IP地址規(guī)劃教案

IP地址規(guī)劃、子網(wǎng)劃分、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引入：通過介紹學(xué)校實(shí)際情況，同時(shí)由于不同的科室所使用的設(shè)備較少，引入IP地址規(guī)劃的必要性，進(jìn)而引入子網(wǎng)劃分概念。新授：IP地址相關(guān)知識(shí)及其規(guī)劃1.1IP地址相關(guān)知識(shí)現(xiàn)在的IP網(wǎng)絡(luò)使用32位地址，以點(diǎn)分十進(jìn)制表示，如。地址格式為：IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址＋主機(jī)地址或IP地址=主機(jī)地址＋子網(wǎng)地址＋主機(jī)地址。

最初設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了便于尋址以及層次化構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)IP地址包括兩個(gè)標(biāo)識(shí)碼（ID），即網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID。同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都使用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID，網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)（包括網(wǎng)絡(luò)上工作站，服務(wù)器和路由器等）有一個(gè)主機(jī)ID與其對(duì)應(yīng)。IP地址根據(jù)網(wǎng)絡(luò)ID的不同分為5種類型，A類地址、B類地址、C類地址、D類地址和E類地址。

A類IP地址

一個(gè)A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”，地址范圍從到。可用的A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個(gè)主機(jī)。B類IP地址

一個(gè)B類IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”，地址范圍從到55。可用的B類網(wǎng)絡(luò)有16382個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬(wàn)多個(gè)主機(jī)。C類IP地址一個(gè)C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從到55。C類網(wǎng)絡(luò)可達(dá)209萬(wàn)余個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。D類地址用于多點(diǎn)廣播（Multicast）。D類IP地址第一個(gè)字節(jié)以“l(fā)ll0”開始，它是一個(gè)專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播（Multicast）中。多點(diǎn)廣播地址用來(lái)一次尋址一組計(jì)算機(jī)，它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。5．E類IP地址以“l(fā)lll0”開始，為將來(lái)使用保留。全零（“0．0．0．0”）地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。在IP地址3種主要類型里，各保留了3個(gè)區(qū)域作為私有地址，其地址范圍如下：A類地址：～55

B類地址：～55

C類地址：～55A類地址

A類地址的表示范圍為：~55，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為：；A類地址分配給規(guī)模特別大的網(wǎng)絡(luò)使用。A類網(wǎng)絡(luò)用第一組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)本身的地址，后面三組數(shù)字作為連接于網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)的地址。分配給具有大量主機(jī)（直接個(gè)人用戶）而局域網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)較少的大型網(wǎng)絡(luò)。例如IBM公司的網(wǎng)絡(luò)。

B類地址

B類地址的表示范圍為：~55，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為：；B類地址分配給一般的中型網(wǎng)絡(luò)。B類網(wǎng)絡(luò)用第一、二組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)的地址，后面兩組數(shù)字代表網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)地址。

