IP地址分配練習

1、網絡互聯(lián)與管理技術神州數(shù)碼網絡大學神州數(shù)碼網絡大學主講：主講： 劉劉 斌斌IP地址及地址分配練習地址及地址分配練習版本（4）首部長度（4）優(yōu)先級與服務類型（8）總長度（16）標識符（16）標志（3）段偏移量（13）TTL（8）協(xié)議號（8）首部校驗和（16）源地址（32）目標地址（32）可選項數(shù)據IP包頭的格式20字字節(jié)節(jié)IP地址的作用192.168.1.0192.168.2.0192.168.3.0 用來標識一個節(jié)點的網絡地址IP地址的格式圖2-2 IP地址的格式3232比特的比特的IPIP地址被劃分為兩個部分：地址被劃分為兩個部分：網絡號（網絡號（Network IDNetwork ID，N

2、IDNID）主機號（主機號（Host IDHost ID，HIDHID）IP地址的種類 IPv4定義了5類IP地址，即： A、B、C、D、E類地址。1A類 A類地址 可以用于分配的A類IP地址范圍： 1.x.y.z126.x.y.z，其中x、y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。2B類 B類地址 可以用于分配的B類IP地址范圍： 128.0.y.z191.255.y.z，其中y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。3C類 C類地址 可以用于分配的C類IP地址范圍： 192.0.0.z223.255.255.z，其中z的各個二進制位不能全為0或全為1。4D類D類地址 D類地址主要用于多播（mu

3、lti-casting）5E類E類地址 E類地址被保留作為實驗用6其他 第1個位域的取值范圍在248254之間的IP地址保留不用。 7IP地址的分配注意事項 網絡號不能為127 主機號不能全為0或255 0.0.0.0子網掩碼1子網（subnetwork）2子網掩碼（subnetwork mask） IPv4規(guī)定了A類、B類、C類的標準子網掩碼： A類：255.0.0.0 B類：255.255.0.0 C類：255.255.255.0 子網掩碼的應用-1子網掩碼的應用-2Classful IP 編址的缺陷 分類IP編址 固定的3種IP網絡規(guī)模 C類：少于255臺主機的網絡 B類：介于25565

4、535臺主機的網絡 A類：超過65535臺主機的網絡 地址浪費大 只有兩、三臺主機的網絡，也至少要用256個IP地址 A、B類浪費更嚴重，少有達上萬臺主機的大型IP網絡 解決方法 劃分子網Subnetting 構成超網 Supernetting5.1 子網與子網掩碼 劃分子網 將一個IP類網劃分成幾個較小的子網（subnet） 多個物理網共享同一個IP類網前綴 方法 兩級層次結構 三級層次結構Net idNet idHost idHost idVLSM（變長子網掩碼）RFC 1878中定義了可變長子網掩碼（中定義了可變長子網掩碼（Variable Length Subnet Mask，VLSM

5、）。）。1對C類網絡進行非標準子網劃分 借用2比特的主機號來充當子網絡號 01子網計算過程 C類IP地址子網劃分 B類IP地址子網劃分借用位數(shù) 子網掩碼 子網數(shù) 每子網主機數(shù) 2 255.255.192.0 2 16382 3 255.255.224.0 6 8190 4 255.255.240.0 14 4094 5 255.255.248.0 30 2046 6 255.255.252.0 62 1022 7 255.255.254.0 126 510 8 255.255.255.0 254 254 對A類網絡進行非標準子網劃分借用位數(shù) 子網掩碼 子網數(shù) 每子網主機數(shù) 2 255.192.

