《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-IP地址

IP地址基礎(chǔ)知識(shí)N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)IP地址基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)層主要利用IP地址完成路由尋址功能。目錄Contents掌握IP地址的結(jié)構(gòu)掌握子網(wǎng)掩碼的作用掌握網(wǎng)關(guān)的作用學(xué)習(xí)目標(biāo)1什么是IP地址2子網(wǎng)掩碼的作用3網(wǎng)關(guān)的作用1.什么是IP地址4

IP地址是主機(jī)在Internet上的一個(gè)全世界范圍內(nèi)唯一32位標(biāo)識(shí)符IP地址：100.1.0.1點(diǎn)分十進(jìn)制：用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示，中間用圓點(diǎn)隔開(kāi)100.29.0.201100100000111010000000000000010888832位+++二進(jìn)制：思考：計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制，為什么用十進(jìn)制表示IP地址呢？2.IP地址結(jié)構(gòu)100.29.0.20517–83808237網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)區(qū)號(hào)電話(huà)號(hào)Internet網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)3主機(jī)1主機(jī)2主機(jī)3互聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)思考：如何確定網(wǎng)絡(luò)號(hào)呢3.子網(wǎng)掩碼的作用子網(wǎng)掩碼通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)號(hào)所占二進(jìn)制位置為1，主機(jī)號(hào)所占二進(jìn)制位置為0，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制計(jì)算得來(lái)的。用來(lái)確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。Netmask100.29.0.2網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)0110010000011101000000000000001011111111111111110000000000000000255.255.0.0表示方法：100.29.0.0

/16前綴表示法計(jì)算網(wǎng)絡(luò)號(hào)方法：IP地址與子網(wǎng)掩碼與運(yùn)算011001000001110100000000000000101111111111111111000000000000000001100100000111010000000000000000100.29.0.03.子網(wǎng)掩碼的作用應(yīng)用舉例：本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)：192.168.1.0192.168.1.2192.168.1.3本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)：192.168.2.0本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)：192.168.3.0192.168.2.2192.168.2.3192.168.3.2192.168.3.3路由器A路由器B路由器C路由器D目的地址：192.168.3.3目的地址：192.168.3.3取出目的地址使用設(shè)定的子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0&網(wǎng)絡(luò)號(hào)：192.168.3.0主機(jī)A4.網(wǎng)關(guān)的作用網(wǎng)關(guān)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的出口就稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)。當(dāng)一個(gè)主機(jī)要將數(shù)據(jù)發(fā)送給其他網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)時(shí)，通常首先將數(shù)據(jù)發(fā)往網(wǎng)關(guān)。Gateway路由器網(wǎng)絡(luò)A……InternetF0F1F0：192.168.0.1分類(lèi)的IP地址N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)目錄Contents掌握IP地址的分類(lèi)掌握每類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)掌握每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)包含主機(jī)數(shù)量學(xué)習(xí)目標(biāo)1具體分類(lèi)方式2每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)所包含主機(jī)數(shù)量1.具體分類(lèi)方式11

A類(lèi)B類(lèi)C類(lèi)D類(lèi)E類(lèi)字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)40網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)10網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)110網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)1110多播地址1111預(yù)留第一字節(jié)范圍000000000111111110000000101111111100000011011111111000001110111111100000111011110~127128~191192~223224~239240~255ABC三類(lèi)為常用地址D類(lèi)為多播地址保留為實(shí)驗(yàn)科研用192.168.1.1C類(lèi)2.每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)所包含主機(jī)數(shù)量12

2.每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)所包含主機(jī)數(shù)量13

IP地址類(lèi)別網(wǎng)絡(luò)地址長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼包含主機(jī)數(shù)量A類(lèi)B類(lèi)C類(lèi)8位255.0.0.0224-2=1677721416位255.255.0.0216-2=6553424位255.255.255.028-2=25411111111000000000000000000000000255.0.0.03.無(wú)分類(lèi)地址CIDR14

IP分類(lèi)存在許多缺點(diǎn)：A、B、C類(lèi)有個(gè)尷尬的處境，就是不能很好的與現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)匹配

