第3周第2次IP網絡掩碼與地址空間

1、上次課我們重點講了什么？計算機網絡通信學院集線器集線器計算機學院管理學院集線器數(shù)學學院集線器計算機網絡通信學院集線器管理學院集線器集線器計算機學院數(shù)學學院集線器距離太長距離太長以太網絡以太網絡以太網絡以太網絡PPP網絡網絡上次課我們重點講了什么？隔離廣播隔離廣播計算機網絡通信學院集線器管理學院集線器集線器計算機學院數(shù)學學院集線器距離太長距離太長以太網絡以太網絡以太網絡以太網絡PPP網絡網絡怎么分配IP地址？1、有幾個網絡？2、需要多少個網絡號碼？3、網絡內主機如何分配地址？222.177.12.x222.177.13.x222.177.14.x222.177.13.x222.177.19.x2

2、22.177.12.20222.177.12.1222.177.14.1222.177.14.2222.177.19.1222.177.19.0222.177.19.3222.177.15.x222.177.15.3222.177.19.1222.177.19.2計算機網絡通信學院集線器管理學院集線器集線器計算機學院數(shù)學學院集線器距離太長距離太長以太網絡以太網絡以太網絡以太網絡PPP網絡網絡采用PPP這個網絡有什么問題？1、PPP分配的地址空間有多少？2、只用了幾個？3、浪費了多少個？222.177.12.x222.177.13.x222.177.14.x222.177.15.x222.177

3、.19.x222.177.12.20222.177.12.1222.177.14.1222.177.14.2222.177.19.1222.177.19.2222.177.19.0 222.177.19.2552個：個：1和和2，另外，另外0、255不能用不能用256-2-2 = 252個個252/254 = 99.2% 都浪費了都浪費了By 楊雄0H11R2H201H4R1H3如采用如采用B B類地址類地址需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配65536個IP分配65536個IP分配65536個IP有幾個網絡？網絡1：128.30.0.0浪費 65536-80 = 654

4、56網絡2：128.31.0.0浪費 65536-50 = 65486網絡3：128.32.0.0浪費 65536-50 = 65486網絡號兩個字節(jié)3個，需要3個網絡號。浪費了浪費了 19萬萬6千千4百多個百多個By 楊雄0H11R2H201H4R1H3需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配65536個IP分配65536個IP分配65536個IP網絡1：128.30.0.0浪費 65536-80 = 65456網絡2：128.31.0.0浪費 65536-50 = 65486網絡3：128.32.0.0浪費 65536-50 = 65486問題出在哪里？主機號部分太長了，

5、主機號部分太長了，主機空間太大主機空間太大主機主機IP地址太多，根本用不了地址太多，根本用不了0H11R2H201H4R1H3能不能縮小主機號碼？來減少浪費？需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配256個IP分配265個IP分配265個IP網絡1：128.30.0.0浪費 256-80 = 176網絡2：128.30.1.0浪費 256-50 = 206網絡3：128.30.2.0浪費 256-50 = 206網絡號不變，從主網絡號不變，從主機號中取出部分加機號中取出部分加入到網絡號中入到網絡號中主機號就一個字節(jié)？！把網絡號加長！怎么把網絡號加長？引入掩碼概念浪費了浪費了

6、588個，怎么能和個，怎么能和19萬比？萬比？子網IP地址第 4 章 網絡互連分類分類IPIP地址的時代的結束地址的時代的結束劃分子網從兩級 IP 地址到三級 IP 地址 n在 早期，IP 地址的設計確實不夠合理。IP地址 := , , 怎么把子網號找出來？掩碼：掩碼：32位二進制數(shù)，有1的位置是網絡號和子網號IP地址 := , By 楊雄IP 地址的各字段和子網掩碼 網絡號 net-id主機號 host-id兩級 IP 地址網絡號net-idhost-id三級 IP 地址主機號subnet-id子網號子網掩碼因特網部分本地部分因特網部分本地部分劃分子網時的網絡地址1 1 1 1 1 1 1

7、1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 為全 0B類地址：128.30.0.0，網絡號是128.30，從主機號 0.0 中找 0 作為子網號By 楊雄(IP 地址) AND (子網掩碼) =網絡地址網絡號 net-id主機號 host-id兩級 IP 地址網絡號三級 IP 地址主機號net-idhost-idsubnet-id子網號子網掩碼因特網部分本地部分因特網部分本地部分劃分子網時的網絡地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

8、 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 為全 0ANDBy 楊雄net-idnet-idhost-id 為全 0net-id網絡地址A類地址默認子網掩碼255.0.0.0網絡地址B類地址默認子網掩碼255.255.0.0網絡地址C類地址默認子網掩碼255.255.255.01 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9、0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0host-id 為全 0host-id 為全 0A 類、B 類和 C 類 IP 地址的默認子網掩碼 By 楊雄0H11R2H201H4R1H3擴展后的網絡號也還可以成為網絡號 或 稱為子網號需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配256個IP分配265個IP分配265個IP有幾個網絡？網絡改稱為子網子網了 或 IP子網子網1：128.30.0.0掩碼：255.255.255.0子網2：128.30.1.0掩碼：255.255.255.0網絡號：128.30.1子網3：128.30.2.0掩碼：2