6、0.0 2 4194302 3 255.224.0.0 6 2097150 4 255.240.0.0 14 1048574 5 255.248.0.0 30 524286 6 255.252.0.0 62 262142 7 255.254.0.0 126 131070 8 255.255.0.0 254 65534 專用地址空間 RFC 1918中定義了在企業(yè)網絡內部使用的專用（私有）地址空間，如下： A類：10.0.0.0-10.255.255.255 B類：172.16.0.0-172.31.255.255 C類：192.168.0.0-192.168.255.255 LinkLocal

7、網絡地址空間：169.254.0.0169.254.255.255也屬于專用內部地址。圖2-18 VLSM應用Subnet 在 VLSM 的基礎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) CIDR 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，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 CIDR使用各種長度的“網絡前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網絡號和子網號。 IP 地址從三級編址（使用子網掩碼）又回到了兩級編址。 CIDR(Classless Int

8、er-Domain Routing) 無分類的兩級編址的記法是： IP地址 := , CIDR 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“/”，然后寫上網絡前綴所占的比特數(shù)（這個數(shù)值對應于三級編址中子網掩碼中比特 1 的個數(shù)）。 CIDR 將網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 CIDR 地址塊 128.14.32.0/20 表示的地址塊共有 212 個地址（因為斜線后面的 20 是網絡前綴的比特數(shù)，所以主機號的比特數(shù)是 12）。 這個地址塊的起始地址是 128.14.32.0。 128.14

9、.32.0/20 地址塊的最小地址：128.14.32.0 1 2 8 . 1 4 . 3 2 . 0 / 2 0 地 址 塊 的 最 大 地 址 ：128.14.47.255 全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。路由聚合202.4.4.0/23IR2IR1目的網絡/掩碼下一跳發(fā)送接口/24/24IR2IR2IR1IR1例子:：子網劃分實例 每個物理網絡所需的IP地址數(shù)量 Net 1 = Net 2 = 3 + 3 + 2 = 8 Net 3 = 50 + 1 + 2 = 53 Net 4 = 40 + 1 + 2 = 43 Net 5 = 60 + 1 + 2 = 63子網劃分實例 定

10、長劃分 Mask = 每個IP子網的實際IP數(shù)量：64 IP地址總空間： 5 * 64 = 320子網劃分實例 變長劃分 Net 1 Mask = Net 2 Mask = Net 3 Mask = Net 4 Mask = Net 5 Mask = IP地址總空間：32 + 8 + 64 + 64 + 64 = 232IP地址練習題地址練習題1：以下說法正確的是（：以下說法正確的是（ ）。）。A. C類地址就是局域網用的類地址就是局域網用的IP地址地址 B. A類地址的網絡類地址的網絡ID為為128個個C. 網絡網絡ID不能以數(shù)字不能以數(shù)字0或或127開頭開頭D. 不能使用全不能使用全0或全

11、或全1主機主機ID2.以下屬于專用地址是（以下屬于專用地址是（ ）。）。A.10.0.0.1 B. 172.31.254.1 C. 192.168.0.16 D. 172.33.25.220 E. 196.168.0.1 CDABCIP地址練習題地址練習題3.每個子網不能有多于每個子網不能有多于58臺計算機，最合適的子網掩碼為（臺計算機，最合適的子網掩碼為（ ）。）。A. 255.255.255.192 B. 255.255.255.248C. 255.255.255.224 D. 255.255.255.240A4. 213.115.77.0使用使用/28的子網掩碼，劃分出多少個可用網的子網

12、掩碼，劃分出多少個可用網絡，每個網絡可有多少個主機地址絡，每個網絡可有多少個主機地址( )A2個網絡個網絡62臺主機臺主機B6個網絡個網絡30臺主機臺主機C16個網絡個網絡16臺主機臺主機D62個網絡個網絡2臺主機臺主機E14個網絡個網絡14臺主機臺主機F沒有正確答案沒有正確答案E5.當使用當使用/27的子網掩碼是，下列哪個是可用的主機地址的子網掩碼是，下列哪個是可用的主機地址( )A15.234.118.63B83.121.178.93C134.178.18.56D192.168.19.37E201.45.116.159F217.63.12.192IP地址練習題地址練習題 BCD6.CIDR

13、地址地址215.64.4.0/22里的可用里的可用ip地址有地址有( )A215.64.8.32B215.64.7.64C215.64.6.255D215.64.3.255E215.64.5.128F215.64.12.128B C E6.現(xiàn)要對現(xiàn)要對C類類192.168.10.0網絡劃分網絡劃分13個子網，個子網，求各子網的子網掩碼、網絡地址、廣播地址、以求各子網的子網掩碼、網絡地址、廣播地址、以及可容納的最多主機數(shù)。及可容納的最多主機數(shù)。 7.現(xiàn)想對現(xiàn)想對192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24進行子網聚合，進行

