第六章網(wǎng)絡編址IPv4

1、計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)西南石油大學計算機科學學院-網(wǎng)絡教研室第 2頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)第6章網(wǎng)絡編址：IPv4課程目錄n6.1 IPv4地址n6.2 不同用途的地址n6.3 分配地址n6.4 它在我的網(wǎng)絡中嗎？n6.5 計算地址n6.6 測試網(wǎng)絡層6.1.1 剖析IPv4地址u概念：概念： IP地址由網(wǎng)絡號與主機網(wǎng)絡號與主機號號組成，長度為長度為32位二進制位二進制。一般用點分十進制點分十進制表示。點分十進制：點分十進制：將將IP地址中的每地址中的每8位二進制位二進制數(shù)為一個單元，共數(shù)為一個單元，共4組，每組組，每組用用0255之間的一個十進制之間的一個十進制數(shù)表示。這些數(shù)之間用點數(shù)表示。這些數(shù)之

2、間用點(.)隔開。隔開。格式為格式為x.x.x.x 6.1.2 二進制與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換以十進制數(shù)字以十進制數(shù)字 245 為例為例： 2 表示的值是是 2*102（2 乘以乘以 10 的的 2 次冪）次冪）。2 位于我們通常稱為“百位”的位置。位置記數(shù)法位置記數(shù)法稱此位置為基數(shù)的 2 次冪位置，因此基數(shù)（即基）是基數(shù)（即基）是 10 而冪是而冪是 2在基數(shù)為基數(shù)為 10 的數(shù)制系統(tǒng)的數(shù)制系統(tǒng)中使用位置記數(shù)法時，245 表示：245 = (2 * 102) + (4 * 101) + (5 * 100) 或245 = (2 * 100) + (4 * 10) + (5 * 1) 6.1.2 二

3、進制與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 練習：數(shù)的進制轉(zhuǎn)換練習：數(shù)的進制轉(zhuǎn)換246十進制到二級制轉(zhuǎn)換十進制到二級制轉(zhuǎn)換二級制到十進制轉(zhuǎn)換二級制到十進制轉(zhuǎn)換00000111二進制數(shù)制系統(tǒng)二進制數(shù)制系統(tǒng) 在二進制數(shù)制系統(tǒng)中，基是基是 2。因此，每個位置代表 2 的冪，冪次逐位增加。在在 8 位二進制數(shù)中，各個位置分別代表以下數(shù)量位二進制數(shù)中，各個位置分別代表以下數(shù)量：課程目錄n6.1 IPv4地址n6.2 不同用途的地址n6.3 分配地址n6.4 它在我的網(wǎng)絡中嗎？n6.5 計算地址n6.6 測試網(wǎng)絡層6.2.1 IPv4網(wǎng)絡內(nèi)不同類型的地址每臺終端設(shè)備都需要每臺終端設(shè)備都需要唯一的地址唯一的地址才能向該才能向

4、該主機傳送數(shù)據(jù)包。在主機傳送數(shù)據(jù)包。在 IPv4 地址中，我們地址中，我們將介于網(wǎng)絡地址和廣播地址之間的值分配將介于網(wǎng)絡地址和廣播地址之間的值分配給該網(wǎng)絡中的設(shè)備給該網(wǎng)絡中的設(shè)備。n網(wǎng)絡地址 - 指代網(wǎng)絡的地址n廣播地址 - 用于向網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)的特殊地址n主機地址 - 分配給網(wǎng)絡中終端設(shè)備的地址IPv4 地址范圍內(nèi)，最小地址保留為網(wǎng)絡地址。此地址的主機部分的每個主機位均為 0。這種地址不能分配給設(shè)備使用。IPv4廣播地址是指定向廣播地址，每個網(wǎng)絡都有的一個特殊地址，用于與該網(wǎng)絡中的所有主機通信。廣播地址使用該網(wǎng)絡范圍內(nèi)的最大地址。即主機部分的全部為 1 的地址。每臺終端設(shè)備都需要唯

5、一的地址才能向該主機傳送數(shù)據(jù)包。在 IPv4 地址中，我們將介于網(wǎng)絡地址和廣播地址之間的值分配給該網(wǎng)絡中的設(shè)備。單播單播 - 從一臺主機向另一從一臺主機向另一臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程通信類型單播、廣播、組播定向廣播：定向廣播是將數(shù)據(jù)包發(fā)送給特定網(wǎng)絡中的所定向廣播是將數(shù)據(jù)包發(fā)送給特定網(wǎng)絡中的所有主機。此類廣播適用于向非本地網(wǎng)絡中的有主機。此類廣播適用于向非本地網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送廣播報文。所有主機發(fā)送廣播報文。 有限廣播：有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地網(wǎng)絡中有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地網(wǎng)絡中的主機。這些數(shù)據(jù)包使用目的的主機。這些數(shù)據(jù)包使用目的 IPv4 地址地址 255

