网络基础(一)

一、网络分层

1、OSI网络分层
OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 ，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。

7层模型的优点：
建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处：
　● 减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错； 　　
　● 在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行； 　　
　● 能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术； 　　

各层的功能：
物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。 　　
数据链路层：定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。 　　
网络层：在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。 　　
传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。 　
会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名） 　　
表示层：可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。 　　
应用层： 是最靠近用户的OSI层。这一层为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务。

2、TCP/IP分层模型
TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇分为四层，IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层)，TCP位于协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。

TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。4层分别是：
应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层（网际层）：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

ISO模型和TCP/IP模型的对应关系：

各层的物理设备：
物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器
数据链路层：网桥，交换机
网络层：路由器
网关工作在第四层传输层及其以上

集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。
交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机)，能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文.。
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。

3、网络的体系结构的特点是：
3)第n层在向第n+1层提供的服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。
4)仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。

二、虚拟互连网络

定义：所谓虚拟网路互连，就是逻辑互连网络，意思是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的不，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个同意的网络。
如： 实际的互连网络

虚拟的IP网络：

总之，互联网可以由多种异构网络互连组成。位于相同网络的直连设备间可以直接通信，不需要经过任何路由器转发，而不同网络的设备通信则需要经过路由器进行转发，间接交付IP数据报。

三、IP地址的分类

1、IP地址及其表示方法
整个的因特网就是一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给因特网上的每一个主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围是唯一的32位标识符。IP地址现在由因特网名字和数字分配机构ICANN进行分配。
IP地址的编址方法三发展历程：
1>分类的IP地址
2>子网的划分
3>构成超网

2、IP地址的分类
现在的IP网络使用32位地址，以点分十进制表示，如172.16.0.0。地址格式为：
IP地址=网络地址＋主机地址 或 IP地址=主机地址＋子网地址＋主机地址。
最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

1． A类IP地址
一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126（2^7-2）个，每个网络能容纳16777214(2^24-2)多个主机。

2． B类IP地址
一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16383(2^14-1)个，每个网络能容纳65534(2^16-2)多个主机 。

3． C类IP地址
一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达2097151(2^21-1)个，每个网络能容纳254(2^8-2)个主机。

4． D类地址用于多点广播（Multicast）。
D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。

5． E类IP地址
以“llll0”开始，为将来使用保留。

在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255

B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255

C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255

特殊IP地址：
127.0.0.1：本地回环地址，网卡的固有地址
255.255.255.255：广播地址
0.0.0.0：任何网络
节点号全为1：代表该网段的所有主机
主机号全为0表示网段

3、IP 地址的特性：
1〉每一个IP地址都由网络号和主机号两部分构成，即IP地址是一种分等级的地质结构。分两个等级的好处：第一，IP地址管理机构在分配地址时只分配网络号（第一级），而剩下的主机号（第二级）则有得到该网络号的单位自行分配。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组。从而减小路由器所占的存储空间以及查找路由表的时间。
2〉多归属主机。即当一个主机同时连到两个网络上时，该主机必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号是不同的。由于一个路由器至少要连到两个网络，因此一个路由器至少有两个不同的IP地址也就是说最少有两个接口。
3〉用转发器或网桥连接起来的若干局域网仍未一个网络，因为他们的网络号相同。
4〉在IP地址中，所有分配到网络号的网络都是平等的。所谓平等，指的是因特网平等对待每一个IP地址
总结：
在同一个网络上的住进或路由器其IP地址中的网络号必须有是一样的。

用网桥互连的网段仍然是一个局域网，只能有一个网络号。

路由器总是有两个或两个以上的IP地址。

当两个路由器直接相连时，在连线两端的接口处，可以分配也可以不分配IP地址，如果分配了IP地址，则这一段连线就构成了只包含一段线路的“特殊”网络—-无编号网络（无名网络）。

四、IP地址与MAC地址

在局域网中，由于硬件地址已经固化在网卡上的ROM上，因此常常将硬件地址称为物理地址。因为在局域网上的MAC帧中的源地址和目的地址都是硬件地址，因此硬件地址又称为MAC地址。

从层次的角度看，物理地址三数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。在发送数据时，数据从高层下到低层，然后才到数据链路上传输。使用IP地址数据报一旦交给了数据链路层，就被封装成MAC帧了。MAC帧在传送数据时使用的源地址和目标地址都是硬件地址，这两个硬件地址都写在MAC帧的首部中。

