完美講解IP地址的課件

1、IP地址專題IP v4基本概念n基本的基本的IP地址是分成地址是分成8位一個單元位一個單元(稱為稱為8 位位位位組組)的的32位二進制數(shù)。位二進制數(shù)。nIP地址中的每一個地址中的每一個8 位位組用位位組用0255之間的一之間的一個十進制數(shù)表示個十進制數(shù)表示 n這些數(shù)之間用點(.)隔開 n最小的IPv4地址值為0.0.0.0，最大的地址值為255.255.255.255 IP地址的表示方法 每個IP地址共占32位（bit)，這32位被分為4個段，每一個段占8個位（即一個字節(jié)）每個字節(jié)之間用“.”隔開。有兩種表示形式： 1、十進制表示 例：192.168.0.1 2、二進制表示 例： 110000

2、00.10101000.00000000. 00000001 Byte2 xxxxxxxx Byte3 xxxxxxxx Byte4 xxxxxxxx Byte1 xxxxxxxx 上圖表示二進制格式中的IP地址: X代表二進制的代表二進制的0或或1 注：在實際應用中多用十進制表示，每8位二進制數(shù)對應一位十進制數(shù)。IP地址的分類 Internet組織已經(jīng)將地址進行分類以適應不同規(guī)模的網(wǎng)絡。IP地址中的網(wǎng)絡地址分為（A、B、C、D、E）五類，每一類網(wǎng)絡可以從IP地址的第一個數(shù)字看出。網(wǎng)絡類決定了IP地址4個字節(jié)如何劃分成網(wǎng)絡地址和主機地址部分。A類類0 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

3、xxxxxxxxxx網(wǎng)絡 主機 1126224-2=16,777,214 D類類1110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 多播224239E類類11110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 實驗室保留240255網(wǎng)絡主機B類類10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128191216-2=65534網(wǎng)絡 主機C類類110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx19222328-2=254注意：1、IP地址中，主機號全為0或全為1時分別作為本網(wǎng)絡地址和廣播地址使用，所以這個特殊的 IP地址不能分配給用戶使

4、用。2、D類網(wǎng)絡用于廣播，它可以將信息同時傳送到網(wǎng)上的所有設(shè)備，而不是點對點的信息傳送，這種網(wǎng)絡可以用來召開電視電話會議。3、E類網(wǎng)絡常用于進行試驗。4、網(wǎng)絡管理員在配置網(wǎng)絡時不應該采用D類和E類網(wǎng)絡。5、IP地址可以由網(wǎng)絡管理員手動配置，也可由安裝DHCP的服務器來自動配置。 DHCP 是 Dynamic Host Configuration Protocol(動態(tài)主機分配協(xié)議) 特殊的IP地址地址功能網(wǎng)絡0.0.0.0指缺省的路由，這個值用于簡化IP路由表網(wǎng)絡127.0.0.1通常指本主機，使用這個地址，應用程序可以像訪問遠程主機一樣訪問本主機所有網(wǎng)絡位為0的IP地址指本網(wǎng)絡的某主機，如0

5、.0.0.34將訪問本網(wǎng)絡中結(jié)點為34的主機。所有主機位為0的IP地址指網(wǎng)絡本身網(wǎng)絡或主機地址位全1指所有主機255.255.255.255本網(wǎng)絡廣播169.254.x.x當網(wǎng)絡主機設(shè)置使用DHCP功能自動獲得一個IP地址時,當DHCP服務器發(fā)生故障或響應時間太長,Window系統(tǒng)會分配這樣的IP專用IP地址n IP地址中還存在著這樣的地址字段,他們只在本機構(gòu)內(nèi)部有效,不會被路由器轉(zhuǎn)發(fā)到公網(wǎng)中。這些IP地址存在的意義是：假定在一個機構(gòu)假定在一個機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機通信也是采用內(nèi)部使用的計算機通信也是采用TCP/IP協(xié)議，那么從原則上講，對協(xié)議，那么從原則上講，對于這些僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機就

6、可以由本機構(gòu)自行分配其于這些僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機就可以由本機構(gòu)自行分配其IP地址地址。這就是說，讓這些計算機使用僅在本機構(gòu)有效的IP地址，而不需要向Internet的管理機構(gòu)申請全球惟一的IP地址。n這些專用IP地址是：q(1) 10.0.0.010.255.255.255 A 1q(2) 172.16.0.0172.31.255.255 B 16 q(3) 192.168.0.0192.168.255.255 C 256IP 地址的一些重要特點 (1) IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：n第一，IP 地址管理機構(gòu)在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡號，而剩下的主機號則由得到

