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1、IP地址专题IP v4基本概念n基本的IP地址是分成8位一个单元(称为8 位 位组)的32位二进制数。nIP地址中的每一个8 位位组用0255之间的 一个十进制数表示 n这些数之间用点(.)隔开 n最小的IPv4地址值为0.0.0.0，最大的地址值 为255.255.255.255 IP地址的表示方法每个IP地址共占32位（bit)，这32位被分为4个段，每一个 段占8个位（即一个字节）每个字节之间用“.”隔开。 有两种表示形式：1、十进制表示 例：192.168.0.12、二进制表示 例： 11000000.10101000.00000000. 00000001Byte2xxxxxxxxBy
2、te3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx上图表示二进制格式中的IP地址: X代表二进制的0或1 注：在实际应用中多用十进制表示，每8位二进制数对 应一位十进制数。IP地址的分类Internet组织已经将地址进行分类以适应不同 规模的网络。IP地址中的网络地址分为（A、B 、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的 第一个数字看出。网络类决定了IP地址4个字节 如何划分成网络地址和主机地址部分。A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络 主机1126224-2=16,777,214D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxx
3、xxxxxxxxxx多播224239E类11110xxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240255网络主机 B类10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 128191216-2=65534 网络 主机 C类110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 19222328-2=254注意：1、IP地址中，主机号全为0或全为1时分别作为本网络地址和广 播地址使用，所以这个特殊的 IP地址不能分配给用户使用。2、D类网络用于广播，它可以将信息同时传送到网上的所有设备，而不是点对点的信息传送，这种网络可以用来召开电视 电话会议。3、
4、E类网络常用于进行试验。4、网络管理员在配置网络时不应该采用D类和E类网络。5、IP地址可以由网络管理员手动配置，也可由安装DHCP的服务器来自动配置。DHCP 是 Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机分配协议) 特殊的IP地址地址功能网络0.0.0.0指缺省的路由，这个值用于简化IP路由表网络127.0.0.1通常指本主机，使用这个地址，应用程序可以像访问 远程主机一样访问 本主机所有网络位为0的IP 地址指本网络的某主机，如0.0.0.34将访问本网络中结点为 34的主机。所有主机位为0的IP地 址指网络本身网络或主机地址位全1指所有主机255.
5、255.255.255本网络广播169.254.x.x当网络主机设置使用DHCP功能自动获得一个IP地址时 ,当DHCP服务器发生故障或响应时间 太长,Window系 统会分配这样的IP专用IP地址n IP地址中还存在着这样的地址字段,他们只在本机构内部有效,不 会被路由器转发到公网中。这些IP地址存在的意义是：假定在一个 机构内部使用的计算机通信也是采用TCP/IP协议，那么从原则上讲，对于这些仅在机构内部使用的计算机就可以由本机构自行分配其 IP地址。这就是说，让这些计算机使用仅在本机构有效的IP地址， 而不需要向Internet的管理机构申请全球惟一的IP地址。n这些专用IP地址是：q(
6、1) 10.0.0.010.255.255.255 A 1q(2) 172.16.0.0172.31.255.255 B 16 q(3) 192.168.0.0192.168.255.255 C 256IP 地址的一些重要特点 (1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的 好处是：n第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络 号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行 分配。这样就方便了 IP 地址的管理。n第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转 发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路 由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所 占的存储空间。 IP 地址
7、的一些重要特点 (2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一 条链路的接口。 n当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必 须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多接口主机 (multihomed host)。n由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它 才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络） ，因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。 IP 地址的一些重要特点 (3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网 仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样 的网络号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id