连接在数据链路层上的设备（主机或路由器）在接收MAC帧时，其根据是MAC帧首部的硬件地址。在数据链路层看不见隐藏在MAC帧的数据中的IP地址，只有在剥去MAC帧的首部和尾部后把MAC层的数据上交给网络层后，网络层才能在IP数据报的首部中找到源IP地址和目标IP地址。

总结：
1〉在IP抽象的互联网上只能看到IP数据报。
2〉路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择。
3〉在局域网的链路层，只能看见MAC帧。
4〉IP层抽象的互联网屏蔽了下层数据传输复杂的细节，只要在网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或路由器之间的通信。

五、划分子网

1、从两级IP地址到三级IP地址
两级IP地址：IP地址 = {<网络号>，<主机号>}
两级IP地址的缺陷：
1>IP地址空间利用率有时很低。以上我们可以得知一个A类地址可以连接超过1000万台主机，一个B类地址也可连接超过6万台主机，但是有些网络对连接在网络上的计算机资源有限，根本达不到这样的数值。例如10-BASE-T以太网规定最大节点数为1024，这就意味着如果是B类地址1万多个IP将被浪费，空间利用率还不到2%。

2>给每个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而降低网络性能。 路由表记录了到达下一个网络的下一跳路由器，因此网络号越多路由表就会变得越大。这不仅增加了路由器的成本，而且使查找路由更加耗时，同时也使路由器之间顶起交换的路由信息急剧增加，从而导致路由器和整个网络的性能都变得很差。

3> 两级IP地址不够灵活。 如果发生紧急情况，需要临时申请一个新的网络，在申请到新的IP地址之前新的网络是不可能连接到因特网上开始工作的，那么如何使一个单位可以灵活的增加本单位的网络，而不必事先去因特网上申请新的网络呢，两级IP地址是做不到这一点的。

2、子网划分的基本思路
1>将拥有许多物理网络的单位，将其所属的物理网络划分为若干个子网，本单位以外的网络看不见这个网络是由多少子网构成的，此网络对外仍表现为一个网络。
2>划分子网的方法：从网络的主机号划分若干位作为子网号使用，主机号减少相应的位数。
三级IP＝　｛＜网络号＞，＜子网号＞，＜主机号＞｝，
３>凡是从其他网络发给本单位某台之际的ＩＰ数据报，仍然是根据ＩＰ数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。此路由器在收到ＩＰ数据报之后，再按目的网络号和和子网号找到目的子网，把ＩＰ数据报交付给目的主机。

３、子网掩码
定义：
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

子网掩码–屏蔽一个IP地址的网络部分的”全1”比特模式。
对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0（或0xFF000000）;
对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0（或0xFFFF0000）;
对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0（或0xFFFFFF00）。

利用子网掩码可以把大的网络划分成子网，即VLSM(可变长子网掩码)，也可以把小的网络归并成大的网络即超网。

书写规则：
子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与二进制IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字”1”表示，1的数目等于网络位的长度;右边是主机位，用二进制数字”0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数(2的主机位数次方-2，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址)。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。

定义子网掩码：
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为:

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为”210.73.a”，主机标识为”b”。

B、根据我们所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们需要12个子网，将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为”1”，即第四个字节为”11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为”1”，即前三个字节都置为”1”，则子网掩码的间断二进制形式为:”11111111.11111111.11111111.11110000” 。

D、把这个数转化为间断十进制形式为:”255.255.255.240” 。

计算方式：
＜利用子网数来计算＞
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

1)将子网数目转化为二进制来表示

2)取得该二进制的位数，为 N

3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网:

1)27=11011

2)该二进制为五位数，N = 5

3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1(B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前5位置1)，得到 255.255.248.0

即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码(实际上是划成了32-2=30个子网)。

＜利用主机数来计算＞
1)将主机数目转化为二进制来表示

2)如果主机数小于或等于254(注意去掉保留的两个IP地址)，则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台:

1) 700=1010111100

2)该二进制为十位数，N = 10

3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255

然后再从后向前将后10位置0,即为: 11111111.11111111.11111100.00000000

即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

＜子网ID增量计算法(即计算每个子网的IP范围)＞
第1步，将所需的子网数转换为二进制，如所需划分的子网数为”4”，则转换成成二进制为00000100;

