計算機網絡基礎項目化教程（第2版）課件 單元6 IP編址與子網劃分

單元6IP編址與子網劃分《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology單元6IP編址與子網劃分-內容列表《計算機網絡基礎》課程6.1網絡地址分配6.2子網劃分6.3VLSM與CIDR6.4IPv6子網劃分網絡地址分配《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology規(guī)劃網絡《計算機網絡基礎》課程網絡地址規(guī)劃是一個結構化過程，應該妥善規(guī)劃和記錄這些網絡內部地址的分配。作用防止地址重復提供和控制訪問監(jiān)控安全和性能規(guī)劃網絡地址《計算機網絡基礎》課程用戶使用的終端設備（私有IP）服務器和外圍設備（固定IP）可以從Internet訪問的主機（NAT）中間設備（互聯IP地址）主機的類型Internet公網網絡出口設備研發(fā)部:50人網絡地址轉換服務器使用固定IP地址銷售部:10人銷售部可以訪問Internet網絡互聯IP地址手工分配IP地址《計算機網絡基礎》課程采用靜態(tài)分配IP地址時，網絡管理員必須給設備安排一下幾個參數：IP地址子網掩碼默認網關DNS服務器地址靜態(tài)配置IP地址以太網“屬性”→

TCP/IP協(xié)議?！?/p>

使用下面的IP地址：Windows11操作系統(tǒng)下：自動分配IP地址《計算機網絡基礎》課程由于靜態(tài)管理IP地址工作量繁重，而且容易出錯，在大型網絡中，通常使用動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP，DynamicHostConfigurationProtocol）為終端設備分配地址。以太網“屬性”→

TCP/IP協(xié)議?！詣荧@得IP地址：動態(tài)獲取IP地址Windows10操作系統(tǒng)下：子網劃分《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology為什么進行子網劃分？《計算機網絡基礎》課程在ARPANET的早期，IP地址的設計不夠合理，主要體現在以下幾個方面：IP地址空間的利用率有時很低；給每一個物理網絡分配一個網絡號會使路由表變得太大因而使網絡性能變壞；兩級的IP地址不夠靈活。減少網絡流量優(yōu)化網絡性能簡化管理工作可以更為靈活地形成覆蓋大范圍的網絡子網劃分的優(yōu)勢172.16.10.0/24172.16.20.0/24172.16.30.0/24172.16.12.0/24子網編址的實現《計算機網絡基礎》課程從主機域中借用若干個比特作為子網號，而主機號也就相應減少了若干個比特。

IP地址=[網絡號，子網號，主機號]子網位從主機域的最左邊開始連續(xù)借用子網號在網外是不可見的，僅在子網內使用子網號的位數是可變的，為了反映有多少位用于表示子網號，采用子網掩碼(mask)

網絡號

子網號主機號IP地址中又增加了一個“子網號字段”，使兩級的IP地址變成為三級的IP地址。

網絡號主機號兩級IP地址三級IP地址子網編址的實現《計算機網絡基礎》課程三級IP地址中的子網掩碼同樣也是32比特，在32位子網掩碼中：網絡地址、子網地址部分為“1”主機部分對應的為“0”

