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1、1,实验基础（1）,王盛邦 ,本章内容,IPv4地址 常用命令行命令 协议分析软件 网络仿真软件 绘制拓扑图 路由器、交换机原理 实验报告的书写要求,3,IPv4地址表示,在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制地址 如：11001010 01110010 11001110 11001010 为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示。 如：11001010.01110010.11001110.11001010 用点分开的每个字节的数值范围是0-255，称为“点分十进制表示法” 如： 202.114.206.202,4,IPv4地址结构,IPv4的IP地址包括两个
2、部分：NETID和HOSTID, NETID标识一个网络. HOSTID标识在该网络上的一个主机。 IP地址格式：NetID + HostID 网络标识(NetID)：表示主机所在网络； 主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。,Net ID,Host ID,5,IPv4 A类地址,A 类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络 A 类网络 ID 的前缀长度只有 8 位 剩余的 24 位可用来标识16,777,214 个主机 ID 较短的前缀长度使可接受 A 类网络 ID 的网络数量限制为 126 个,网络ID位,主机ID位,6,IPv4 A类地址,A 类网络 ID 的最高位为 0
3、，A 类网络 ID 的数量从 256 个减少到 128 个 首八位设置成 00000000 的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留的网络 ID 首八位设置成 01111111（十进制的 127）地址是不能被分配的，因为是为环回地址保留的 后面两个约定将 A 类网络 ID 的数量从 128 个减少到 126 个,0 0 0 0 0 0 0 0,0 1 1 1 1 1 1 1,0,127,网络ID位,主机ID位,A类地址范围(1.0.0.0到126.255.255.255),7,IPv4 B类地址,B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络 其中 14 位表示 B 类网络 ID，16 位表示主机
4、 ID B 类地址可以分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机,网络ID位,主机ID位,B类地址(128.1.0.0-191.254.255.255),8,IPv4 C类地址,C 类地址被分配给小型网络 C 类地址的三个最高位为 110，前 24 位中剩余21位指定特定的网络，后 8 位指定特定的主机 可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以有 254 个主机。,网络ID位,主机ID位,C类地址 (192.0.1.0-223.255.255.255),9,IPv4 D类地址,D 类地址是为 IPv4 多播地址保留 D 类地址的四个最高位为 1
5、110 D 类地址的地址范围是224.0.0.0-239.255.255.255,0,255,255,255,0,0,网络ID位,主机ID位,D类地址 (224.0.0.0-239.255.255.255),10,IPv4私有IP地址,10.0.0.010.255.255.255 1个A类地址 172.16.0.0172.31.255.255 16个连续的B类地址 192.168.0.0192.168.255.255 256个连续的C类地址 这些私有地址常被用于局域网内部地址,全局IP地址：用于因特网公共主机 专用IP地址：仅用于组织的专用网内部本地主机,11,IPv4地址特殊表示,网络地址（
6、“0”地址） 主机号全为0的IP地址表示某网络号的网络本身 广播地址（“1”地址） 主机号各位全为1的IP地址表示本网广播或称为本地广播 回环地址 A类地址第一段十进制数值为127是保留地址，用于环路反馈等测试。如127.0.0.1代表本机地址 全“0”地址 整个IP地址全为0代表一个未知的网络如：0.0.0.0。在路由器的配置中，用于默认路由的配置,12,网络掩码,作用：标识一个IP地址的网络号范围 结构： 掩码长度32bit，由一串1和紧随的一串0组成。1对应于IP地址中的网络号（子网号），0对应于IP地址中的主机号,A类地址掩码,B类地址掩码,C类地址掩码,13,有类网络地址面临的问题,
7、网络ID位,主机ID位,C 类地址,每个C类网络拥有主机数目：28-2=254,（1）当网络中主机数目少于254台时，将浪费254-N个IP地址空间（N为网络内主机数量）,（2）当网络中主机数目多于254台时，则IP地址不够使用,（3）C类空间不够时，则只能分配B类网络IP给主机使用，类似于第1种情况的计算，有可能浪费空间更大:浪费216-N,14,子网掩码与子网划分,子网掩码：是一个与IP地址相对应的32位的数，掩码中的各个位与IP地址的各个位相对应 如果IP地址的一个位对应的子网掩码位为1，那么该IP地址的位属于地址的网络部分。如果IP地址中的一个位对应的子网掩码比特为0，那么该IP地址位
8、属于主机部分 子网掩码取代了传统的地址类别来决定一个比特是否属于地址的网络或主机部分。这样也就能够实现对一个网络进行子网划分,11001010 01110010 11001110 11001010,11111111 11111111 11111111 00000000,掩码 ： 255.255.255.0,地址： 202.114.206.202,15,子网掩码与子网划分,划分子网：可以提高IP地址的利用率，减少在每个子网上的网络广播信息量，使互连网络更加易于管理 存在问题：子网划分使一些地址不能使用（主机号全0和全1的地址不能用），造成了地址浪费 子网与主机个数计算 子网个数的计算方法：子网个