C類地址

C類地址的表示范圍為：~55，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)掩碼為：；C類地址分配給小型網(wǎng)絡(luò)，如一般的局域網(wǎng)和校園網(wǎng)，它可連接的主機(jī)數(shù)量是最少的，采用把所屬的用戶分為若干的網(wǎng)段進(jìn)行管理。C類網(wǎng)絡(luò)用前三組數(shù)字表示網(wǎng)絡(luò)的地址，最后一組數(shù)字作為網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)地址。實(shí)際上，還存在著D類地址和E類地址。但這兩類地址用途比較特殊，在這里只是簡(jiǎn)單介紹一下：D類地址稱為廣播地址，供特殊協(xié)議向選定的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)用。E類地址保留給將來(lái)使用。1.2IP地址規(guī)劃1.2.1規(guī)劃原則：唯一性：一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)中不能有兩個(gè)主機(jī)采用相同的IP地址。即使使用了支持地址重疊的MPLS/VPN技術(shù)，也盡量不要規(guī)劃為相同的地址。連續(xù)性：連續(xù)地址在層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中易于進(jìn)行路徑疊合，大大縮減路由表，提高路由算法的效率。擴(kuò)展性：地址分配在每一層次上都要留有余量，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展時(shí)能保證地址疊合所需的連續(xù)性。實(shí)意性：“望址生義”，好的IP地址規(guī)劃使每個(gè)地址具有實(shí)際含義，看到一個(gè)地址就可以大至判斷出該地址所屬的設(shè)備。這是IP地址規(guī)劃中最具技巧型和藝術(shù)性的部分。最完美的方式是得出一個(gè)IP地址公式，以及一些參數(shù)及系數(shù)，通過計(jì)算得出每一個(gè)需要用到的IP地址。1.2.2規(guī)劃實(shí)例1.如甲地某臺(tái)客戶機(jī)位于3樓的30號(hào)房間，其IP地址設(shè)為0。選用這種方式，有兩點(diǎn)需要注意：一是當(dāng)房間號(hào)大于255時(shí)，主機(jī)標(biāo)識(shí)不能直接引用，應(yīng)再考慮其他對(duì)應(yīng)關(guān)系。二是客戶機(jī)的IP地址不具有連續(xù)性，因?yàn)橛行┓块g可能無(wú)客戶機(jī)，而另一些房間可能有不只一臺(tái)客戶機(jī)，為方便今后新的客戶機(jī)IP地址的分配，應(yīng)做好現(xiàn)有客戶機(jī)IP地址的整理記錄工作。2.某學(xué)院采用C類私有地址來(lái)規(guī)劃某樓棟IP地址，樓棟分為五層，每層預(yù)計(jì)使用200臺(tái)設(shè)備，那么如何合理規(guī)劃本樓棟IP地址？（綜合考慮：唯一性，連續(xù)性，擴(kuò)展性，實(shí)意性）2子網(wǎng)劃分2.1子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識(shí)子網(wǎng)劃分定義：Internet組織機(jī)構(gòu)定義了五種IP地址，有A、B、C三類地址。A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)可能有16777214臺(tái)主機(jī)，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多結(jié)點(diǎn)是不可能的，網(wǎng)絡(luò)會(huì)因?yàn)閺V播通信而飽和，結(jié)果造成16777214個(gè)地址大部分沒有分配出去?？梢园鸦诿款惖腎P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步分成更小的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)由路由器界定并分配一個(gè)新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址,子網(wǎng)地址是借用基于每類的網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來(lái)，使得從外部看網(wǎng)絡(luò)沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。RFC950定義了子網(wǎng)掩碼的使用，子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位的2進(jìn)制數(shù)，其對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址的所有位置都為1，對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址的所有位置都為0。由此可知，A類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是，B類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是，C類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是。將子網(wǎng)掩碼和IP地址按位進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，得到IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，剩下的部分就是主機(jī)地址，從而區(qū)分出任意IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼常用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，我們還可以用CIDR的網(wǎng)絡(luò)前綴法表示掩碼，即“/<網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù)>；”。如/16表示B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為。例如，有兩臺(tái)主機(jī)，主機(jī)一的IP地址為，子網(wǎng)掩碼為92，主機(jī)二的IP地址為3，子網(wǎng)掩碼為92。現(xiàn)在主機(jī)一要給主機(jī)二發(fā)送數(shù)據(jù)，先要判斷兩個(gè)主機(jī)是否在同一網(wǎng)段。主機(jī)一即：11011110.00010101.10100000.0000011092即：11111111.11111111.11111111.11000000按位邏輯與運(yùn)算結(jié)果為：11011110.00010101.10100000.00000000十進(jìn)制形式為（網(wǎng)絡(luò)地址）：主機(jī)二3即：11011110.00010101.10100000.0100100192即：11111111.11111111.11111111.11000000按位邏輯與運(yùn)算結(jié)果為：11011110.00010101.10100000.01000000十進(jìn)制形式為（網(wǎng)絡(luò)地址）：4兩個(gè)結(jié)果不同，也就是說(shuō)，兩臺(tái)主機(jī)不在同一網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)需先發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，然后再發(fā)送給主機(jī)二所在網(wǎng)絡(luò)。2.2子網(wǎng)劃分的目的節(jié)約IP地址，避免浪費(fèi)。限定廣播的傳播。保證網(wǎng)絡(luò)的安全。具體實(shí)例C類地址例子：網(wǎng)絡(luò)地址;子網(wǎng)掩碼92(/26）1.子網(wǎng)數(shù)=2*2=4(ipsubnetzero命令啟用）2.主機(jī)數(shù)=2的6次方-2=623.