網絡號

子網號主機號三級IP地址111111…………..…11111100000….00000三級IP地址中的網絡地址

：

子網掩碼與IP地址做邏輯“與”運算。1AND1=11AND0=00AND1=00AND0=0對應子網掩碼與（AND）運算《計算機網絡基礎》課程地址和子網掩碼之間的AND運算得到的結果就是網絡地址。發(fā)送主機必須確定應該將數據包直接發(fā)送到本地網絡中的主機還是應將其轉發(fā)到網關。1721611172.16.1.1/2410101100000100000000000100000001111111111111111111111111000000002552552550ANDAND101011000001000000000001000000001721610172.16.1.1是一個B類地址，默認情況下網絡號為172.16，主機號為1.1，網絡地址為172.16.0.0。采用三級IP地址結構后，根據子網掩碼計算，網絡號變成了172.16.1，主機號為1，網絡地址為172.16.1.0。劃分子網前的準備《計算機網絡基礎》課程該網絡內將劃分幾個子網？每個子網有多少有效主機？有效的子網地址是什么？在該子網劃分中，網絡掩碼是什么？每個子網的廣播地址是什么？回答5個問題劃分子網《計算機網絡基礎》課程172160025525500255111111112551111111125511111111000000000IP地址默認的子網掩碼擴展8位的子網掩碼網絡號主機號網絡號主機號網絡號子網主機“/16”表示子網掩碼有16位.“/24”表示子網掩碼有24位.11111111111111110000000000000000劃分子網《計算機網絡基礎》課程擴展了8位地址的網絡16網絡主機172.16.20.66255.255.255.0172200101011001111111110101100000100001111111100010000111111110001010001000010000000000000000000010100子網網絡地址子網號劃分子網《計算機網絡基礎》課程172.16.10.0/24172.16.20.0/24172.16.30.0/24172.16.12.0/24172.16.20.66/24172.16.20.66/24網絡子網主機172162066網絡主機網絡地址172.16.0.0，缺省的情況相未劃分子網25525500172162066網絡主機2552552550網絡地址172.16.20.0，劃分子網子網計算《計算機網絡基礎》課程1）你所選擇的子網掩碼將會產生多少個子網?

2的x次方(x代表掩碼位數)2）每個子網能有多少主機?

2的y次方-2(y代表主機位數)3）有效子網是?

有效子網號=256-子網掩碼(基數)4）每個子網的廣播地址是？

廣播地址=下個子網號-15）每個子網的有效主機分別是?

忽略子網內全為0和全為1的地址剩下的就是有效主機地址

最后有效1個主機地址=下個子網號-2(即廣播地址-1)劃分子網方法核心思想“借用”主機位來“制造”新的“網絡”C類地址子網劃分《計算機網絡基礎》課程問題：網絡地址192.168.10.0，子網掩碼255.255.255.192(/26)1.子網數=22=42.主機數=26-2=623.有效子網?基數=256-192=64;

第一個子網為192.168.10.0,第二個為192.168.10.644.廣播地址

下個子網-1，

2個子網的廣播地址分別是192.168.10.63和192.168.10.1275.有效主機范圍是:第一個子網的主機地址是192.168.10.1到192.168.10.62;第二個是192.168.10.63到192.168.10.126網絡前綴《計算機網絡基礎》課程子網掩碼是用來確定一個IP地址中網絡部分與主機部分，而子網掩碼的表示通常是一種比較繁瑣的方式。網絡前綴（network-prefix）是表示子網掩碼的另外一種方法，指示的是子網掩碼中“1”的位數，使用斜杠表示法，用符號“/”表示，后面緊跟著1的位數。例如，子網掩碼為255.255.255.224，化成二進制后有27個1，因此，前綴長度為27，表示為“/27”。前綴表示方式子網掩碼192.168.0.0/24255.255.255.0192.168.0.0/25255.255.255.128192.168.0.0/26255.255.255.192192.168.0.0/27255.255.255.224192.168.0.0/28255.255.255.240192.168.0.0/29255.255.255.248192.168.0.0/30255.255.255.252192.168.0.0/31255.255.255.254192.168.0.0/32255.255.255.255VLSM《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology概念《計算機網絡基礎》課程VLSM概念變長子網掩碼(Variable-LengthSubnetMasks,VLSM)，即子網掩碼長度可變，是一種用于IP網絡地址分配和路由聚合的技術。合理的地址規(guī)劃有助于減少路由表的復雜性，提高路由查找速度和轉發(fā)效率。良好的地址規(guī)劃應考慮到未來的網絡擴展需求，為未來的增長預留足夠的地址空間。便于網絡管理提高地址利用率通過合理的地址規(guī)劃，可以避免地址浪費，提高IP地址的利用率。支持未來擴展VLSM劃分方法《計算機網絡基礎》課程確定需要劃分的網絡范圍和可用IP地址數量。計算每個子網的IP地址范圍、廣播地址、可用主機數等信息。根據實際需求，選擇合適的子網掩碼長度進行子網劃分。對每個子網進行命名和編號，方便管理和維護。VLSM實現《計算機網絡基礎》課程CBAHQ172.16.1.0/24172.16.2.0/24HQ172.16.30.0/2428臺主機D28臺主機28臺主機每個以太網分別具有28臺主機，所以主機位至少需要5位所以網絡位27VLSM實現《計算機網絡基礎》課程172.16.30.32/27