14、子網聚合，求新網絡的子網掩碼。求新網絡的子網掩碼。 IP地址練習題地址練習題/22/28 即即 255.55.255.240 IPV6地址地址IPv4地址匱乏地址空間有限大量A、B類地址被浪費新技術新設備需要地址地址匱乏地址匱乏為什么要引用IPv6IPv4地址匱乏NAT技術CIDR技術IPv4地址耗盡地址耗盡速度大大減緩速度大大減緩破壞了破壞了IP的端的端到端模型到端模型 IPv4取得了極大的成功 IPv4地址資源的緊張限制了Internet的進一步發(fā)展 NAT(網絡地址轉換)、CIDR(無類域間路由)、VLSM(可變長了網掩碼)等技術的使用僅僅暫時緩解IPv4地址緊張，但不是根本解決辦法。

15、新技術的出現(xiàn)對IP協(xié)議提出了更多的需求與與IPv4IPv4相比，相比，IPv6IPv6具有以下特點：具有以下特點： 近乎無限的地址空間 更簡潔的報文頭部 內置的安全性 更好的QoS支持 更好的移動性 編址層次等級IPv6的特點巨大的地址空間 IPv4地址長度：32位地址空間：2的32次方 約42億(世界上平均3個人有2個IP地址) IPv6地址長度：128位地址空間：2的128次方 約3.41038個(地球上每一粒沙子都有一個IP地址)巨大的地址空間 地址空間的優(yōu)勢 給每個設備都分配一個全球唯一的IP地址IPv6地址技術IPv6地址表示地址表示IPv6地址分類地址分類IPv6地址配置地址配置I

16、Pv6地址表示 IPv4地址表示二進制：10101100 00010000 00000001 00000001十進制：172.16.1.1 IPv6地址表示十六進制2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ffIPv6地址表示 IPv6地址的壓縮表示2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff :壓縮2001:0410:0000:0001:45ff 錯誤壓縮 2001:0410:0001:45ff 錯誤！IPv6地址表示 IPv6地址的壓縮表示2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff 注意：

17、壓縮和壓縮前導0可以同時使用2001:410:0:1:45ff 同一個地址可以使用不同的表示法： 2001：0da8：0207：0000：0000：0000：0000：8207 2001：da8：207：0：0：0：0：8207 2001：da8：207：8207IPv6地址表示 IPv6地址 = 前綴 + 接口標識前綴：相當于IPv4地址中的網絡ID接口標識：相當于IPv4地址中的主機ID前綴長度用“/xx”來表示 2001：da8：207：8207/64如果只想表達地址中前綴部分，可以將主機位置為0 2001：da8：207：/64IPv6地址表示IPv6地址技術IPv6地址表示地址表示I

18、Pv6地址分類地址分類IPv6地址配置地址配置IPv4地址分類 A類，B類，C類，D類，E類 單播地址：A、B、C類地址多播地址：D類保留地址：E類廣播地址：255.255.255.255等IPv6地址分類 單播地址（Unicast Address） 組播地址（Multicast Address） 任播地址（Anycast Address） 特殊地址地址類型二進制前綴IPv6標識未指定00.0 (128 bits):/128環(huán)回地址00.1 (128 bits):1/128組播11111111FF00:/8鏈路本地地址1111111010FE80:/10站點本地地址1111111011FEC0

19、:/10全局單播（其他） 單播地址（Unicast Address）標識一個接口，目的地址為單播地址的報文會被送到被標識的接口 組播地址（Multicast Address）標識多個接口，目的地址為組播地址的報文會被送到被標識的所有接口 任播地址（Anycast Address）標識多個接口，目的為任播地址的報文會被送到最近的一個被標識接口，最近節(jié)點是由路由協(xié)議來定義的 IPv6沒有定義廣播地址IPv6地址分類IPv6地址分類 單播地址 組播地址 任播地址IPv6單播地址 (1)可聚合全球單播地址 (2)鏈路本地地址 (3)站點本地地址 (4)其它地址 使用類似CIDR的分級體系，有利于路由聚