有效子網(wǎng):blocksize=256-192=64；所以第一個(gè)子網(wǎng)為，第二個(gè)為4，第三個(gè)為28，第四個(gè)為92。4.廣播地址：下個(gè)子網(wǎng)-1.所以第一和第二個(gè)子網(wǎng)的廣播地址分別是3和275.有效主機(jī)范圍是：第一個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)地址是到2；第二個(gè)是5到262.3VLSM可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼(VLSM）的作用：節(jié)約IP地址空間；減少路由表大小.使用VLSM時(shí)，所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它，這些路由協(xié)議包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP。以后將在路由協(xié)議選擇時(shí)介紹。3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)形狀，或者是它在物理上的連通性。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多種。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來(lái)。拓?fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等。3.1星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬于這種結(jié)構(gòu)。目前一般網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都被設(shè)計(jì)成星型拓樸結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)是目前廣泛而又首選使用的網(wǎng)絡(luò)拓樸設(shè)計(jì)之一。星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)（工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點(diǎn)直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。3.2環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶，直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸，信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相臨的端用戶相連，因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱；信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，故簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制軟件簡(jiǎn)單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，勢(shì)必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。3.3總線型網(wǎng)絡(luò)總線上傳輸信息通常多以基帶形式串行傳遞，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的網(wǎng)絡(luò)接口板硬件均具有收、發(fā)功能，接收器負(fù)責(zé)接收總線上的串行信息并轉(zhuǎn)換成并行信息送到PC工作站；發(fā)送器是將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息后廣播發(fā)送到總線上，總線上發(fā)送信息的目的地址與某節(jié)點(diǎn)的接口地址相符合時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的接收器便接收信息。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過電纜直接連接，所以總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所需要的電纜長(zhǎng)度是最小的，但總線只有一定的負(fù)載能力，因此總線長(zhǎng)度又有一定限制，一條總線只能連接一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。在總線兩端連接有端結(jié)器(或終端匹配器)，主要與總線進(jìn)行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信號(hào)反射回總線產(chǎn)生不必要的干擾。3.4網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要指各節(jié)點(diǎn)通過傳輸線互聯(lián)連接起來(lái),并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連.網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有較高的可靠性,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來(lái)費(fèi)用較高,不易管理和維護(hù),不常用于局域網(wǎng)!將多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)構(gòu)成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)子網(wǎng)中,集線器、中繼器將多個(gè)設(shè)備連接起來(lái)，而橋接器、路由器及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來(lái)。根據(jù)組網(wǎng)硬件不同,主要有三種網(wǎng)狀拓?fù)洌壕W(wǎng)狀網(wǎng)：在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)，用無(wú)線電通信鏈路連接一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)是最好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過路由器與路由器相連，可讓網(wǎng)絡(luò)選擇一條最快的路徑傳送數(shù)據(jù),如圖5-4所示。主干網(wǎng)：通過橋接器與路由器把不同的子網(wǎng)或LAN連接起來(lái)形成單個(gè)總線或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)通常采用光纖做主干線。星狀相連網(wǎng)：利用一些叫做超級(jí)集線器的設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，由于星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中任一處的故障都可容易查找并修復(fù)3.5網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的繪制1、啟動(dòng)Visio軟件。2、熟悉Visio軟件界面操作。3、用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖步驟1．啟動(dòng)Visio，選擇Network目錄下的BasicNetwork（基本網(wǎng)絡(luò)形狀）樣板，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D樣編輯狀態(tài)。步驟2．在基本網(wǎng)絡(luò)形狀模板中選擇服務(wù)器模塊并拖放到繪圖區(qū)域中創(chuàng)建它的圖形實(shí)例。步驟3．加入防火墻模塊。選擇防火墻模塊，拖放到繪圖區(qū)域中，適當(dāng)調(diào)整其大小，創(chuàng)建它的圖形實(shí)例。步驟4．繪