可变长子网掩码

这意味着:

你可以在同一个 A/B/C 类网络中使用不止一个掩码

你可以根据实际需求创建不同大小的子网

它通常被描述为子网划分的子网(即划分子网)。

VLSM 提高了可扩展性,优化了 IP 使用率,并被广泛应用于实际的路由环境中(如 OSPF, EIGRP, BGP)。

VLSM 是如何工作的(分步过程)

让我们来看一个场景:

一位网络管理员拥有 IP 块:192.168.1.0/24,以及四个部门:

部门

所需主机数

销售与采购部

120

开发部

50

财务部

26

管理部

5### 步骤 1:确定所需的块大小

每个子网必须提供足够的主机数量以覆盖:

  • 网络地址
  • 广播地址
  • 主机 IP

因此,请选择块大小 ≥ 所需主机数。

步骤 2:按降序排列需求

优先处理最大的需求:

  • 销售与采购部 → 120 台主机
  • 开发部 → 50 台主机
  • 财务部 → 26 台主机
  • 管理部 → 5 台主机

步骤 3:从最大的块开始分配子网

1. 销售与采购部 (120 台主机)

最接近的块大小 → /25 (126 台主机)

子网:192.168.1.0/25

掩码:255.255.255.128

2. 开发部 (50 台主机)

最接近的块大小 → /26 (62 台主机)

子网:192.168.1.128/26

掩码:255.255.255.192

3. 财务部 (26 台主机)

最接近的块大小 → /27 (30 台主机)

子网:192.168.1.192/27

掩码:255.255.255.224

4. 管理部 (5 台主机)

最接近的块大小 → /29 (6 台主机)

子网:192.168.1.224/29

掩码:255.255.255.248

虽然 /28 (14 台主机) 也可以使用,但选择 /29 是为了最大限度地减少浪费

VLSM 相比 FLSM 的优势

1. 高效的 IP 利用率

VLSM 允许我们为主机较少的子网分配较小的地址块,为主机较多的部门分配较大的地址块,从而减少了整体 IP 的浪费。

2. 高灵活性

我们可以根据确切的需求设计子网大小,这在复杂的网络中特别有用。

3. 更好的可扩展性

随着网络的增长,我们可以添加新的子网而无需重新设计整个 IP 规划。

4. 提高性能

合理大小的子网可以减少不必要的广播流量,从而提高网络性能。

5. 减少管理开销

优化的地址规划使得跟踪和维护子网变得更加容易——特别是在大型组织中。

6. 公共 IP 分配的必要手段

VLSM 在使用公网 IP 地址时至关重要,因为必须将浪费降至最低。

VLSM 的缺点

1. 复杂性增加

需要进行高级的规划以及对子网划分的深入理解。

2. 更高的管理开销

更多的子网意味着更多的配置和文档工作。

3. IP 碎片化的风险

子网可能会变得分散,导致 IP 空间看起来支离破碎。

4. 兼容性限制

较旧的硬件/协议可能不支持 VLSM。

5. 配置错误

手动规划可能会导致错误,从而引起 IP 冲突或路由问题。

6. 性能可能下降

如果设计不当,过多的小子网可能会导致拥塞。

7. 培训需求增加

网络人员必须深入理解子网划分。

8. 可能的安全问题

隔离不当的子网可能会暴露敏感数据。

9. 成本较高

有时需要更高级的路由器和软件,从而增加了整体网络成本。

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