6、.255.255.255。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)此廣。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)此廣播報文。發(fā)往有限廣播地址的數(shù)據(jù)包只會出播報文。發(fā)往有限廣播地址的數(shù)據(jù)包只會出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中?，F(xiàn)在本地網(wǎng)絡中。 廣播廣播 - 從一臺主機向從一臺主機向該網(wǎng)絡中的所有主機該網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程 3.1 IP地址的概念與分類地址的概念與分類通信類型有限廣播受限廣播地址受限廣播地址 32位全為位全為1的的IP地址地址(55).在任何情況下，路由器在任何情況下，路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報，這樣的數(shù)據(jù)報都不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報，這樣的數(shù)據(jù)報僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中

7、。僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中。即有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地即有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地網(wǎng)絡中的主機。網(wǎng)絡中的主機。有限廣播地址STOP55受限廣播地址受限廣播地址 32位全為位全為1的的IP地址地址(55).在任何情況下，路在任何情況下，路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報，這樣的數(shù)由器都不轉(zhuǎn)發(fā)目的地址為受限的廣播地址的數(shù)據(jù)報，這樣的數(shù)據(jù)報僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中。據(jù)報僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中。即有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給即有限廣播只限于將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本地網(wǎng)絡中的主機。本地網(wǎng)絡中的主機。自身發(fā)送通信的一個特殊地址。自身發(fā)送通信的一個特殊地

8、址。定向(直接)廣播地址55定向定向(直接直接) )廣播地址廣播地址 主機號全為主機號全為1的地址稱為直接廣播地址的地址稱為直接廣播地址，用于使路由器將一，用于使路由器將一個分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡上的所有主機。個分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡上的所有主機。此類廣播適此類廣播適用于向非本地網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送廣播報文。用于向非本地網(wǎng)絡中的所有主機發(fā)送廣播報文。注意：盡管路注意：盡管路由器在默認情況下并不轉(zhuǎn)發(fā)定向廣播，但可對其進行此配置。由器在默認情況下并不轉(zhuǎn)發(fā)定向廣播，但可對其進行此配置。組播組播 - 從一臺主機從一臺主機

9、向選定的一組主機向選定的一組主機發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程發(fā)送數(shù)據(jù)包的過程通信類型傳統(tǒng)IPv4編址IPv4劃分技術(shù)的發(fā)展歷程07位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號24位主機號位主機號1014位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號16位主機號位主機號11021位網(wǎng)絡號位網(wǎng)絡號8位主機號位主機號A類類1127B類類128191C類類192223D類類224239 A B C 類為常用類為常用IP地址地址D為組播地址為組播地址E為保留地址為保留地址類別類別網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號主機號主機號A824B1616C248u標準分類標準分類: A、B、C、D、E五類IP地址分為網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號+主機號的兩層結(jié)構(gòu)主機號的兩層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號(netID) 主機號主機號(h

10、ostID)6.2.5 傳統(tǒng)IPv4編址傳統(tǒng)IP編址nA類地址塊適應于大型網(wǎng)絡共有27-2126個A類地址塊。每個A類網(wǎng)有224-2（約1700萬）個主機地址。這樣的網(wǎng)絡很少。n地址范圍 54（注意，去除所有的全“0”，全“1”的主機號）。傳統(tǒng)IP編址nB類地址塊適應于中型網(wǎng)絡共有21416384個B類地址塊。每個B類網(wǎng)絡有216-265534個主機地址。這樣的網(wǎng)絡不少。n地址范圍54（注意，去除所有的全“0”，全“1”的主機號）。傳統(tǒng)IP編址nC類地址適應于小型網(wǎng)絡共有221（約209萬）個C類地址塊。每個C

11、類網(wǎng)絡有254個主機地址。這樣的網(wǎng)絡最多。n地址范圍54（注意，去除所有的全“0”，全“1”的主機號）。傳統(tǒng)IP編址nD類地址用于Multicast共有228（26843萬）個不同的Group地址。D類地址不再分類使用。n地址范圍55幾類特殊的IP地址編址規(guī)則n互連網(wǎng)的結(jié)構(gòu)若干子網(wǎng)經(jīng)路由互連起來的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)n子網(wǎng)的編址每個子網(wǎng)分配一個唯一的網(wǎng)絡號。該子網(wǎng)也可稱為一個IP網(wǎng)絡。n主機的編址：所有要進行IP通信的站點，都應分配唯一主機號n對路由器的編址：路由器也是該網(wǎng)絡的一個站點（需分配主機號）例練習n試畫出IP