7、該網(wǎng)絡號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。n第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。 IP 地址的一些重要特點 (2) 實際上 IP 地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。 n當一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的 IP 地址，其網(wǎng)絡號 net-id 必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomed host)。n由于一個路由器至少應當連接到兩個網(wǎng)絡（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡），因此一個路由器至少應當有

8、兩個不同的 IP 地址。 IP 地址的一些重要特點 (3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡號 net-id。(4) 所有分配到網(wǎng)絡號 net-id 的網(wǎng)絡，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。 編址實例 在組網(wǎng)過程中怎么來分配在組網(wǎng)過程中怎么來分配IPIP地址呢地址呢? ? 任務：考慮一個大的組織，它建有4個物理網(wǎng)絡，現(xiàn)需要通過路由器將這4個物理網(wǎng)絡組成專用的IP互聯(lián)網(wǎng)。 選擇IP地址類別： 在為每臺主機分配IP地址之前，首先需要按照每個物理網(wǎng)絡的規(guī)模為它們選擇IP地址類別。小型網(wǎng)絡選擇C類地址，中型網(wǎng)絡選擇B類地址

9、，大型網(wǎng)絡選擇A類地址。實際上，由于一般物理網(wǎng)絡的主機數(shù)都不會超過6萬臺，因此，A類地址很少用到。編址實例 在上面所述的專用互聯(lián)網(wǎng)中，如果3個是小型網(wǎng)絡，一個是中型網(wǎng)絡，那么，可以為3個小型網(wǎng)絡分配3個C類地址（如202113270、202113280和202113290），為一個中型網(wǎng)絡分配一個B類地址（如12821100）。編址實例 在互聯(lián)網(wǎng)上的主機和路由器分配具體IP地址時需要注意：（1）連接到同一網(wǎng)絡中所有主機的IP地址共享同一 netid。在圖中，計算機A和計算機B都接入了物理網(wǎng)絡1，由于網(wǎng)絡1分配到的網(wǎng)絡地址為202113270，所以，計算機A和B都應共享20211327這個 ne

10、tid。編址實例 （2）路由器可以連接多個物理網(wǎng)絡，每個連接都應該擁有自己的IP地址，而且該IP地址的netid應與分配給這個網(wǎng)絡的netid相同。 如圖所示，由于路由器R分別連接202113270、202113280和12821100三個網(wǎng)絡，因此該路由器被分配了3個不同的IP地址。其中連接網(wǎng)絡1的IP地址要具有網(wǎng)絡1的netid（20211327），而連接其他網(wǎng)絡的IP地址則必須具有所聯(lián)網(wǎng)絡的netid。編址實例 子網(wǎng)的劃分n思考1：q假設(shè)一個公司網(wǎng)絡內(nèi)有500臺主機，此時分配一個C類網(wǎng)IP地址是不夠的，為什么？q若分配一個B類網(wǎng)IP，又會產(chǎn)生大量的浪費，為什么？n解答：q一個C類IP可以

11、容納254臺主機,所以不夠q一個B類IP可以容納65534臺主機,此是有65034個地址浪費,使用率不到1%子網(wǎng)的劃分n思考2：q假設(shè)一個公司網(wǎng)絡內(nèi)有60000臺主機，此時分配一個B類網(wǎng)IP地址是足夠的，但這樣會帶來什么樣的問題？n帶來的問題：q一個B類網(wǎng)絡可以容納的主機數(shù)量為65534，但整個網(wǎng)絡處于同一個廣播域，如果有大量的廣播信息存在，將會導致網(wǎng)絡擁塞上劃分子網(wǎng)的目的n如果我們將一個網(wǎng)絡劃分成若干個子網(wǎng),會有以下的好處:q1、 使IP地址應用更有效q2、將原有同處于一個網(wǎng)段上的主機分成不同的網(wǎng)段或子網(wǎng)，同時也將原來的一個廣播域劃分成若干個較小的廣播域4.3.2 劃分子網(wǎng)的方法n為了創(chuàng)建一

12、個子網(wǎng)地址，網(wǎng)絡管理員從標準IP地址的主機號部分“借借”位位并把它們指定位為子網(wǎng)號部分。n實例實例2 2：假設(shè)有一個網(wǎng)絡號為202113260的C類網(wǎng)絡，可以借用主機號部分的3位來劃分子網(wǎng)，其中子網(wǎng)號、主機號范圍、可容納的主機數(shù)、子網(wǎng)地址、子網(wǎng)廣播地址如下表所示。4.3.2 劃分子網(wǎng)的方法默認的子網(wǎng)掩碼nA類：255.0.0.0nB類：255.255.0.0nC類：255.255.255.0 變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164

