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1、第2讲 网络寻址技术（IPv4),教学内容: IP地址与子网掩码概述 子网划分 变长子网掩码 无类域间路由 教学重点和难点: 掌握子网划分和变长子网掩码对子网的规划方法 掌握特殊地址的含义及子网通信规则,一 、网络寻址方法及关系,MAC地址,IP地址,域名,ARP,RARP,DNS,目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP协议是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。IP 地址是按照IP 协议规定的格式，为每一个正式接入Internet 的主机所分配的、供全世界标识的唯一通信地址。 现有两个版本：IPv4（4.0版，通常称为IP地址） IPv6（6.0
2、版） 目前正在使用的IP协议是第四版的，称之为“IPv4”。IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0255，段与段之间用句点隔开。,二、IP地址与掩码概述,1.IP地址的表示方法,32位二进制数码（适于计算机存储、运算） 4个用园点隔开的十进制数（适于人读写） 例：十进制202. 112. 0. 36 计算机自动转换 二进制 11001010 01110000 00000000 00100100 11001010 01110000 00000000 00100100 十六进制 CA 70 00 24,2.IP地址的发展 IP地址从其诞生到现在已经经历了三个
3、阶段的改进，这三个阶段是： （1）分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年通过了相应的标准协议。 （2）子网的划分。这是对最基本的 编址方法的改进，其标准RFC 950在1985年通过。 （3）构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。,3.IP地址分配机构,所有的IP地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心。 InterNIC：负责美国及其他地区； ENIC：负责欧洲地区； APNIC：负责亚太地区。 我国申请IP地址要通过APNIC，APNIC的总部设在日本东京
4、大学。申请时要考虑申请哪一类的IP地址，然后向国内的代理机构提出,4.IP地址应用,互联网中的IP地址,5.IP地址封装,版本号,报头长度,服务类型,数据报长度,DF,MF,段偏移,0 3 7 15 19 31,标识,生存时间TTL,协议,报头校验和,源IP地址,目的IP地址,选项和填充（最大为40字节）,数据区,IP数据报（IP分组、IP包）,按照IP协议规定Internet上的地址共有A、B、C、D、E五类,6.IPv4地址分类,7.特殊IP地址,公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息
5、中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。 私有地址（Private address）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。 以下列出留用的内部私有地址 A类 10.0.0.0-10.255.255.255 B类 172.16.0.0-172.31.255.255 C类 192.168.0.0-192.168.255.255 测试地址：127.0.0.0,7.特殊IP地址,11.11,1111 . 1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,以下这些IP地址具有特殊的含义:,一般来说，主机号部分为全“1 ”的I
6、P地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。,0000 . 0000,网络号,网络地址,子网掩码,子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。 子网掩码的术语是扩展的网络前缀码不是一个地址，但是可以确定一个网络层地址哪一部分是网络号，哪一部分是主机号，1 的部分代表网络号，掩码为 0的部分代表主机号。子网掩码的作用就是获取主机 IP的网络地址信息，用于区别主机通信不同情况，由此选择不同路。其中 A类地址的默认子网掩码为 255.0.0.0；B类地址的默认子网掩码为 255.255.0.