10、55.255.255.0網絡號：128.30.2網絡號：128.30.0子網IP地址還有什么問題？50個主機實際分配64個夠了50個主機實際分配64個夠了By 楊雄0H11R2H201H4R1H3需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配256個IP分配64個IP分配64個IP子網1：128.30.0.0掩碼：255.255.255.0網絡號：128.30.064占幾位二進制？64占6位二進制，即主機需要6位子網號需要多少位？166 = 10位子網掩碼多少位？10位網掩碼是什么？11111111. .11111111. .11111111. .11000000255. .255

11、. .255. .192子網2：128.30.1.0掩碼：255.255.255.192網絡號：128.30.1.0子網3：128.30.1.64掩碼：255.255.255.192網絡號：128.30.1.64By 楊雄0H11R2H201H4R1H3需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機分配256個IP分配64個IP分配64個IP子網1：128.30.0.0掩碼：255.255.255.0子網2：128.30.1.0掩碼：255.255.255.192子網3：128.30.1.64掩碼：255.255.255.192128.30.0.0子網1128.30.0.256子網21

12、28.30.1.0128.30.1.63子網3128.30.1.64128.30.1.127不是固定長度掩碼VLSM，可變長子網掩碼還有什么問題？0H11R2H20R1需要5050個主機需要5050個主機分配64個IP分配64個IP子網1：128.30.1.0掩碼：255.255.255.192子網2：128.30.1.64掩碼：255.255.255.192子網IP地址還有什么問題？互聯(lián)網RyRy記錄了到達子網1和子網2的路徑這個記錄表稱為路由表目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.25

13、5.192R2從路由表或者從圖看出，到子網1和子網2都走R2有相同的下一跳0H11R2H20R1互聯(lián)網Ry目的地：128.30.1.1尋找合適的路由算法：128.30.1.1 and 255.255.255.192 = 128.30.1.0128.30.1.1128.30.1.65路由表的第一項滿足路由表的第一項滿足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的地：128.30.1.65尋找合適的路由算法：128.30.1.65 and 255.255.255.192 != 128.30.1.0路由表的第一項不滿足路由表的第一項不滿足尋找合適的路由算法：128.30.1.65 and 255.255

14、.255.192 = 128.30.1.64路由表的第二項滿足路由表的第二項滿足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R20H11R2H20R1互聯(lián)網Ry目的地：128.30.1.1尋找合適的路由算法：128.30.1.1 and 255.255.255.128 = 128.30.1.0路由表的第一項滿足路由表的第一項滿足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的地：128.30.1.65尋找合適的路由算法：128.30.1.65 and 2

15、55.255.255.128 = 128.30.1.0目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2路由表的第一項滿足路由表的第一項滿足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2這兩個表等價！這兩個表等價！目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2128.30.1.1128.30.1.65目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目

16、的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子網1128.30.1.0128.30.1.63子網2128.30.1.64128.30.1.127子網x128.30.1.0128.30.1.127合并合并By 楊雄128.30.0.0子網x128.30.0.256子網y128.30.1.0128.30.1.63子網z128.30.1.64128.30.1.127思考：這個三個子網能合并嗎？目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的網絡目的網絡

17、目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子網1128.30.1.0128.30.1.63子網2128.30.1.64128.30.1.127子網x128.30.1.0128.30.1.127合并合并目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子網1子網2合并合并00 0

18、0000011 00000001 00000011 0000000X 00000010 0000000H11R2H20R1互聯(lián)網Ry目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的網絡目的網絡目的網絡掩碼目的網絡掩碼下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2128.30.1.1128.30.1.65子網1：128.30.1.0掩碼：255.255.255.192子網1：128.30.1.64掩碼：255.255.255.192為什么要壓縮路由表項目？可以

19、壓縮表項目可以壓縮表項目稱為稱為 地址匯聚地址匯聚 或或 路由聚合路由聚合美國的互聯(lián)網RX中國的互聯(lián)網Ry128.0.0.0128.1.0.0128.2.0.0-128.255.0.0美國的互聯(lián)網絡接到中國的Ry就是說不管發(fā)往中國的地址是什么都走Ry10.255.1.1Rx的路由表的部分內容是的路由表的部分內容是目的網絡地址目的網絡地址 目的網網絡掩碼目的網網絡掩碼 下一個接口下一個接口128.0.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.1.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.2.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1-128.255.

20、0.0 255.255.0.0 10.255.1.1分組到Rx，查表只要目的地址是128.x.y.y分組必然走10.255.1.1有什么問題？路由器的路由表太大，引發(fā)搜索慢，轉發(fā)延時大！比如128.0.X.X 128.255.X.X256個B類地址全部在中國用美國的互聯(lián)網RX中國的互聯(lián)網Ry128.0.0.0128.1.0.0128.2.0.0-128.255.0.0美國的互聯(lián)網絡接到中國的Ry10.255.1.1Rx的路由表的部分內容是的路由表的部分內容是目的網絡地址目的網絡地址 目的網網絡掩碼目的網網絡掩碼 下一個地址下一個地址128.0.0.0 255.255.0.0 10.255.1.