8、的网络，范围很 小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的 广域网，都是平等的。 编址实例 在组网过程中怎么来分配IP地址呢?任务：考虑一个大的组织，它建有4个物理网络， 现需要通过路由器将这4个物理网络组成专用的IP互联 网。选择IP地址类别： 在为每台主机分配IP地址之前，首 先需要按照每个物理网络的规模为它们选择IP地址类别 。小型网络选择C类地址，中型网络选择B类地址，大型 网络选择A类地址。实际上，由于一般物理网络的主机 数都不会超过6万台，因此，A类地址很少用到。编址实例 在上面所述的专用互联网中，如果3个是小型网络，一个是中型网络， 那么，可以为3个小型网络分配3个C类地址（如202
9、113270、202 113280和202113290），为一个中型网络分配一个B类地址（如 12821100）。编址实例 在互联网上的主机和路由器分配具体IP地址时需要注意：（1）连接到同一网络中所有主机的IP地址共享同一 netid。在图中，计算机A和计 算机B都接入了物理网络1，由于网络1分配到的网络地址为202113270，所以 ，计算机A和B都应共享20211327这个 netid。编址实例 （2）路由器可以连接多个物理网络，每个连接都应该拥有自己的IP地址，而且该 IP地址的netid应与分配给这个网络的netid相同。如图所示，由于路由器R分别连接202113270、202113
10、280和128211 00三个网络，因此该路由器被分配了3个不同的IP地址。其中连接网络1的IP地址要 具有网络1的netid（20211327），而连接其他网络的IP地址则必须具有所联网络的 netid。编址实例 子网的划分n思考1：q假设一个公司网络内有500台主机，此时分配 一个C类网IP地址是不够的，为什么？q若分配一个B类网IP，又会产生大量的浪费， 为什么？n解答：q一个C类IP可以容纳254台主机,所以不够q一个B类IP可以容纳65534台主机,此是有 65034个地址浪费,使用率不到1%子网的划分n思考2：q假设一个公司网络内有60000台主机，此时分 配一个B类网IP地址是足
11、够的，但这样会带来什么 样的问题？n带来的问题：q一个B类网络可以容纳的主机数量为65534， 但整个网络处于同一个广播域，如果有大量的广 播信息存在，将会导致网络拥塞上划分子网的目的n如果我们将一个网络划分成若干个子网,会有 以下的好处:q1、 使IP地址应用更有效q2、将原有同处于一个网段上的主机分成不同 的网段或子网，同时也将原来的一个广播域划分 成若干个较小的广播域4.3.2 划分子网的方法n为了创建一个子网地址，网络管理员从标准IP地址的主 机号部分“借”位并把它们指定位为子网号部分。n实例2：假设有一个网络号为202113260的C类网络，可以借 用主机号部分的3位来划分子网，其中
12、子网号、主机号范围、可容 纳的主机数、子网地址、子网广播地址如下表所示。4.3.2 划分子网的方法默认的子网掩码nA类：255.0.0.0nB类：255.255.0.0nC类：255.255.255.0 变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告 192.168.1.0子网小结n子网划分这项技术是用来把一个单一的IP网 络地址划分成多个更小的子网。n子网掩
13、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。n无论划分成多少个子网，对外来看还是同一 个网络。划分为三个子网后对外仍是一个网络 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23 145.13.21.9 145.13.21.8子网 145.13.21.0子网 145.13.3.0子网 145.13.7.0所有到达网络 145.13.0.0 的分组均到达 此路由器网络 145.13.0.0R1R3R2无类域间路由（CIDR）nCIDR减少了路由表的规模，增了网络
14、的可扩展性 。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由 198.168.0.0/16CIDR（无类型域间选路，Classless Inter-Domain Routing）是一个在Internet上创建附加地址的方法， 这些地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给 客户 CIDR 标记法 IP 地址子网掩码子网掩码 1的数量 CIDR表示的 IP地址 255 . 255 . 240 . 0255 . 255 . 240 . 0 11111111 11111111 11110000 0000000010 . 217 . 123 .
15、710 . 217 . 123 . 7 00001010 11011001 01111011 000001118 + 8 + 4 + 0 = 2010.217.123.7/2010.217.123.7/20IP地址聚合设计nIP地址聚合，就是把两个小网络合并为一个 大网络，主要是通过修改子网位实现。通俗 点说就是合为一个网段。n要计算IP地址聚合后的地址，其实就是比较 几个IP的网络前缀，相同的部分有多少位， 这多少位就是聚合后的IP，子网掩码就是把 相同的网络前缀变为1，剩下的为0，算出十 进制就可以了。 n例1：某企业分配给产品部的IP地址块为 192.168.31.192/26，分配给市场部的IP地址块 为192.168.31.160/27，分配给财务部的IP地址 块为192.168.31.128/27，那么这三个地址块经 过聚合后的地址为（ ） A、192.168.31.0/25 B、92.168.31.0/26 C、192.168.31.128/25 D、192.168.31.128/26 n此例三个IP聚合： 192.168.31.192
