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常问问题

对于“子网划分”和“超级组网”(无类域间路由),其IP 地址和子网掩码的关系是怎样的?

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文档编号:2073614| 文档类型:常问问题| 发布时间:2023年10月25日
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内容预览: 组态事项: 使用 CIDR,不用为 IP 地址分配网络类别,也不用为子网或超网分配类别,仅有一个子网掩码把 IP 地址分开成主机部分和网络部分。 CIDR 功能(无类别域间路由) 包括子网和超网。 ......

组态注意事项: 使用 CIDR,一个 IP 地址并非属于一个固定的网络,可能属于其他网络划分出的一个子网络或者由几个网络组成的超网。仅通过一个子网掩码把 IP 地址分开成主机部分和网络部分。 ......


组态注意事项:

使用 CIDR,一个 IP 地址并非属于一个固定的网络,可能属于其他网络划分出的一个子网络或者由几个网络组成的超网。仅通过一个子网掩码把 IP 地址分开成主机部分和网络部分。

CIDR 功能(无类域间路由) 包含子网划分和超级组网(超网)。

以下列表列出了支持子网划分和超网功能的工业以太网 CPs:

  • 6GK7343-1EX21-0XE0 V1.2 以上固件版本
  • 6GK7343-1EX30-0XE0
  • 6GK7343-1GX21-0XE0 V1.1 以上固件版本
  • 6GK7343-1GX30-0XE0
  • 6GK7343-1GX31-0XE0
  • 6GK7343-1CX10-0XE0
  • 6GK7343-1FX00-0XE0
  • 6FL4343-1CX10-0XE0
  • 6GK7443-1EX20-0XE0
  • 6GK7443-1EX30-0XE0
  • 6GK7443-1EX40-0XE0 V2.4 以上固件版本
  • 6GK7443-1EX41-0XE0
  • 6GK7443-1GX20-0XE0
  • 6GK7443-1GX30-0XE0

以下集成有 PROFINET 接口的 CPU 支持子网划分和超网功能:

  • IM151-8(F) PN/DP CPU
  • IM154-8(F) CPU
  • CPU 314C-2PN/DP
  • CPU315(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本
  • CPU317(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本
  • CPU319(F)-3PN/DP
  • CPU412-2 PN
  • CPU414(F)-3PN/DP
  • CPU416(F)-3PN/DP
  • CPU412-5H PN/DP
  • CPU414-5H PN/DP
  • CPU416-5H PN/DP
  • CPU417-5H PN/DP
  • S7-1200 CPUs - V1.0 以上固件版本

以下工业以太网 PC 模块支持子网划分和超网功能:

  • CP1616 固件版本从V2.0开始
  • CP1604 固件版本从V2.0开始
  • CP1613 (A2) 软件从V7.1开始
  • CP1623
  • CP1628
  • CP1612 和 IE General

由于老版本的工业以太网PC 模块例如 ,CP1613 (A2)软件版本 <V7.1, CP1604 V1, CP1616 V1 和 CP1512 仅能组态“子网划分”功能,不能在STEP 7 / NCM PC 中组态超网功能。因此此时STEP 7 / NCM PC 中会产生错误信息阻止(见图5)。

支持TCP/IP 协议的工业以太网CP 模板或CPU,可以在 STEP7 硬件组态中设置IP 地址和相关的子网掩码。该IP 地址和相应的子网掩码可以在CP 模板或 CPU 的以太网接口的属性窗口中设置。在硬件组态插入CP 模板或PNCPU 后,在它们的属性窗口会得到下面的默认设置 (见图01)。

  • IP 地址: 192.168.0.1
  • 子网掩码: 255.255.255.0


图 01

如果需要改变默认的 IP 地址和子网掩码,需要了解某类网络的 IP 地址和子网掩码的关系,以下清楚描述了这些关系。

网络的分类以及IP 地址和子网掩码的对应关系:
原则上 IP 地址分为 5 类,从A~E。每一类都有自己的子网掩码。如下表所示。

表示类的位IP 网络地址范围子网掩码网络ID节点ID
A0xxxxxxx0.x.x.x - 127.x.x.x255.0.0.01 字节3 字节
B10xxxxxx128.0.x.x - 191.255.x.x255.255.0.02 字节2 字节
C110xxxxx192.0.0.x - 223.255.255.x255.255.255.03 字节1 字节
D1110xxxx224.0.0.0 - 239.255.255.255---组播地址
E1111xxxx240.0.0.0 - 255.255.255.255---保留地址(为未来的用途)

A 类网络:
A 类的IP 地址以位0-...开始,例如 IP 地址范围从0.x.x.x 到127.x.x.x。
子网掩码标识一个子网的地址范围信息。对于A 类网络,第一个字节,也就是头 8 位对应 IP 地址的子网地址。所以 A 类网络由以下的子网掩码定义:255.0.0.0 = 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000。IP 地址的后3 个字节( 24 位)用于识别网络上的主机。

A 类网络按照下面方法计算子网个数:

  • 28-1 = 27 = 126 个子网 (因为A 类 IP 地址以位0 开始,0.0.0.0 和 127.0.0.0 是不允许的。)

A 类网络按照下面方法计算节点个数:

  • 224 = 16 777 214 个计算机(x.0.0.0 -> 网络地址和 x.255.255.255 ->广播地址是不允许的。)


图 02

B 类网络:
B 类的IP 地址以位1-0-...开始,IP 地址范围从128.0.x.x 到191.255.x.x。对于B 类网络,头两个字节,也就是头16位对应IP地址的子网地址。所以B 类网络由以下的子网掩码定义:255.255.0.0 = 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000。 IP 地址的后 2个字节(16位)用于识别网络上的主机。

B类网络按照下面方法计算子网个数:

  • 216-2 = 214 = 16384 个子网 (因为B类IP地址以位1-0开始)

B类网络按照下面方法计算节点个数:

  • 216 = 65534 个计算机(x.x.0.0 -> 网络地址和 x.x.255.255 ->广播地址是不允许的。)


图 03

C 类网络:
C 类的IP地址以位1-1-0-...开始,IP 地址范围从192.0.0.x 到223.255.255.x。对于C 类网络,头三个字节,也就是头24位对应IP地址的子网地址。所以 C 类网络由以下的子网掩码定义: 255.255.255.0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000。IP地址的后 1个字节( 8位)用于识别网络上的主机。

C 类网络按照下面方法计算子网个数:

  • 224-3 = 221 = 2 097 152 个子网 (因为 C 类 IP 地址以位1-1-0开始)

C 类网络按照下面方法计算节点个数:

  • 28 = 254 个节点(x.x.x.0 -> 网络地址和 x.x.x.255 ->广播地址是不允许的。)


图 04

D 类子网:
D 类是用于网络组播特殊地址。

划分IP 地址的子网部分和节点部分得到以下结论:

  • 对于节点部分,由于分配给计算机的地址范围大,所以A 类网络的节点数是大大多于C 类网络的。
  • 对于子网部分,由于子网地址少,A 类网络的子网数是大大少于 C 类网络的。

预留地址:

  • A 类网络地址 127.x.x.x 保留用于所有计算机的回环功能,即:
    所有第一个字节为 127 的 IP 地址仅用于计算机的内部测试。
  • 最后一个字节的255 被保留作为广播地址。例如,地址 140.80.255.255 是一个对于 B 类网络140.80.0.0 中所有计算机的一个广播地址。
  • 下列地址范围保留用于私有网络,所有这些IP地址在 Internet 上是不能路由的。
    10.0.0.0 - 10.255.255.255
    172.16.0.0 - 172.31.255.255
    192.168.0.0 - 192.168.255.255

以上解释了 IP 地址和子网掩码的分类的关系。另外,也可以通过“划分子网”的方法来扩展子网掩码。

子网划分:
例如,在 A 类网络中划分子网,可以在 A 类的网络中进一步划分逻辑单元(子网)。例如 A 类网络IP地址 86.x.x.x,A 类网络的子网掩码是 255.0.0.0 (1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000)。通过扩展子网掩码的 1 位,地址区间可以进一步划分逻辑子网,那么子网掩码为 255.128.0.0 (1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000)。

这意味着:

  • 仅地址 86.0.0.1 到 86.127.255.254 可以相互直接通讯,即不通过路由器,因为这些计算机从子网掩码后的首位开始为相同的值 (这里 “0”) 。
  • 仅地址 86.128.0.1 到 86.255.255.254 可以相互直接通讯,即不通过路由器,因为这些计算机从子网掩码后首位开始为相同的值 (这里 “1”) 。
  • A 类网络的计算机地址区域被分为 2 个子网。

结论:
通过扩展子网掩码,可以把计算机的地址域划分为多个逻辑单元(子网)。如上地址区域分为 2 个子网。因此通过增加更多的位,可以快速的增加子网的个数。

超级组网(超网):
超级组网是把多个网络通过部分相同的网络共享组合成一个子网。超网在技术上和划分子网相反,原则上把多个主机放在一个  IP 网络。使用超网,共享主机增加,网络类别减少。
以 C 类网络 192.168.178.0 为例 。子网掩码是 255.255.255.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000)。现在增加两位作为主机共享。子网掩码就是 255.255.252.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000).

  • 分配的最低网络 IP 地址是: 192.168.176.1 (1111 1111.1111 1111. 1011 0000. 0000 0001)
  • 分配的最高网络 IP 地址是:192.168.179.254 (1111 1111.1111 1111. 1011 0011. 1111 1110)
  • 从 192.168.176.1 到 192.168.179.254 可以不经过路由互相通讯。

要求:
“超网”的使用要求网络中的模块支持"无类域间路由 (CIDR) 功能。

注意:
若在 STEP 7 中组态的模块不支持子网或超网功能,使用该功能将会在 STEP 中产生错误信息 (见图 05 “STEP 7 错误信息”)。


图 05


图 06

STEP 7 在线帮助给出下列信息。


图  07

您可以前往全球资源库查看此文档: https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/2073614

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