21、1128.1.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.2.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1-128.255.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1報文到Rx，查表只要目的地址是128.x.y.y報文必然走10.255.1.1Rx的路由表的可以是的路由表的可以是目的網絡地址目的網絡地址 目的網網絡掩碼目的網網絡掩碼 下一個地址下一個地址128.0.0.0 255.0.0.0 10.255.1.1注意掩碼縮小了注意掩碼縮小了在Rx看不見256個網絡，它只看到一個，這個128.0.0.0 255.0.0.0網絡網絡叫超級網絡，簡稱超網Rx的看見一

22、個超網VLSM + 地址匯聚 = 超網VLSM + 地址匯聚 CIDR無分類IP地址CIDR第 4 章 網絡互連By 楊雄構造超網1. 從三級 IP 地址到無分類（CIDR）n消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網的概念n網絡前綴是從1位到32位無級變化n變長子網掩碼 VLSMIP地址 := , 楊雄編寫整理1、因特網主干網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）；2、整個 IPv4 的地址空間最終將全部耗盡。為什么要將3級變成無級？第 4 章 網絡互連By 楊雄CIDR 地址塊-斜線記法n128.14.32.0/20 表示的地址塊共有 212 個地址（因為斜線后面

23、的 20 是網絡前綴的比特數(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 128.14.32.0。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”。n128.14.32.0/20 地址塊的最小地址：128.14.32.0n128.14.32.0/20 地址塊的最大地址：128.14.47.255n全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。128.14.32.0/20 表示的地址（212 個地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00

24、001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 1111

25、1111所有地址的 20 bit前綴都是一樣的最小地址最大地址128.14.32.0128.14.47.255By 楊雄IP地址的演化IP地址 := , , 32位的IP地址 := 分類地址有什么問題？地址浪費子網掩碼地址有什么問題？ 路由表表項太多！IP地址 := , 從主機部分分出子網來把網絡號和子網號合并By 楊雄0H11R2H201H4R1H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX需要8080個主機需要5050個主機需要5050個主機128 80+50+50 = 180 25664 80 = 128：分128個分配128個IP分配64個I

26、P分配64個IP32 50 = 64： 分64個32 50 = 64： 分64個128+64+64 = 256，實際需要256，并分配完By 楊雄0H11R2H201H4R1H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP前綴是多少位？前綴是多少位？2525位：位：128.30.33.0/25128.30.33.0/25掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128前綴是多少位？前綴是多少位？2626位：位：128.30.33.128/26128.30.33.128/26掩碼：掩碼：

27、255.255.255.192255.255.255.192前綴是多少位？前綴是多少位？2626位：位：128.30.33.192/26128.30.33.192/26掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192By 楊雄0H11R2H201H4R1？H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192掩碼：掩碼：255.255.255.192

28、255.255.255.192子網號碼是多少？子網號碼是多少？子網：子網：128.30.33.0128.30.33.0子網：子網：128.30.33.128128.30.33.128子網：子網：128.30.33.192128.30.33.192By 楊雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192掩碼

29、：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192子網：子網：128.30.33.0128.30.33.0子網：子網：128.30.33.128128.30.33.128子網：子網：128.30.33.192128.30.33.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193192 = 11000000256 = 11111111不能分配By 楊雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP

30、掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192子網：子網：128.30.33.0128.30.33.0子網：子網：128.30.33.128128.30.33.128子網：子網：128.30.33.192128.30.33.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33

31、.1By 楊雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3這個網絡得到的IP地址是128.30.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192子網：子網：128.30.33.0128.30.33.0子網：子網：128.30.33.128128.30.33.128子網：子網：128.30.33.192128.30.3

32、3.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33.1R RX X的路由表是什么？的路由表是什么？目的子網目的子網 下一跳下一跳128.30.33.0/25 66.123.12.190128.30.33.128/26 66.123.12.190128.30.33.192/26 66.123.12.19066.123.12.190By 楊雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3這個網絡得到的IP地址是128.3

33、0.33.0/24256個IP地址互聯(lián)網的骨干網RX分配128個IP分配64個IP分配64個IP掩碼：掩碼：255.255.255.128255.255.255.128掩碼：掩碼：255.255.255.192255.255.255.192子網：子網：128.30.33.0128.30.33.0子網：子網：128.30.33.128128.30.33.128128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33.1R RX X的路由表是什么？的路由表

34、是什么？目的子網目的子網 下一跳下一跳128.30.33.0/25 66.123.12.190128.30.33.128/26 66.123.12.190128.30.33.192/26 66.123.12.19066.123.12.190目的子網目的子網 下一跳下一跳128.30.33.0/24 66.123.12.190合并合并By 楊雄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路由聚合也稱為構成超網(supernetting)。路由聚合(route aggregation) By 楊雄0H11R2H201H4R1H3互聯(lián)網的骨干網RX66.123.12.190目的子網目的子網 下一