20、合(1)可聚合全球單播地址(1)可聚合全球單播地址 可聚合全球單播地址IPv6的公網地址，類似于IPv4網絡的公網單播地址 注意：可聚合全球單播地址的前綴前3位固定是001 有效地址范圍前綴（20003FFF）首批使用的可聚合全球單播地址首批使用的可聚合全球單播地址IPv4IPv4網絡中建立網絡中建立6to46to4隧道的地址隧道的地址(1)可聚合全球單播地址(2)鏈路本地地址 前綴固定FE80:/64,接口ID在后64位 只能在連接到同一本地鏈路的節(jié)點之間使用,一般用于鄰接發(fā)現(xiàn)協(xié)議（NDP）中，用于標識所在鏈路（3）站點本地地址 應用范圍局限在一個站點內使用，類似于IPv4中的私有地址(4)

21、其它地址 IPv4兼容地址, :w.x.y.z IPv4映射地址, :FFFF:W.X.Y.Z例如：IPV4 211.90.1.1 IPV6 :FFFF:211.90.1.1 0:0:0:0:0:FFFF:211.90.1.1 0:0:0:0:0:FFFF:D35A:0101IPv6地址分類 單播地址 組播地址 任播地址IPv6組播地址 在IPv6中，組播地址有特定的前綴，但是和IPv4中的D類地址前綴不同。 IPV6中沒有廣播，取而代之的是組播，必要時可以使用組播來模擬廣播。IPv6組播地址 最高8位：全1IPv6組播地址 特殊的組播地址FF01:1(節(jié)點本地范圍所有節(jié)點組播地址)FF02:

22、1(鏈路本地范圍所有節(jié)點組播地址) FF01:2(節(jié)點本地范圍所有路由器組播地址)FF02:2(鏈路本地范圍所有路由器組播地址)FF05:2(站點本地范圍所有路由器組播地址) FF02:1:FFXX:XXXX(Solicited-Node組播地址)前綴FF02:0:0:0:0:1:FF這104位是固定的，后面的XX:XXXX這24位是接口ID的后24位，即48位網卡MAC 地址的后24位。IPv6地址分類 單播地址 組播地址 任播地址 任播地址僅被用作目的地址，且僅被分配給路由器 用于標識一組網絡接口 路由器會將目標地址是任播地址的數(shù)據包發(fā)送給最近的一個網絡接口 從單播地址空間中進行分配，使用

23、單播地址的任何格式 適合于One-to-One-of-Many的通訊場合Whos Gateway?Im nearest one.IPv6任播地址IPv4和IPv6報頭結構IPv4報頭結構說明IPv4報頭結構說明nVersion4Version4位用來指明位用來指明IPIP的版本號其值是的版本號其值是6 6。nTraffic ClassTraffic Class指明了指明了IPv6IPv6包的類型或者優(yōu)先級。這包的類型或者優(yōu)先級。這個字段的長度是個字段的長度是8 8位。流量類型字段提供了與位。流量類型字段提供了與IPv4IPv4服務類型服務類型字段中相似的功能。在字段中相似的功能。在RFC 24

24、60RFC 2460中，對流量類型字段中的中，對流量類型字段中的值并沒有作定義。然而，對一個值并沒有作定義。然而，對一個IPv6IPv6的執(zhí)行，有必要提供的執(zhí)行，有必要提供一種方法來為應用層協(xié)議指定流量類型字段的值。一種方法來為應用層協(xié)議指定流量類型字段的值。nFlow LabelFlow Label指明數(shù)據包是屬于源站和目的站之間特指明數(shù)據包是屬于源站和目的站之間特殊的包序列，要求中間路由器進行特殊的處理。這個字段殊的包序列，要求中間路由器進行特殊的處理。這個字段的長度是的長度是2020位。流標志用于非默認性質的連接服務，例如位。流標志用于非默認性質的連接服務，例如有實時性需要的數(shù)據（聲音和