172.16.30.64/27

172.16.30.96/27

CBAHQ172.16.1.0/24172.16.2.0/24HQ將子網172.16.30.0/24劃分為更小的子網，首先掩碼長度為27VLSM實現《計算機網絡基礎》課程172.16.30.32/27

172.16.30.64/27

172.16.30.96/27

將沒有使用的掩碼長度為27的子網進一步劃分為掩碼長度為30CBAHQ172.16.1.0/24172.16.2.0/24HQ172.16.30.136/30172.16.30.132/30172.16.30.140/30VLSM實現《計算機網絡基礎》課程172.16.30.0/24劃分為27位掩碼：172.16.30.32/27A172.16.30.64/27B172.16.30.96/27C172.16.30.128/27互聯子網劃分172.16.30.160/27未分配172.16.30.192/27未分配172.16.30.224/27未分配172.16.30.128/27進一步劃分為30位掩碼：172.16.30.128/30A-HQ互聯172.16.30.132/30B-HQ互聯172.16.30.136/30C-HQ互聯172.16.30.140/30未分配172.16.30.144/30未分配172.16.30.148/30未分配172.16.30.152/30未分配172.16.30.156/30未分配CIDR《計算機網絡基礎》課程Computernetworktechnology無類域間路由《計算機網絡基礎》課程CIDIR(classlessinterdomainRouting)無類域間路由選擇，是在VLSM基礎上又進一步研究出的無類編址方法。CIDR忽略A、B、C類網絡的規(guī)則，定義前綴相同的一組網絡為一個塊，即一條路由條目。（如：199.0.0.0/8）匯聚路由減少了網絡數目，縮小了路由選擇表從網絡流量、CPU和內存方面說，開銷更低對網絡進行編址時，靈活性更大概念優(yōu)點192.16.0.0/16192.17.0.0/16192.18.0.0/16無類域間路由《計算機網絡基礎》課程消除了傳統(tǒng)A、B、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（子網掩碼）又回到了兩級編址主要特點“無類型”是指選路決策是基于整個32bitIP地址的掩碼操作，而不管其IP地址是A類、B類、C類，都沒有什么區(qū)別。101.23.11.33.10/28

01100101.00010111.00001011.00100001101.23.9.10/11

01100101.00010111.00001001.00001010101.23.12.9/25

01100101.00010111.00001100.00001001101.23.8.1/1501100101.00010111.00001000.00000001CDIR地址塊《計算機網絡基礎》課程CIDR把網絡前綴都相同的連續(xù)IP地址組成一個”CIDR地址塊”。128.14.32.0/20表示的地址塊，共有212-2個地址（主機號的比特數是12），地址塊的起始地址是128.14.32.0地址塊所有地址20bit前綴都是一樣的10000000000011000100000000000001000000000001100010000000000001100000000000110001000000000001010000000000011000101111111111101000000000001100010111111111111最小地址：128.14.32.0最大地址：128.14.47.255.................CIDR與路由聚合《計算機網絡基礎》課程一個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。192.168.12.0/24192.168.13.0/24192.168.14.0/24192.168.15.0/24核心路由器邊界路由器核心路由器路由表條目：192.168.12.0/22邊緣路由器路由表條目：192.168.12.0/24192.168.13.0/24192.168.14.0/24192.168.15.0/24192.168.12.011000000.10101000.00001100.00000000192.168.13.011000000.10101000.00001101.00000000192.168.14.011000000.10101000.00001110.00000000192.168.15.011000000.10101000.00001111.00000000192.168.12.011000000.10101000.00001100.00000000

聚合地址192.168.12.0/22IPv6子網劃分《計算機網絡基礎》課程Compu