12、地址為的網(wǎng)絡，它通過路由器連接到IP地址為的網(wǎng)絡。試選擇路由器的每一個接口的IP地址。在每一個網(wǎng)絡上還要畫出3個主機并標出它的IP地址。每個網(wǎng)絡是什么類？nIP地址為0的主機發(fā)送受限廣播分組給該網(wǎng)絡上的所有主機。在這個分組中使用什么源IP地址和目的IP地址 6.2.3 公有地址和私有地址n概念 全局IP地址(公有地址)和內(nèi)部專用IP地址(私有地址)是相對于Internet而言的。當前主機接入的兩種方法：n 主機直接接入Internet,如網(wǎng)站服務器；n 主機間接接入Internet.主機接入局域網(wǎng)，然后通過該局域網(wǎng)上設(shè)置的某臺服務器作為網(wǎng)

13、管或代理來接入。n區(qū)別n全局IP是接入Internet的IP地址，專用IP是局域網(wǎng)內(nèi)部的IP地址，只能用于某個機構(gòu)或公司內(nèi)部。n全局IP地址需要申請，而專用IP不需要1.全局IP在Internet上保證唯一，而專用IP只要求在某個局域網(wǎng)內(nèi)唯一。n預留的私有IP地址地址地址類型類型網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號網(wǎng)絡網(wǎng)絡數(shù)數(shù)IP地址范圍地址范圍A1055B172.16172.311655C192.168.0192.168.25525655公有地址和私有地址 NAT技術(shù)NAT即網(wǎng)絡地址

14、轉(zhuǎn)換,是實現(xiàn)從專用地址訪問Internet的方法，它在專用IP地址和全局地址間搭起了一座橋梁，從而快速彌補了IP短缺。6.2.3 公有地址和私有地址v工作流程工作流程6.2.3 公有地址和私有地址IPv4劃分技術(shù)的發(fā)展歷程n概念子網(wǎng)(Subnet):將一個大的網(wǎng)絡劃分為幾個較小的網(wǎng)絡，小網(wǎng)絡就稱為大網(wǎng)絡的子網(wǎng)。對于外部網(wǎng)絡來講仍然像一個網(wǎng)絡一樣。n子網(wǎng)劃分的作用 劃分子網(wǎng)是為了更有效地利用網(wǎng)絡資源，減少網(wǎng)絡廣播，避免網(wǎng)絡阻塞。子網(wǎng)劃分的實質(zhì)就是同一網(wǎng)段進行更細的分割。子網(wǎng)劃分子網(wǎng)子網(wǎng)nIP 地址: 子絡部分 (高位 bits)主機部分 (低位 bits) n什么是一個子網(wǎng) ? (從IP地址的觀

15、點來看)具有同樣的子網(wǎng)部分設(shè)備接口的IP地址沒有路由器的介入，物理上能夠相互到達7網(wǎng)絡包含 3個 IP子 網(wǎng)絡(因為IP地址以223開頭, 前面24bit是子網(wǎng)地址)LAN第 38頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)01014563所有到網(wǎng)絡 145

16、.13.0.0的分組均到達此路由器我的網(wǎng)絡地址是 R1R3R2網(wǎng)絡一個未劃分子網(wǎng)的 B 類網(wǎng)絡子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號(netID)主機號主機號(hostID)標準標準IP地址地址(兩層兩層)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號(netID)子網(wǎng)號子網(wǎng)號(subnetID)主機號主機號(hostID)子網(wǎng)子網(wǎng)IP地址地址(三層三層)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第 40頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡 0101456145.13.

17、21.23子網(wǎng) 子網(wǎng) 子網(wǎng) 所有到達網(wǎng)絡 的分組均到達此路由器網(wǎng)絡R1R3R2子網(wǎng)劃分n三級層次的IP地址是：網(wǎng)絡號. 子網(wǎng)號. 主機號；第一級網(wǎng)絡號定義了網(wǎng)點的位置；第二級子網(wǎng)號定義了物理子網(wǎng)；第三級主機號定義了主機和路由器到物理網(wǎng)絡的連接；n三級層次的IP地址，一個IP分組的路由選擇的過程為三步：第一步轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)點，第二步轉(zhuǎn)發(fā)給物理子網(wǎng)，第三步轉(zhuǎn)發(fā)給主機。n概念 用于在三級層次的IP地址中提取子網(wǎng)號。同時也可以用于標準的A類，B類，C類地址上區(qū)分

18、網(wǎng)絡號和主機號。n表示方法 與IP地址相同，子網(wǎng)掩碼的長度也是32位，左邊是網(wǎng)絡位，用二進制數(shù)字“1”表示；右邊是主機位，用二進制數(shù)字“0”表示。 子網(wǎng)掩碼：定義地址的網(wǎng)絡和主機部分子網(wǎng)掩碼：定義地址的網(wǎng)絡和主機部分1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0網(wǎng)絡號子網(wǎng)號主機號子子網(wǎng)網(wǎng)掩掩碼碼（2 25 55 5. .2 25 55 5. .2 25 55 5. .0 0）劃劃分分子子網(wǎng)網(wǎng)后后的的地地址址結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)網(wǎng)絡號主機號B B類類地地址址第 43頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)子網(wǎng)掩碼的概念 子網(wǎng)掩碼就確定了一個IP地址的