7、0；C类地址的默认子网掩码为：255.255.255.0。 通信规则:同在一个网络号中的主机不用路由可以直接通信,不在同一个网络号中的主机需通过路由才能通信,子网掩码,解决：采用子网掩码来分离网络号和主机号。 子网掩码格式：32比特，网络号(包括子网号)部分全为“1”，主机号部分全为“0”。,“网络号+子网号”部分,“主机号”部分,11 11 00 . 00,11 01 11 . 01,IP地址,子网掩码,三 子网划分,因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增。带来的问题是： IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法：DHCP NAT IPV6 从主机号部分拿出几位作为子网号
8、这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。 前提：网络规模较小IP地址空间没有全部利用。 例如：三个LAN，主机数为20，25，48，均少于C类地址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C类IP地址显然有点浪费。,子网掩码计算,前面的例子中：网络号24位，子网号3位，总共27位。所以子网掩码为： 11111111 11111111 11111111 11100000 即 255 . 255 . 255 . 224 缺省子网掩码：A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0,子网地址计算,子网掩码 IP地址，结果就是该 IP地址的网络
9、号。 例如：IP地址202.117.1.207，子网掩码255.255.255.224 11001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 11111111 11111111 111 00000 11001010 01110101 00000001 110 00000,子网地址为：202.117.1.192 主机号为：15 主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联。,子网划分举例,例如：C类网络192.10.1.0，主机号部分的前三位用于标识子网号，即： 11000000 00001010 00000001 xxxy
10、yyyy,网络号+子网号,新的主机号部分,子网号为全“0”全“1”不能使用，于是划分出23-2=6个子网，子网地址分别为： 11000000 00001010 00000001 00100000 - 192.10.1.32 11000000 00001010 00000001 01000000 - 192.10.1.64 11000000 00001010 00000001 01100000 - 192.10.1.96 11000000 00001010 00000001 10000000 - 192.10.1.128 11000000 00001010 00000001 10100000 -
11、 192.10.1.160 11000000 00001010 00000001 11000000 - 192.10.1.192,子网规划举例,网络分配了一个C类地址：201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机。 试确定各子网地址和子网掩码。 1）对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址： 242025，选择5位作为子网地址，共可提供 30个子网地址。 2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求： 子网地址为5位，故还剩3位可以用作主机地址。而 235+2，所以可以满足每子网5台主机的要求。 3）子网掩码为255.255.255.248。 （11111000B
12、 = 248 ） 4）子网地址可在8、16、24、32、240共30个地 址中任意选择20个。,四 可变长子网掩码,可变长子网掩码 (VLSM，Variable Length Subnet Mask)是为了解决在一个网络系统中使用多种层次的子网化IP地址的问题而发展起来的. VLSM允许一个组织在同一个网络地址空间中使用多个子网掩码.利用VLSM可以使管理员把子网继续划分为子网，使寻址效率达到最高,可变长度子网掩码,VLSM提供了在一个主类(A、B、C类)网络内包含多个子网掩码的能力，以及对一个子网的再进行子网划分的能力。 它的优点如下： 对IP地址更为有效的使用-如果不采用VLSM，公司将被
13、限制为在一个A、B、C类网络号内只能使用一个子网掩码； 就用路由归纳的能力更强-VLSM允许在编址计划中有更多的体系分层，因此可以在路由表内进行更好的路由归纳。,可变长度子网掩码,VLSM技术对高效分配IP地址(较少浪费)以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。这在超网和网络聚合中非常有用。但是需要注意的是使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIP2，OSPF，EIGRP，IS-IS和BGP。,例如：某公司有两个主要部门：市场部和技术部。技术部又分为硬件部和软件部两个部门。该公司申请到了一个完整的C类IP地址段：210.31.233.0，子网掩码255.255.25
14、5.0。为了便于分级管理，该公司采用了VLSM技术，将原主网络划分称为两级子网（未考虑全0和全1子网）。 市场部分得了一级子网中的第1个子网，即210.31.233.0，子网掩码255.255.255.192，该一级子网共有62个IP地址可供分配。 技术部将所分得的一级子网中的第2个子网210.31.233.128，子网掩码255.255.255.192又进一步划分成了两个二级子网。其中第1个二级子网210.31.233.128，子网掩码255.255.255.224划分给技术部的下属分部-硬件部，该二级子网共有30个IP地址可供分配。技术部的下属分部-软件部分得了第2个二级子网210.31.
15、233.160，子网掩码255.255.255.224，该二级子网共有30个IP地址可供分配。,根据以上拓扑图 使用IP地址为192.16.10.0 C类网络地址 合理规划网络,如果按照常规划分子网原则 是无法用C类IP地址划分了 但是可以 VLSM 的方式划分,1：根据题意列出需要的条件： 主机： A区 30 B区 10 C区 12 G区 12 H区 60 I 区 14 J 区 60 K区 8,路由线路： E F D 各2个IP 注：一个路由分多少IP不在本文讨论范围,2：列出该IP VLSM 表,最后根据IP 尺 选择对应IP (注 图片是理论图 子网地址 主机位不能为零）,五 无类别域间路由,CIDR (Classless InterDomain Routing)对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。CIDR用 13-27位长的前缀取代了原来地址结构对地址网络部分的限制（3类地址的网络部分分别被限制为8位、16位和24位）。在管理员能分配的地址块中，主机数量范围是32-500,000，从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。,无类别域间路由（CIDR）,CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。CIDR的理念是多个C类地址块可以被组合或聚合在一起生成更大的无类别I P地址集（也就是说允许有更多的
