1、IP地址专题,IP v4,基本概念,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。 IP地址中的每一个8 位位组用0255之间的一个十进制数表示 这些数之间用点(.)隔开 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. 00000001,上图表示二进制格式中的IP地址: X
2、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。,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、E类网络常用于进行试验。 4、
3、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,专用IP地址,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
4、构申请全球惟一的IP地址。 这些专用IP地址是： (1) 10.0.0.010.255.255.255 A 1 (2) 172.16.0.0172.31.255.255 B 16 (3) 192.168.0.0192.168.255.255 C 256,IP 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： 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。 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
5、减小了路由表所占的存储空间。,IP 地址的一些重要特点,(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。 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)。 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
6、网络号 net-id 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（
7、如202113270、202113280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、20211
8、3280和12821100三个网络，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,思考1： 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？ 若分配一个B类网IP，又会产生大量的浪费，为什么？,解答： 一个C类IP可以容纳254台主机,所以不够 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,思考2： 假设一个公司网络内有60000台主机，此时分配一个B类网IP地址是足够的，但
9、这样会带来什么样的问题？,带来的问题： 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,如果我们将一个网络划分成若干个子网,会有以下的好处: 1、 使IP地址应用更有效 2、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,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。,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，其中子网号、主机号范围、
10、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,A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0,变长子网掩码（VLSM）,192.168.1.32/27,192.168.1.64/27,192.168.1.96/27,192.168.1.128/27,192.168.1.160/30,192.168.1.164/30,192.168.1.168/30,192.168.1.172/30,ISP,通告 192.168.1.0,子网小结,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。 子网
11、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。 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,145.13.3.10,145.13.3.11,145.13.3.101,145.13.7.34,145.13.7.35,145.13.7.56,145.13.21.23,145.13.21.9,145.13.21.8,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 145.13.0.0,R1,R3,R2,无类域间路由（CIDR）,CID
12、R减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。,CIDR（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地址聚合设计,IP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。 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。,例1：某企业分配给产品部的IP地址块为192.16
13、8.31.192/26，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,此例三个IP聚合： 192.168.31.192 192.168.31.160 192.168.31.128 比较，相同的部分均为192.168.31，总共24位相同，最后一组换成二进制再比较： 192.168.31.11000000 192.168.31.1
14、0100000 192.168.31.10000000 比较得出，总共25位相同，那么，聚合后的IP（网络前缀）就为192.168.31.10000000，将10000000转为十进制为128，聚合后的IP就是192.168.31.128。可直接写成192.168.31.128/25。 因为有25位相同，也以，子网掩码网络号就是25位，主机号剩下7位，网络号全为1，主机号全为0， 即11111111.11111111.11111111.10000000，转换为十进制，255.255.255.128。,例子,例1：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那
15、么子网掩码是怎样来区分网络标识和主机标识的呢。 答： 用“与”运算。将十进制转换成二进制进行与运算IP地址：11000000 10101000 00001010 00000010 子网掩码：11111111 11111111 11111111 11110000 AND运算： 11000000 10101000 00001010 00000000 则可得其网络标识为192.168.10.0，主机标识为2。,例子,例2： 有一IP地址为192.168.10.252，子网掩码为255.255.255.240 另一个IP地址为192.168.10.238,子网掩码为255.255.255.240 判断
16、两个IP是否在同一个网段,练习1,1、网络的子网掩码为255.255.224.0给出IP地址，求子网地址和主机地址,练习2,你已被分配128.45.0.0的B类IP地址，需要建立 10个子网，完成下列问题： 1、定义10个子网，需要（ 4 ）屏蔽位。 2、定义允许创建10个子网的子网掩码( 240)。,172.168.34.56/20，一共划分为了多少个子网，各子网可以包含多少台主机。 B类IP借了四位划分子网,所以划分的子网数为:16 主机位还剩12位,所以可以表示212-2台主机,练习3,思考,为什么计算IP主机地址时要减2，而计算子网数目时不减2呢？ IP地址减2的原因是主机ID不能全为
17、0也不能全为1；子网就不存在这个问题。,练习4,现有172.16.0.0/16的网段，要对网段进行子网划分，且要求划分后的子网数量至少大于60，那么划分后的子网最多能容纳多少台主机？ 26=64,所以需要借6位,主机地址还剩10位,所以划分后每个子网最多能容纳210-2=1022台主机,练习5,现有192.168.0.0/24的网段，要对该网段进行地址规划，要求每个子网能容纳16台主机，那么划分后能有多少个子网?,练习6,IP地址192.168.1.200，子网掩码是255.255.255.224，要求计算其网络地址、主机地址和广播地址。 分析：把子网掩码换算成2进制，1对应的部分是网络地址，
18、0对应的部分是主机地址，把主机地址各位全部变成1就是广播地址。 因此首先把255.255.255.224换算成2进制，就是11111111.11111111.11111111.11100000，然后把IP地址也换算成2进制，就是11000000.10101000.00000001.11001000，因此可以得到 网络地址就是11000000.10101000.00000001.11000000，即192.168.1.192； 主机地址就是00001000，即8； 而广播地址就是11000000.10101000.00000001.11011111，即192.168.1.223。,练习7,一个公司有10个部门，要求给每个部门划分不同的网段，但是都在192.168.1.0/24这个大网内，并且每个部门要容纳20台计算机。请为这个公司选择子网掩码。 选项：A）255.255.255.192 选项：B）255.255.255.224 选项：C）255.255.255.240 选项：D）不能实现,