19、32位二進制數(shù)字中哪些是網(wǎng)絡號、哪些是主機號。可用點分十進制表示，也可用網(wǎng)絡前綴的形式來表示：即：即：“/”+網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號+子網(wǎng)號長度方式表示。子網(wǎng)號長度方式表示。A類：類： 或或 /8B類：類：或或/16C類：類：或或/24默認子網(wǎng)掩碼默認子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼定義網(wǎng)絡部分和主機部分 AND運算我們的網(wǎng)絡中有什么？nIP地址和子網(wǎng)掩碼之間的地址和子網(wǎng)掩碼之間的 AND 運算得到的結(jié)果就是網(wǎng)絡地址運算得到的結(jié)果就是網(wǎng)絡地址。n路由器使用 AND 運算來確定傳入數(shù)據(jù)包的合理路由。 n發(fā)送主機必須確定應該將數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到本地網(wǎng)絡中的主機

20、還是應將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)。 AND運算過程 nAND運算練習 計算網(wǎng)絡地址、主機地址和廣播地址計算主機127.16.20/25的網(wǎng)絡地址，所在網(wǎng)絡的廣播地址，及有效的IP地址范圍。 計算網(wǎng)絡地址、主機地址和廣播地址課程目錄n6.1 IPv4地址n6.2 不同用途的地址n6.3 分配地址n6.4 它在我的網(wǎng)絡中嗎？n6.5 計算地址n6.6 測試網(wǎng)絡層6.3.1 規(guī)劃網(wǎng)絡地址分配n是一個結(jié)構(gòu)化過程，應該妥善規(guī)劃和記錄這些網(wǎng)絡內(nèi)部地址的分配才能：防止地址重復提供和控制訪問監(jiān)控安全和性能在網(wǎng)絡中分配地址n正如我們已經(jīng)學過的，主機通過地址中的通用網(wǎng)絡部分與一個 IPv4 網(wǎng)絡相關(guān)聯(lián)。在一個網(wǎng)絡中，有不同類

21、型的主機。包括：用戶使用的終端設(shè)備服務器和外圍設(shè)備可以從 Internet 訪問的主機中間設(shè)備第 51頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)應該為這些不同設(shè)備類型中的每一種分配網(wǎng)絡地址范圍內(nèi) 的一個邏輯地址塊邏輯地址塊。6.3.1規(guī)劃網(wǎng)絡地址分配n在確定何時使用私有地址及使用的位置時，應該考慮的事項包括：準備連接到網(wǎng)絡的設(shè)備是否多于 ISP 為該網(wǎng)絡分配的公有地址數(shù)？是否需要從本地網(wǎng)絡外部訪問這些設(shè)備？如果分配了私有地址的設(shè)備需要訪問 Internet，網(wǎng)絡能否提供網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 服務？6.3.2 終端用戶設(shè)備的靜態(tài)地址和動態(tài)地址n用戶的終端設(shè)備地址靜態(tài)地址分配動態(tài)地址分配n動態(tài)主機配置協(xié)議動態(tài)主機配

22、置協(xié)議DHCP6.3.3 為其它設(shè)備分配地址n服務器和外圍設(shè)備的地址n可以從 Internet 訪問的主機的地址n中間設(shè)備的地址n路由器和防火墻6.3.4 誰負責分配不同的地址n地址管理機構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)編號指派機構(gòu) (IANA) (http:/) 是 IP 地址的主要負責機構(gòu)。IP 組播地址和 IPv6 地址由 IANA 直接分配。n主要的注冊管理機構(gòu)包括：6.3.5 ISP第 56頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù) 大部分公司或組織從 ISP(Internet 服務提供商) 獲取 IPv4 地址塊。ISP 通常將少量可用的 IPv4 地址作為服務的一部分提供給自己的客戶,從某種意義而言，ISP 將這些地址出借或

23、出租給組織使用。根據(jù) ISP 連接到 Internet 主干的等級，可以為 ISP 指定不同的層級6.3.6 IPv6概述nIPv6特性和優(yōu)點128 位分層編址，用以提高編址能力報頭格式簡化，用以改進數(shù)據(jù)包處理過程提高對擴展和選項的支持，用以增強可擴展性和延長生命周期并改進數(shù)據(jù)包處理過程流標簽功能，作為 QoS 機制身份驗證和隱私權(quán)功能，用于集成安全性6.3.6 IPv6概述第 58頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)6.3.6 IPv6概述第 59頁IPv6的表示方法的表示方法 IPv6的的128位地址用位地址用 16 位邊界劃分，每個位邊界劃分，每個16位段轉(zhuǎn)換成位段轉(zhuǎn)換成 4 位位十六進制十六進制數(shù)字，