第2步，取子网数的二进制中有效位数，即为向缺省子网掩码中加入的位数(既向主机ID中借用的位数)。如前面的00000100，有效位为”100”，为3位(在新标准中只需要2位就可以了);

第3步，决定子网掩码。如IP地址为B类129.20.0.0网络，则缺省子网掩码为:255.255.0.0，借用主机ID的3位以后变为:255.255.224(11100000).0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。

第4步，将所借位的主机ID的起始位段最右边的”1”转换为十进制，即为每个子网ID之间的增量，如前面的借位的主机ID起始位段为”11100000”，最右边的”1”，转换成十进制后为2^5=32(此为子网ID增量)。

第5步，产生的子网ID数为:2^m-2 (m为向缺省子网掩码中加入的位数)，如本例向子网掩码中添加的位数为3，则可用子网ID数为:2^3-2=6个;

第6步，将上面产生的子网ID增量附在原网络ID之后的第一个位段，便形成第一个子网网络ID 129.20.32.0(即第一个子网的起始IP段);

第7步，重复上步操作，在原子网ID基础上加上一个子网ID增量，依次类推，直到子网ID中的最后位段为缺省子网掩码位用主机ID位之后的最后一个位段值，这样就可得到所有的子网网络ID。如缺省子网掩码位用主机ID位之后的子网ID为255.255.224.0，其中的”224”为借用主机ID后子网ID的最后一位段值，所以当子网ID通过以上增加增量的方法得到129.20.224.0时便终止，不要再添加了(只能用到129.20.192.0)。

我们知道当主机ID为全0时表示网络ID，全1时表示广播地址。在RFC950标准中，不建议使用全0和全1的子网ID。

例如把最后一个字节的前3位借给网络ID，用后面的5位来表示主机ID，这样就会产生2^3=8个子网，子网ID就分别为000、001、010、011、100、101、110、111这样8个，在RFC950标准中只能使用中间的6个子网ID。

掩码分类：
子网掩码一共分为两类。一类是缺省(自动生成)子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。

A类网络缺省子网掩码:255.0.0.0

B类网络缺省子网掩码:255.255.0.0

C类网络缺省子网掩码:255.255.255.0

自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分:子网号、子网主机号。形式如下:

未做子网划分的ip地址:网络号+主机号

做子网划分后的ip地址:网络号+子网号+子网主机号

也就是说ip地址在划分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。子网掩码是32位二进制数，它的子网主机标识用部分为全”0”。利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相”与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。

４、子网划分举例
例1：本例通过子网数来划分子网，未考虑主机数。
一家集团公司有12家子公司，每家子公司又有4个部门。上级给出一个172.16.0.0/16的网段，让给每家子公司以及子公司的部门分配网段。
思路：既然有12家子公司，那么就要划分12个子网段，但是每家子公司又有4个部门，因此又要在每家子公司所属的网段中划分4个子网分配给各部门。
步骤：
A. 先划分各子公司的所属网段。
有12家子公司，那么就有2的n次方≥12，n的最小值=4。因此，网络位需要向主机位借4位。那么就可以从172.16.0.0/16这个大网段中划出2的4次方=16个子网。
详细过程：
先将172.16.0.0/16用二进制表示
10101100.00010000.00000000.00000000/16
借4位后（可划分出16个子网）：
1) 10101100.00010000.00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】
2) 10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】
3) 10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】
4) 10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】
5) 10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】
6) 10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】
7) 10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】
8) 10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】
9) 10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】
10) 10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】
11) 10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】
12) 10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】
13) 10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】
14) 10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】
15) 10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】
16) 10101100.00010000.11110000.00000000/20【172.16.240.0/20】
我们从这16个子网中选择12个即可，就将前12个分给下面的各子公司。每个子公司最多容纳主机数目为2的12次方-2=4094。

B. 再划分子公司各部门的所属网段
以甲公司获得172.16.0.0/20为例，其他子公司的部门网段划分同甲公司。
有4个部门，那么就有2的n次方≥4，n的最小值=2。因此，网络位需要向主机位借2位。那么就可以从172.16.0.0/20这个网段中再划出2的2次方=4个子网，正符合要求。
详细过程：
先将172.16.0.0/20用二进制表示
10101100.00010000.00000000.00000000/20
借2位后（可划分出4个子网）：
① 10101100.00010000.00000000.00000000/22【172.16.0.0/22】
② 10101100.00010000.00000100.00000000/22【172.16.4.0/22】
③ 10101100.00010000.00001000.00000000/22【172.16.8.0/22】
④ 10101100.00010000.00001100.00000000/22【172.16.12.0/22】
将这4个网段分给甲公司的4个部门即可。每个部门最多容纳主机数目为2的10次方-2=1024。