9、数2子网位数2 每个子网主机个数的计算：主机个数2主机个数2,16,子网划分,网络ID位,主机ID位,子网化C 类地址,子网ID位,网络ID位,主机ID位,C 类地址,子网掩码,C 类网络掩码,通过缩短主机空间位数，减小了容纳主机数量，达到减小地址空间浪费的目的，使网络的划分更灵活,17,IP地址的表示方式,192.168.1.0 不表示一个具体IP地址，而是表示一网段的网络地址 192.168.1.255 表示一个广播地址 192.168.1.1/24 用CIDR表示的IP，斜扛后的数字表示掩码的高24位为1，其余为0,18,计算IP的网段号,使用给定的掩码与IP地址进行逻辑与操作，计算的结
10、果就IP地址的网络号,11001010 01110010 11001110 11001010,网络号：202.114.206.0,掩码 ： 255.255.255.0,11111111 11111111 11111111 00000000,地址：202.114.206.202,11001010 01110010 11001110 00000000,逻辑与,结果,19,判断主机是否在同一网段,10101100 00010000 00011110 01100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码 :255.255.192.0,11111111 11111111 11000000 00000
11、000,IP地址：172.16.30.100,10101100 00010000 00000000 00000000,逻辑与,结果,10101100 00010000 00010100 01100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码 :255.255.192.0,IP地址：172.16.20.100,逻辑与,结果,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 00000000 00000000,20,10101100 00010000 00011110 01100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码 :255.2
12、55.192.0,11111111 11111111 11000000 00000000,IP地址：172.16.30.100,10101100 00010000 00000000 00000000,逻辑与,结果,10101100 00010000 01010000 01100100,网络号：172.16.64.0,子网掩码 :255.255.192.0,IP地址：172.16.80.100,逻辑与,结果,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 01000000 00000000,判断主机是否在同一网段,21,网络IP划分实例
13、,实例 网吧新建4个机房，每个机房有25台机器，给定一个网络地址空间：192.168.10.0，现需要将其划分为4个子网。要求尽可能做到IP地址的最小浪费，而且要满足现有IP地址需求,22,分析：192.168.10.0是一个C类的IP地址，标准掩码为255.255.255.0，如下图所示,网络IP划分实例,23,网络IP划分实例,要划分为4个子网必然要向最后的8位主机号借位，需考虑借那几位的问题 实际要求中有4个机房，每个房间有25台机器，也就是需要4个子网，每个子网下面最少25台主机 依据子网内最大主机数来确定借几位。依公式 2n-2 = 最大主机数，求最小n值 2n-2 = 25，满足该
14、不等式的n为5，相对应的子网需要借3位。如下图所示,24,网络IP划分实例,25,网络IP划分实例,确定了子网部分，前面的网络部分不变，最后的8位如下图所示,26,得到6个可用的子网地址：全部转换为点分十进制表示 11000000 10101000 00001010 00100000 = 192.168.10.32 11000000 10101000 00001010 01000000 = 192.168.10.64 11000000 10101000 00001010 01100000 = 192.168.10.96 11000000 10101000 00001010 10000000 =
15、 192.168.10.128 11000000 10101000 00001010 10100000 = 192.168.10.160 11000000 10101000 00001010 11000000 = 192.168.10.192 子网掩码： 11111111 11111111 11111111 11100000 = 255.255.255.224 这就得出了所有子网的网络地址,网络IP划分实例,27,注意在一个网络中主机地址全为0的IP是网络地址，全为1的IP是网络广播地址，不可占用。所以得到的子网地址和子网主机地址如下： 子网1 192.168.10.32 掩码: 255.25
16、5.255.224 主机IP: 192.168.10.3362 子网2 192.168.10.64 掩码: 255.255.255.224 主机IP: 192.168.10.6594 子网3 192.168.10.96 掩码: 255.255.255.224 主机IP: 192.168.10.97126 子网4 192.168.10.128 掩码: 255.255.255.224 主机IP: 192.168.10.129158 子网5 192.168.10.160 掩码: 255.255.255.224 主机IP: 192.168.10.161190 子网6 192.168.10.192 掩码: 255.255.255.224 主机IP: 192.168.10.193222 只要取出前面的4个子网就可以满足要求,网络IP