24、用冒號數(shù)字，用冒號“：”分隔。稱為分隔。稱為冒號十六進制表示法。冒號十六進制表示法。6.3.6 IPv6概述某些地址類型中包含一系列的零。可進一步簡化某些地址類型中包含一系列的零?？蛇M一步簡化 IPv6 地址的表示：地址的表示：(1)前導零壓縮法前導零壓縮法如果一個位段中零出現(xiàn)在最前邊，則可以略去不寫出。一直略到不為如果一個位段中零出現(xiàn)在最前邊，則可以略去不寫出。一直略到不為零的數(shù)值結(jié)束。零的數(shù)值結(jié)束。如如 21DA:0000:02AA:000F:FE08:0000:0000:9C5A可以寫成可以寫成 21DA:0:2AA:F:FE08:0:0:9C5A(2)雙冒號表示法雙冒號表示法冒號十六進

25、制格式中被設(shè)置為冒號十六進制格式中被設(shè)置為0的的連續(xù)連續(xù)16位塊位塊可以被壓縮為可以被壓縮為“:”例如：本地地址例如：本地地址 FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 可以壓縮為可以壓縮為FE80:2AA:FF:FE9A:4CA2。IPv6表示法注意問題：表示法注意問題：在使用零壓縮法時，不能把一個位段內(nèi)部所有的有效在使用零壓縮法時，不能把一個位段內(nèi)部所有的有效0全壓縮掉全壓縮掉雙冒號雙冒號(:)在一個在一個IPv6地址中只能出現(xiàn)一次地址中只能出現(xiàn)一次在得到一個在得到一個IPv6地址時，常遇到如何確定雙冒號地址時，常遇到如何確定雙冒號:之間被壓縮之間被壓縮0的位的位數(shù)的問題。解

26、決方法：確定地址中的段數(shù)，然后用數(shù)的問題。解決方法：確定地址中的段數(shù)，然后用8-該段數(shù)，再乘該段數(shù)，再乘以以16.6.4 計算地址6.4.1 基本的子網(wǎng)劃分 n通過子網(wǎng)劃分可以從一個地址塊創(chuàng)建多個邏輯網(wǎng)絡。由于我們使用路由器將這些網(wǎng)絡連接在一起，因此路由器上的每個路由器上的每個接口都必須有唯一的網(wǎng)絡接口都必須有唯一的網(wǎng)絡 ID。該鏈路上的每個節(jié)點都位于同一個網(wǎng)絡中。n具體做法：使用一個或多個主機位作為網(wǎng)絡位創(chuàng)建子網(wǎng)具體做法：使用一個或多個主機位作為網(wǎng)絡位創(chuàng)建子網(wǎng). 即延長掩碼。即延長掩碼。例如，借用 1 個位可以定義 2 個子網(wǎng)。如果借用 2 個位，則有 4 個子網(wǎng)。但是，每借用一個位，每個子

27、網(wǎng)可用的主機地址就會減少。子網(wǎng)數(shù)量子網(wǎng)數(shù)量 = 2n (n = 借用的位數(shù)借用的位數(shù))主機數(shù)量主機數(shù)量 = 2n - 2 (n = 剩余的主機位數(shù)剩余的主機位數(shù))6.4.1 基本子網(wǎng)劃分n子網(wǎng)劃分示例（4子網(wǎng)）6.4.1 子網(wǎng)劃分n子網(wǎng)劃分示例 (8 子網(wǎng))6.4.1 基本的子網(wǎng)劃分 第 65頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)子網(wǎng)劃分方法（1）11111111,11111111,11111111,00000000 缺省掩碼2411111111,11111111,11111111,11100000 子網(wǎng)掩碼可以分為23=8個子網(wǎng)每個子網(wǎng)有25-2=30臺主機5位

28、某個網(wǎng)點某個網(wǎng)點IPIP其中一主機其中一主機IPIPQ:該網(wǎng)點采用定長子網(wǎng)掩碼，最多可以包含多少個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)實際可以分配的最大主機數(shù)為多少？子網(wǎng)劃分方法（2）每個子網(wǎng)的地址范圍是n011111111,11111111,11111111,11100000 Mask11010010,00111001,11110000,00000001 第1組第1可用IP地址11010010,00111001,11110000,00011110 第1組最后可用IP地址n32n5210.41.2

29、40.94n726n2958n6190n9322n2554例n有如下一個網(wǎng)絡，請你將合理的分配給各個網(wǎng)絡。NetA150臺主機R2NetB24臺主機R1R3R4NetC90臺主機NetD53臺主機解題思路n確定一共有多少個子網(wǎng)？8個解題思路n確定一共有多少個子網(wǎng)？8個Net AR2Net BR1R3R4Net CNet DNet ENet