例2：本例通过计算主机数来划分子网。
某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24，现在甲公司有两层办公楼（1楼和2楼），统一从1楼的路由器上公网。1楼有100台电脑联网，2楼有53台电脑联网。如果你是该公司的网管，你该怎么去规划这个IP？
根据需求，画出下面这个简单的拓扑。将192.168.5.0/24划成3个网段，1楼一个网段，至少拥有101个可用IP地址；2楼一个网段，至少拥有54个可用IP地址；1楼和2楼的路由器互联用一个网段，需要2个IP地址。

思路:我们在划分子网时优先考虑最大主机数来划分。在本例中，我们就先使用最大主机数来划分子网。101个可用IP地址，那就要保证至少7位的主机位可用（2的m次方-2≥101，m的最小值=7）。如果保留7位主机位，那就只能划出两个网段，剩下的一个网段就划不出来了。但是我们剩下的一个网段只需要2个IP地址并且2楼的网段只需要54个可用IP，因此，我们可以从第一次划出的两个网段中选择一个网段来继续划分2楼的网段和路由器互联使用的网段。
步骤：
A. 先根据大的主机数需求，划分子网
因为要保证1楼网段至少有101个可用IP地址，所以，主机位要保留至少7位。
先将192.168.5.0/24用二进制表示：
11000000.10101000.00000101.00000000/24
主机位保留7位，即在现有基础上网络位向主机位借1位（可划分出2个子网）：
① 11000000.10101000.00000101.00000000/25【192.168.5.0/25】
② 11000000.10101000.00000101.10000000/25【192.168.5.128/25】
1楼网段从这两个子网段中选择一个即可，我们选择192.168.5.0/25。
2楼网段和路由器互联使用的网段从192.168.5.128/25中再次划分得到。

B. 再划分2楼使用的网段
2楼使用的网段从192.168.5.128/25这个子网段中再次划分子网获得。因为2楼至少要有54个可用IP地址，所以，主机位至少要保留6位（2的m次方-2≥54，m的最小值=6）。
先将192.168.5.128/25用二进制表示：
11000000.10101000.00000101.10000000/25
主机位保留6位，即在现有基础上网络位向主机位借1位（可划分出2个子网）：
① 11000000.10101000.00000101.10000000/26【192.168.5.128/26】
② 11000000.10101000.00000101.11000000/26【192.168.5.192/26】
2楼网段从这两个子网段中选择一个即可，我们选择192.168.5.128/26。
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26中再次划分得到。

C. 最后划分路由器互联使用的网段
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26这个子网段中再次划分子网获得。因为只需要2个可用IP地址，所以，主机位只要保留2位即可（2的m次方-2≥2，m的最小值=2）。
先将192.168.5.192/26用二进制表示：
11000000.10101000.00000101.11000000/26
主机位保留2位，即在现有基础上网络位向主机位借4位（可划分出16个子网）：
① 11000000.10101000.00000101.11000000/30【192.168.5.192/30】
② 11000000.10101000.00000101.11000100/30【192.168.5.196/30】
③ 11000000.10101000.00000101.11001000/30【192.168.5.200/30】
…………………………………
④ 11000000.10101000.00000101.11110100/30【192.168.5.244/30】
⑤ 11000000.10101000.00000101.11111000/30【192.168.5.248/30】
⑥ 11000000.10101000.00000101.11111100/30【192.168.5.252/30】
路由器互联网段我们从这16个子网中选择一个即可，我们就选择192.168.5.252/30。

D. 整理本例的规划地址
1楼：
网络地址：【192.168.5.0/25】
主机IP地址：【192.168.5.1/25—192.168.5.126/25】
广播地址：【192.168.5.127/25】
2楼：
网络地址：【192.168.5.128/26】
主机IP地址：【192.168.5.129/26—192.168.5.190/26】
广播地址：【192.168.5.191/26】
路由器互联：
网络地址：【192.168.5.252/30】
两个IP地址：【192.168.5.253/30、192.168.5.254/30】
广播地址：【192.168.5.255/30】