13、/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0子網(wǎng)小結(jié)n子網(wǎng)劃分這項技術(shù)是用來把一個單一的IP網(wǎng)絡地址劃分成多個更小的子網(wǎng)。n子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡標識和主機標識。n無論劃分成多少個子網(wǎng)，對外來看還是同一個網(wǎng)絡。劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8子網(wǎng) 145.13.21.0子網(wǎng) 145.13.3.0 子

14、網(wǎng) 145.13.7.0所有到達網(wǎng)絡 145.13.0.0的分組均到達此路由器網(wǎng)絡145.13.0.0R1R3R2無類域間路由（CIDR）nCIDR減少了路由表的規(guī)模，增了網(wǎng)絡的可擴展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（無類型域間選路，Classless Inter-Domain Routing）是一個在Internet上創(chuàng)建附加地址的方法，這些地址提供給服務提供商（ISP），再由ISP分配給客戶 CIDR 標記法 IP地址地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼1 1的數(shù)量的數(shù)量 CIDR表示的

15、表示的IPIP地址地址 11111111 11111111 11110000 0000000000001010 11011001 01111011 000001118 + 8 + 4 + 0 = 20IP地址聚合設(shè)計nIP地址聚合，就是把兩個小網(wǎng)絡合并為一個大網(wǎng)絡，主要是通過修改子網(wǎng)位實現(xiàn)。通俗點說就是合為一個網(wǎng)段。n要計算IP地址聚合后的地址，其實就是比較幾個IP的網(wǎng)絡前綴，相同的部分有多少位，這多少位就是聚合后的IP，子網(wǎng)掩碼就是把相同的網(wǎng)絡前綴變?yōu)?，剩下的為0，算出十進制就可以了。 n例1：某企業(yè)分配給產(chǎn)品部的IP地址塊為192.168.31.192/26，分配給市場部的IP地址塊為1

16、92.168.31.160/27，分配給財務部的IP地址塊為192.168.31.128/27，那么這三個地址塊經(jīng)過聚合后的地址為（ ） A、192.168.31.0/25 B、92.168.31.0/26 C、192.168.31.128/25 D、192.168.31.128/26 n此例三個IP聚合： 192.168.31.192 192.168.31.160 192.168.31.128 比較，相同的部分均為192.168.31，總共24位相同，最后一組換成二進制再比較： 192.168.31.11000000 192.168.31.10100000 192.168.31.100000

17、00 比較得出，總共25位相同，那么，聚合后的IP（網(wǎng)絡前綴）就為192.168.31.10000000，將10000000轉(zhuǎn)為十進制為128，聚合后的IP就是192.168.31.128?？芍苯訉懗?92.168.31.128/25。 因為有25位相同，也以，子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡號就是25位，主機號剩下7位，網(wǎng)絡號全為1，主機號全為0， 即11111111.11111111.11111111.10000000，轉(zhuǎn)換為十進制，255.255.255.128。 例子n例1：設(shè)IP地址為192.168.10.2，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240，那么子網(wǎng)掩碼是怎樣來區(qū)分網(wǎng)絡標識和主機標識的呢。n答

18、：n用“與”運算。將十進制轉(zhuǎn)換成二進制進行與運算nIP地址：11000000101010000000101000000010n子網(wǎng)掩碼：11111111111111111111111111110000nAND運算：nn11000000101010000000101000000000n則可得其網(wǎng)絡標識為192.168.10.0，主機標識為2。例子n例2：q有一IP地址為192.168.10.252，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240q另一個IP地址為192.168.10.238,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240q判斷兩個IP是否在同一個網(wǎng)段練習11、網(wǎng)絡的子網(wǎng)掩碼為255.255.

19、224.0給出IP地址，求子網(wǎng)地址和主機地址IP地址網(wǎng)絡地址主機地址132.132.45.5613.56132.132.97.321.32132.132.92.1428.14練習2你已被分配128.45.0.0的B類IP地址，需要建立10個子網(wǎng)，完成下列問題：1、定義10個子網(wǎng)，需要（ 4 ）屏蔽位。2、定義允許創(chuàng)建10個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼( 240)。n172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個子網(wǎng)，各子網(wǎng)可以包含多少臺主機。 qB類IP借了四位劃分子網(wǎng),所以劃分的子網(wǎng)數(shù)為:16q主機位還剩12位,所以可以表示212-2臺主機練習3思考n為什么計算IP主機地址時要減2，而計算子網(wǎng)數(shù)目時不減2呢？nIP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1；子網(wǎng)就不存在這個問題。練習4n現(xiàn)有172.16.0.0/16的網(wǎng)段，要對網(wǎng)段進行子網(wǎng)劃分，且要求劃分后的子網(wǎng)數(shù)量至少大于60，那么劃分后的子網(wǎng)最多能容納多少臺主機？n26=64,所以