30、 HNet FNet G解題思路n確定一共有多少個子網(wǎng)？8個n確定最大的子網(wǎng)有多少臺主機？151臺Net A 150臺R2Net B 24臺R1R3R4Net C 90臺Net D 53臺Net ENet HNet FNet GNet E，F(xiàn)，G，H各有多少臺主機？解題思路n選擇的掩碼要求滿足如下條件選擇的掩碼要求滿足如下條件2m8（m為掩碼中比B類IP地址默認掩碼中多的“1”的個數(shù)）2n-2151（n為掩碼中“0”的個數(shù)）m+n=16nm，n的取值范圍為：的取值范圍為：m=3,n=13（）m=4,n=12（）m=5,n=11（255.255

31、.248.0）m=6,n=10（）m=7,n=9（）m=8,n=8（）6.4.2 子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分將網(wǎng)絡劃分為適當大小的多個子網(wǎng) 有些網(wǎng)絡（如點對點 WAN 鏈路）最多只需要兩臺主機。而其它網(wǎng)絡（如大型建筑或部門內(nèi)的用戶 LAN）卻可能需要支持數(shù)百臺主機。網(wǎng)絡管理員需要設(shè)計網(wǎng)間編址方案，以滿足每個網(wǎng)絡的最大主機數(shù)量需求。每個部分的主機數(shù)量還應該支持主機數(shù)量的增長。劃分大小不一的子網(wǎng)的過程：劃分大小不一的子網(wǎng)的過程：第 73頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)確定總的地址數(shù)量確定網(wǎng)絡數(shù)量和每個網(wǎng)絡中的主機數(shù)量劃分地址塊以建立適應最大網(wǎng)

32、絡要求最大網(wǎng)絡要求的網(wǎng)絡進一步劃分地址塊，建立適應下一個最大網(wǎng)絡下一個最大網(wǎng)絡要求的網(wǎng)絡繼續(xù)這個過程，直到所有的子網(wǎng)都分配了地址6.4.2 子網(wǎng)劃分將網(wǎng)絡劃分為適當大小的多個子網(wǎng)n步驟步驟1：確定主機總數(shù)：確定主機總數(shù)包括終端用戶設(shè)備、服務器、中間設(shè)備和路由器接口。共共800臺主機臺主機6.4.2 子網(wǎng)劃分將網(wǎng)絡劃分為適當大小的多個子網(wǎng)主機分組因素：u按照同一個地理位置分組u將用于特定用途的主機分為一組u根據(jù)所有權(quán)分組n步驟步驟2：確定網(wǎng)絡的數(shù)量和大?。捍_定網(wǎng)絡的數(shù)量和大小根據(jù)主機的常規(guī)分組考慮網(wǎng)絡的數(shù)量和每個網(wǎng)絡所需的大小。6.4.2 子網(wǎng)劃分將網(wǎng)絡劃分為適當大小的多個子網(wǎng)n步驟步驟3：分配

33、地址：分配地址算出網(wǎng)絡的數(shù)量和每個網(wǎng)絡的主機數(shù)量6.4.2 子網(wǎng)劃分將網(wǎng)絡劃分為適當大小的多個子網(wǎng)n電子表格電子表格子網(wǎng)劃分的有利工具子網(wǎng)劃分的有利工具6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)n細分子網(wǎng)即使用可變長子網(wǎng)掩碼細分子網(wǎng)即使用可變長子網(wǎng)掩碼 (VLSM)，其目，其目的是最大限度提高編址效率的是最大限度提高編址效率。例如，圖 1 中的拓撲結(jié)構(gòu)共需要七個子網(wǎng)七個子網(wǎng)，即四個 LAN 和三個 WAN 各需一個子網(wǎng)。假設(shè)給定的地址為 /24，需要從最后一個二進制八位數(shù)中的主機位借用 3 個位個位才能滿足該子網(wǎng)需求。6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)nVLSM

34、 示例6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)nVLSM 示例使用 VLSM6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)nVLSM 示例使用 VLSMn補充例題例如：一個公司的銷售部有50名員工，需要60個IP地址；財務部有20名，需要30個IP地址；人事部有5名員工，需要5個IP地址；現(xiàn)在有/24網(wǎng)段，將IP地址合理分配，并且剩余的IP地址供其他部門使用。6.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)分析：分析：分析用戶需求分析用戶需求 設(shè)備的設(shè)備的IP地址數(shù)量取決于主機位有多少，設(shè)有地址數(shù)量取決于主機位有多少，設(shè)有Y位位做主機位，則可容納的設(shè)備數(shù)量為做主機位，則可容納的設(shè)備數(shù)量為2Y-2; 由于此網(wǎng)段有由于此網(wǎng)段