25、圖像）。對于默認路由器處有實時性需要的數(shù)據（聲音和圖像）。對于默認路由器處理，流標志被設置成理，流標志被設置成0 0。在一個源站和目的站之間能有多種。在一個源站和目的站之間能有多種流量，由非零流標志區(qū)分。流量，由非零流標志區(qū)分。IPv6報頭結構說明nPayload LengthPayload Length指明指明IPv6IPv6有效載荷的長度。這個字有效載荷的長度。這個字段的長度是段的長度是1616位。位。有效流量載荷字段包括了擴展頭和上層有效流量載荷字段包括了擴展頭和上層PDUPDU。通過。通過1616位，一個位，一個IPv6IPv6的有效載荷最多有的有效載荷最多有6553565535字節(jié)可

26、字節(jié)可以表示。對于有效載荷長度超過以表示。對于有效載荷長度超過6553565535字節(jié)的，有效載荷字節(jié)的，有效載荷字段長度字段就被設置成字段長度字段就被設置成0 0，并且，并且Jumbo PayloadJumbo Payload選項被用選項被用在逐跳選項（在逐跳選項（Hop-by-Hop OptionsHop-by-Hop Options）擴展頭中。）擴展頭中。nNext HeaderNext Header指明了第一個擴展報頭或者高層指明了第一個擴展報頭或者高層UDP(UDP(例例如如TCP,UDPTCP,UDP或者或者ICMPv6)ICMPv6)中的協(xié)議。這個字段的長度是中的協(xié)議。這個字段的

27、長度是8 8位。位。在標識一個在網絡層之上的高層協(xié)議時，這個字段的值與在標識一個在網絡層之上的高層協(xié)議時，這個字段的值與IPv4IPv4協(xié)議字段中的值相同。協(xié)議字段中的值相同。IPv6報頭結構說明nHop LimitHop Limit指明了指明了IPv6IPv6包在被丟棄之前可以經過的最大包在被丟棄之前可以經過的最大的連接數(shù)。跳數(shù)限制相似于的連接數(shù)。跳數(shù)限制相似于IPv4IPv4的的 TTLTTL字段，除了在字段，除了在TTLTTL中沒中沒有歷史的關連相對于包在路由器中排隊的總計時間（秒）。有歷史的關連相對于包在路由器中排隊的總計時間（秒）。當跳數(shù)等于當跳數(shù)等于0 0時，一個時，一個ICMPv

28、6ICMPv6超時報文將被傳送回源站點并且超時報文將被傳送回源站點并且這包會被丟棄。這包會被丟棄。nSource AddressSource Address存儲源端主機的存儲源端主機的IPv6IPv6地址。這個字段地址。這個字段的長度是的長度是128128位。位。nDestination AddressDestination Address存儲當前目的站主機存儲當前目的站主機IPv6IPv6地址。地址。這個字段的長度是這個字段的長度是128128位。在大多數(shù)情況下，目的站地址是最位。在大多數(shù)情況下，目的站地址是最終的目的站的地址。然而，如果一個路由擴展頭存在，在源終的目的站的地址。然而，如果一

29、個路由擴展頭存在，在源路由列表中目的地址也許被設置成下一個路由器接口。路由列表中目的地址也許被設置成下一個路由器接口。IPv6報頭結構說明IPv6報文格式 IPv6數(shù)據包由一個基本報頭加上0個或多個擴展報頭機上層協(xié)議單元構成。擴展報頭的順序 逐跳選項報頭 目標選項報頭（當存在路由報頭時，用于中間目標） 路由報頭 片段包頭 身份驗證報頭 封裝安全有效載荷報頭 目標選項報頭（用于最終目標）IPv6的擴展報頭 每一種擴展報頭其實也有自己特定的協(xié)議號，例如：0 逐跳選項報頭；6 TCP；17 UDP；41 封裝IPv6報頭；43 路由報頭；44 分片報頭；46 資源預留協(xié)議；50 封裝安全載荷；51 驗證報頭；59 無下一報頭；60 目的選項報頭。 每一個基本報頭和擴展報頭的pr