C類(lèi)地址能包含的最大主機(jī)數(shù)量實(shí)在太少了，只有254個(gè)，估計(jì)一個(gè)網(wǎng)吧都不夠用

而B(niǎo)類(lèi)地址能包含的最大主機(jī)數(shù)量又太多了，6萬(wàn)多臺(tái)機(jī)器放在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下面，一般的企業(yè)達(dá)不到這個(gè)規(guī)模，閑著的地址就是浪費(fèi)所以后面提出了無(wú)分類(lèi)地址的方案這種方式不再有分類(lèi)地址的概念，32比特的IP地址被劃分為兩部分，前面是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后面是主機(jī)號(hào)。3.無(wú)分類(lèi)地址CIDR15

怎么劃分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的呢？表示形式a.b.c.d/x,其中/x表示前x位屬于網(wǎng)絡(luò)號(hào)，x的范圍是0~32，這就使得IP地址更加具有靈活性比如10.100.122.2/24，這種地址表示形式就是CIDR，/24表示前24位是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，剩余的8位是主機(jī)號(hào)3.無(wú)分類(lèi)地址CIDR16

全局地址與私有地址N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)目錄Contents了解全局地址的含義掌握私有地址的使用方式掌握私有地址的范圍學(xué)習(xí)目標(biāo)1全局地址的使用2私有地址的使用3私有地址的范圍1.全局地址的使用19

全局地址也就是可以在公網(wǎng)上（Internet）使用的地址，必須是唯一的。路由器A路由器C路由器BInternet10.1.0.0/810.1.1.0/810.1.2.0/810.1.4.0/810.1.5.0/810.1.5.0/8邊界路由器私有地址全局地址1.全局地址的使用20

目的地址：112.16.1.2主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C11.0.0.2112.16.1.2112.16.1.2路由器A發(fā)給誰(shuí)呢？全局地址也就是可以在公網(wǎng)上（Internet）使用的地址，必須是唯一的。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，IP地址不足的問(wèn)題日趨顯著。2.私有地址的使用21

私有地址暫時(shí)解決了地址短缺問(wèn)題，它可以在不同的局域網(wǎng)中重復(fù)使用。主機(jī)A主機(jī)B主機(jī)C主機(jī)D主機(jī)E172.16.1.2172.16.1.3172.16.1.2172.16.1.3路由器A路由器B路由器C11.0.0.222.1.1.133.1.1.1公網(wǎng)中使用全局地址私網(wǎng)內(nèi)使用私有地址通過(guò)NAT轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)地址全局IP地址要在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)保持唯一性，但私有地址不需要，只要在同一個(gè)私網(wǎng)中保證唯一即可。3.私有地址的范圍22

私有地址包含了A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)三類(lèi)地址空間中的3個(gè)小部分IP地址類(lèi)別私有地址范圍A類(lèi)10.0.0.0～10.255.255.255B類(lèi)172.16.0.0～172.31.255.255C類(lèi)192.168.0.0～192.168.255.255舉例：以下哪些地址屬于私有地址？10.1.1.1172.32.1.2192.168.1.2192.168.100.1精品在線(xiàn)開(kāi)放課程子網(wǎng)劃分N網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)目錄Contents了解子網(wǎng)劃分的原因掌握子網(wǎng)劃分的方法學(xué)習(xí)目標(biāo)1為什么要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)2子網(wǎng)劃分的方法3子網(wǎng)劃分舉例1.為什么要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)25

ABC網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)8位24位16位16位24位8位主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)03方便網(wǎng)絡(luò)管理和故障診斷02增強(qiáng)系統(tǒng)安全性01有效利用IP地址，改進(jìn)系統(tǒng)性能子網(wǎng)劃分原因2ABC三類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)1167772146553426

2.子網(wǎng)劃分的方法借位：從主機(jī)最高位開(kāi)始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)位，剩余部分仍為主機(jī)位，使IP地址的格式變?yōu)椋?6位16位B類(lèi)IP地址劃分子網(wǎng)16位m位n位+=16位主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)16位m位+27

2.子網(wǎng)劃分的方法

按照網(wǎng)絡(luò)數(shù)量劃分1公式:2n≥N

N代表網(wǎng)絡(luò)數(shù)量

n代表子網(wǎng)位數(shù)110000001010100000000001舉例：原有網(wǎng)絡(luò)號(hào)192.168.1.0/24，劃分成2個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)22n≥2n=1000000000000000000000000192.168.1.192.168.1.0/25網(wǎng)絡(luò)110000000192.168.1.192.168.1.128/25網(wǎng)絡(luò)228