35、有8位主機位，我們便可以位主機位，我們便可以 求出此網(wǎng)段求出此網(wǎng)段可容納的設(shè)備數(shù)量：可容納的設(shè)備數(shù)量：28-2=254n選擇可變長度子網(wǎng)掩碼（VLSM） 需求的按從大到小排列為：60、30、5;第一個子網(wǎng)至少需要6位主機位：26-260,那么子網(wǎng)部分還剩2位，22=4，可劃分出4個子網(wǎng)：/264/2628/2692/266.4.3 劃分子網(wǎng)細分子網(wǎng)銷售部使用銷售部使用繼續(xù)劃分繼續(xù)劃分25-2=30,Y=5,子網(wǎng)位為子網(wǎng)位為1，可劃分，可劃分2個子網(wǎng)：個子網(wǎng)：4/27192.168.1.

36、96/27財務部使用財務部使用繼續(xù)劃分繼續(xù)劃分6.4.4 確定網(wǎng)絡地址6.4.5 計算主機數(shù)量6.4.6 確定主機的有效地址 6.5 測試網(wǎng)絡層6.5.1 Ping 測試本地協(xié)議棧 nPing用于測試主機之間 IP 連通性的實用程序。nPinging 本地回環(huán) ()收到 的響應表示主機上的 IP 配置正確。6.5.2 Ping 網(wǎng)關(guān)測試與本地LAN的連通性 6.5.3 Ping遠程主機測試與遠程LAN的連通性6.5.4 Traceroute (tracert) 測試路徑n它是利用生存時間 （Time to Live，TTL)6.6.5

37、ICMPv4 支持測試和消息的協(xié)議 n Internet 控制消息協(xié)議（Internet Control Messaging Protocol，ICMPv4）ICMP 是 TCP/IP 協(xié)議簇的消息協(xié)議ICMP 提供控制和錯誤消息它實際上是 TCP/IP 協(xié)議簇中獨立的第 3 層協(xié)議可能發(fā)送的 ICMP 消息包括：n主機確認主機確認n無法到達目的或服務器無法到達目的或服務器n超時超時n路由重定向路由重定向n源抑制源抑制第 94頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)如何根據(jù)主機的IP地址判斷是否屬于同一個子網(wǎng) n在劃分子網(wǎng)的情況下，判斷兩臺主機是不是在同一個子網(wǎng)中，看它們的網(wǎng)絡號與子網(wǎng)地址是不是相同。實例：n主機

38、1的IP地址為1n主機2的IP地址為10n子網(wǎng)掩碼為92n判斷它們是不是在同一個子網(wǎng)上。0100 01110110 11101100 0000都在4/26這個子網(wǎng)中第 95頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)n主機1的IP地址為8n主機2的IP地址為32n子網(wǎng)掩碼為92n判斷它們是不是在同一個子網(wǎng)上。練習n實例分析例1：某單位有4個部門，需建立4個子網(wǎng)，其中部門1有50臺主機，部門2有25臺主機，部門3和部門4分別有10臺主機，現(xiàn)有一個內(nèi)部C類地

39、址：.請為該單位進行IP地址劃分。解析：本題需要進行子網(wǎng)劃分，利用VLSM技術(shù)可以劃分具有不同主機數(shù)的子網(wǎng)，充分利用網(wǎng)絡資源。劃分的一般步驟如下：n判斷用戶需求n選擇可變長子網(wǎng)掩碼1.確定子網(wǎng)IP地址空間 練習n判斷用戶需求，計算最大網(wǎng)絡需求部門1：50臺主機255026 需要6位主機號 C類地址8位主機號留下6位，其余2位做子網(wǎng)號01和10兩個子網(wǎng)號得到4/26和28/26兩個子網(wǎng)。假設(shè)4/26分配給部門1n選擇可變長子網(wǎng)掩碼，即繼續(xù)分配子網(wǎng)號部門2：25臺主機242525 需要5位主機號 192.168

40、.1.128/26這個子網(wǎng)可劃分為28/27和60/27兩個子網(wǎng); 假設(shè)4/26分配給部門2部門3和部門4： 10臺主機231024 需要4位主機號 60/27這個子網(wǎng)可劃分為60/28和76/28兩個子網(wǎng);練習n確定子網(wǎng)IP地址空間部門部門IP地址地址網(wǎng)絡范圍網(wǎng)絡范圍最大主機數(shù)最大主機數(shù)14/2642726-2=62228/27 28192.168.1.

41、15925-2=30360/28 607524-2=14476/28 769124-2=14練習6.6 無類域間路由無類域間路由(CIDR)第 100頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù) 劃分子網(wǎng)在一定程度上緩解了因特網(wǎng)在發(fā)展中遇到的困難。然而在 1992 年因特網(wǎng)仍然面臨三個必須盡早解決的問題，這就是：nB 類地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完畢！n因特網(wǎng)主干網(wǎng)上的路由表中的項目數(shù)急劇增長（從幾千個增長到幾萬個）。n整個 IPv4 的

42、地址空間最終將全部耗盡。網(wǎng)絡前綴 第 101頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)n1987 年，RFC 1009 就指明了在一個劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡中可同時使用幾個不同的子網(wǎng)掩碼。使用變長子網(wǎng)掩碼 VLSM (Variable Length Subnet Mask)可進一步提高 IP 地址資源的利用率。n在 VLSM 的基礎(chǔ)上又進一步研究出無分類編址方法，它的正式名字是無分類域間路由選擇 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。 IP 編址問題的演進 第 102頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)nCIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 I

43、Pv4 的地址空間。nCIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號。nIP 地址從三級編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級編址。 CIDR 最主要的特點 第 103頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)n無分類的兩級編址的記法是： IP地址 := , nCIDR 還使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡前綴所占的比特數(shù)比特數(shù)（這個數(shù)值對應于三級編址中子網(wǎng)掩碼中比特 1 的個數(shù)）。nCIDR 將網(wǎng)絡前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“CIDR地址塊”。 無分類的兩級編址 第 104頁

44、計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)CIDR 地址塊 n/20 表示的地址塊共有 212 個地址（因為斜線后面的 20 是網(wǎng)絡前綴的比特數(shù)，所以主機號的比特數(shù)是 12）。n這個地址塊的起始地址是 。n在不需要指出地址塊的起始地址時，也可將這樣的地址塊簡稱為“/20 地址塊”。n/20 地址塊的最小地址：n/20 地址塊的最大地址：55n全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。第 105頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)/20 表示的地址（212 個地址）10000000

45、00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 11

46、11110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 11111111所有地址的 20 bit前綴都是一樣的最小地址最大地址第 106頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)n一個 CIDR 地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個項目可以表示很多個（例如上千個）原來傳統(tǒng)分類地址的路由。n路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng)(supernetting)。nCIDR 雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞（但不叫子網(wǎng)掩碼）。n對于 /20 地址塊，它的掩碼是 20 個連續(xù)的 1。 斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中1

47、的個數(shù)。 路由聚合(route aggregation) 第 107頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)CIDR 記法的其他形式 n/10 可簡寫為 10/10，也就是將點分十進制中低位連續(xù)的 0 省略。n/10 隱含地指出 IP 地址 的掩碼是 。此掩碼可表示為 11111111 11000000 00000000 0000000025519200掩碼中有 10 個連續(xù)的 0第 108頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)CIDR 記法的其他形式 n網(wǎng)絡前綴的后面加一個星號 * 的表示方法 如 00001010 00*，在星號 * 之前是網(wǎng)絡前綴，而星號

48、 * 表示 IP 地址中的主機號。第 109頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)構(gòu)成超網(wǎng) n前綴長度不超過 23 bit 的 CIDR 地址塊都包含了多個 C 類地址。n這些 C 類地址合起來就構(gòu)成了超網(wǎng)。nCIDR 地址塊中的地址數(shù)一定是 2 的整數(shù)次冪。n網(wǎng)絡前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。而在三級結(jié)構(gòu)的IP地址中，劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡前綴變長。 第 110頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)例（1）X.Y.32.1SupernetworkX.Y.32.0X.Y.32.2X.Y.32.254X.Y.33.1X.Y.33.253X.Y.33.254X.Y.35.254X.Y.35.253X.Y.35.1X.Y.34.1

49、X.Y.34.2X.Y.34.254Internet1st C address2nd C address4th C address3rd C address第 111頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)例（2）xxxxxxxx yyyyyyyy 00100000 00000000NetidHostidX.Y.32.0 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100001 00000000X.Y.33.0 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100010 00000000X.Y.34.0 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100011 00000000X.Y.35.011111111 11111111

50、 11111100 00000000mask第 112頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)例（3）/24R1/24R1/24R1/24R1/22R1Mask: 11111111,11111111,11111111,00000000Mask: 11111111,11111111,11111100,00000000Network1Network2Network3Network4Mask: 11111111,11111111,11111111,00000000210.41

51、.240.0R1第 113頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)CIDR 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)/22/18ISP大學 X一系二系三系四系28/2692/26/2528/25/2528/25/264/2628/2692/26/24/25/2620

52、4/2628/25/23 單位 地址塊 二進制表示 地址數(shù) ISP /18 11001110.00000000.01* 16384 大學 /22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 /23 11001110.00000000.0100010* 512 二系 /24 11001110.00000000.01000110.* 256 三系 /25 11001110.00000000.01000111.0* 128 四系 28/25 11001110.00000000.01000111.1* 128第 114頁計算機網(wǎng)絡實用技術(shù)CIDR 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)/2