2.子網(wǎng)劃分的方法按照主機(jī)數(shù)量劃分2公式:2n-2≥N

N代表主機(jī)數(shù)量

n代表主機(jī)所占位數(shù)-2是指減掉主機(jī)位全0和全1的兩種情況110000001010100000000001舉例：原有網(wǎng)絡(luò)號(hào)192.168.1.0/24，其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含100臺(tái)主機(jī)2n-2≥100n=7000000000000000000000000192.168.1.192.168.1.0/2510000000192.168.1.192.168.1.128/25100臺(tái)主機(jī)等長(zhǎng)掩碼子網(wǎng)劃分舉例N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)30

等長(zhǎng)掩碼子網(wǎng)劃分舉例實(shí)驗(yàn)室1:50臺(tái)實(shí)驗(yàn)室2:62臺(tái)實(shí)驗(yàn)室3:48臺(tái)舉例：假設(shè)一個(gè)學(xué)校的計(jì)算機(jī)系，新建了三個(gè)實(shí)驗(yàn)室，主機(jī)數(shù)量分別是62臺(tái)、48臺(tái)、50臺(tái)?，F(xiàn)給一C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址192.168.1.0/24，請(qǐng)將其進(jìn)行子網(wǎng)劃分，分配給這三個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用按照網(wǎng)絡(luò)數(shù)量劃分1按照主機(jī)數(shù)量劃分200000000192.168.1.2n≥3n=201000000192.168.1.10000000192.168.1.11000000192.168.1.192.168.1.0/26192.168.1.64/26192.168.1.128/26192.168.1.192/26實(shí)驗(yàn)室1實(shí)驗(yàn)室2實(shí)驗(yàn)室32n-2≥62n=600000000192.168.1.2.CIDR路由聚合方法由于使用了VLSM無(wú)形中增加了路由條目，降低了通信效率，因此利用CIDR可以將若干個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)合并成一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)無(wú)類(lèi)域間路由（CIDR）：路由器A路由器C路由器BInternet200.1.0.0/24200.1.1.0/24200.1.2.0/24200.1.3.0/24200.1.4.0/24200.1.5.0/24邊界路由器1100100000000001000000000000000011001000

0000000100000001000000001100100000000001000000100000000011001000000000010000001100000000110010000000000100000100000000001100100000000001000001010000000011001000000000010000000000000000網(wǎng)絡(luò)1：網(wǎng)絡(luò)2：網(wǎng)絡(luò)3：網(wǎng)絡(luò)4：網(wǎng)絡(luò)5：網(wǎng)絡(luò)6：匯聚后的超網(wǎng)地址200.1.0.0/21IP協(xié)議特點(diǎn)N網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)IP協(xié)議特點(diǎn)IP協(xié)議是TCP／IP網(wǎng)際層的核心協(xié)議，也是整個(gè)TCP／IP模型中的核心協(xié)議之一。路由器A路由器B路由器C路由器D路由器E主機(jī)A主機(jī)B1234丟失數(shù)據(jù)包可能選擇不同路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包未按序到達(dá)面向無(wú)連接的傳輸服務(wù)1不可靠的數(shù)據(jù)投遞服務(wù)2盡最大努力投遞服務(wù)3IPv4報(bào)文格式N網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)01000100010101010101001001001000110……IPv4報(bào)文格式IPv4報(bào)文格式目錄Contents理解IP報(bào)文格式理解IP報(bào)文各字段含義學(xué)習(xí)目標(biāo)1IPv4報(bào)文格式2IPv4報(bào)文各字段含義3IPv4報(bào)文應(yīng)用方式版本（4）版本（version）1表示該數(shù)據(jù)報(bào)所使用的IP協(xié)議版本號(hào)0100IPv40110IPv6頭長(zhǎng)度（4）頭長(zhǎng)度（IHL）2指明“報(bào)頭區(qū)”的長(zhǎng)度單位是32bits如：01117報(bào)頭區(qū)長(zhǎng)度為：7*32bits=224bits=28Bytes服務(wù)類(lèi)型（TOS）3區(qū)分不同的服務(wù)種類(lèi)，對(duì)傳輸速度及可靠性等方面加以控制TOS（8）優(yōu)先級(jí)可靠性吞吐量延遲總長(zhǎng)度（TotalLength）4定義了報(bào)文總長(zhǎng)，包含首部和數(shù)據(jù)，單位為字節(jié)?？傞L(zhǎng)度（16）20~65,535標(biāo)識(shí)符（Identification）5讓目標(biāo)主機(jī)確定一個(gè)新到達(dá)的分段屬于哪一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)