第8章ip基础与寻址【网络概论word】

第四篇TCP/IP协议篇（包含第8、9、10、11、12章）第8章IP基础与定址网络层的主要功能1、定址（ADDRESSING）为网络设备决定名称或地址的机制。2、路由（ROUTING）决定信息包在数个网络之间的传送路径。协议包括TCP/IP的IP（INTERNETPROTOCOL）、NETWARE的IPX（INTERWORKPACKETEXCHANGE）等等。81IP基础IP的功能1、IP信息包的传送。2、IP信息包的分割与重组。811传送IP信息包IP两种机制1、IP定址2、IP路由器1、IP定址网络上的各种设备必须有一个独一无二的IP地址且IP分配具有合理性。2、IP路由IP地址必须与路由器相互配合，完成IP信息包的传送，此种机传送机制称为IP路由（IPROUTING）。非连接式的传递特性IP信息包传送时，来源与目的的设备双方不须事先沟通，即可将IP信息包送达。以达到将过程简单化，提高传输的效率。812分割与重组IP信息包分割后的IP信息包，由目的设备重组，恢复成原来IP信息包的模样。813IP信息包的结构IP信息包由两部分组成1、IP报头记录有关IP地址、路由、信息包识别等信息。2、IPPAYLOAD载送上层协议的信息包。IP报头中的信息1、IP信息包的目的地址2、IP信息包的来源地址3、上层协议4、IP信息包标识码5、分割与重组相关信息6、存活时间TIMETOLIVE，TTL）主要是限制信息包在路由器之间的传送的次数，当路由器收到存活时间为1的IP信息包时，便直接将之丢弃，不再传送出去。82IP信息包的传递模式根据目的地址的不同，分为3种传递模式1、单点传送2、广播传送3、多点传送821单点传送（UNICAST）822广播传送（BROADCAST）823多点传送（MULTICAST）83IP地址表示法IP地址是一个长度为32BITS的二进制数值。总共有32个0/1为方便使用及记忆，一般使用下的方法1、首先以8BITS为单位，将32BITS的IP地址分成4段。每一段是8BIT2、将各段的二进制数值转换成十进制，再以“”隔开以利阅读2037420511184IP地址的等级由于路由与管理上的需求，因此制定了IP地址的等级（CLASS。841IP地址的结构IP地址是由网络地址与主机地址两部分组成1、网络地址NETWORKADDRESS，NETWORKID）位于IP地址的前段，用来识别所属的网络2、主机地址HOSTADDRESS，HOSTID）位于IP地址的后段，用来识别网络上的个别的设备842三种常见的地址等级共有5种IP地址的等级，常用的有三种等级CLASSA、B、C，适用于大、中、小型网络。1、CLASSA网络地址的长度为8BITS，最左边的BIT必须为0。共有27128个主机地址32824个，可资运用主机地址有22416777216个国家级IP地址2、CLASSB网络地址的长度为16BITS，最左边的2BTIS为前导位，必须为10即IP地址介于128000191255255255之间。可资运用的主机地址有21665536个。跨国企业或ISP级地址3、CLASSC网络地址的长度为24BITS，最左边的3BITS为前导位，必须为110，即介于192000223255255255之间。可资运用的主机地址有28256个。小型企业级IP地址。总结IP地址的规划优点1、从IP地址的前导位，便可判断出所属网络的等级，进而得知网络地址与主机地址。2、根据企业或单位的实际需求，可分配CLASSA、B、C三种等级的网络地址，让IP地址的分配更有效率。843特殊的IP地址1、主机地址全为0用来代表“这个网络”2、主机地址全为1代表网络中的全部设备，也就是“广播”的意思。3、若网络地址与主机地址都为1，即255255255255，称为“LIMITED”或“LOCAL”广播信息包。4、各个CLASS的最后1个网络地址代表“LOOPBACK”也就是除了前导位外，其余的网络地址位都是1。如CLASSA的127000便是常用的LOOPBACK地址。5、不与互联网相连的保留的私人地址。CLASSA1000010255255255CLASSB172160017231255255CLASSC1921680019216825525585子网851子网分割的原理分割子网的重点主每个子网拥有一个独一无二的子网地址，以识别子网。方法分割子网时，必须从主机地址“借用”几个BIT，作为子网的地址。原先的网络地址加上子网地址便可用来识别特定的子网。如CLASSB中的一个IP地址1689500网络地址主机地址如果现在我们使用主机地址的前3BITS作为子网地址网络地址主机地址子网地址则新的网络地址为16319BITS，用来识别该子网。可产生238个子网。如下网络地址子网地址说明从主机地址借用了3BITS后，可分割出8个子网，原可用的主机地址为21665536个，建立子网后可用的主机地址为2138192个。即子网地址必须取自主机地址，每“借用”N个主机地址的位，便会产生2N个子网。说明在实际应用中，要遵循子网地址不得全为0或1的原则。1、不可能使用1BIT作为子网地址，因为它只能建立2个子网地址，扣掉全为0或1的子网地址，即没有可用的子网。2、不能使主机地址只剩下1BIT，因为此时每个子网只能有2个主机地址，扣掉全为0或1的主机地址，就没有可用的主机地址了。852子网掩码（SUBNETMASK）子网分割产生的问题无法再利用IP地址的前导位来判断网络地址与主机地址的位数。子网掩码主要是为了解决这个问题。1、子网掩码长度为32BITS，与IP地址的长度相同。2、子网掩码必须是由一串连续的1再跟上一串连续的0所组成。如连续的连续的连续的1连续的0但不可是如下的数值不连续的3、为了方便阅读，子网掩码使用与IP地址相同的十进制来表示。如通常写作25525525504、子网掩码必须与IP地址配对使用才有意义，单独的子网掩码不具有任何意义。当子网掩码与IP地址一起时，子网掩码的1对映至IP地址便是代表网络地址位，0对映至IP地址便是代表主机地址位。如IP地址子网掩码21BITS1BITS网络地址主机地址上述的IP地址与子网掩码组合也可写成168951921/21“/”前面是正常的IP表示法，“/”后面的数字21则代表子网掩码中1的数目。说明原先使用的A、B、C三种等级的网络仍然可继续使用，只是必须额外设置对应的子网掩码如下CLASSA11111111000000000000000000000000255000CLASSB1111111111111111000000000000000025525500CLASSC111111111111111111111111000000002552552550853子网分割实例例假设A企业现有CLASSCIP地址如下IP地址11001011010010101100110100000000203742050子网掩码111111111111111111111111000000002552552550现要求你分成A1、A2、A3、A4等4个独立的网络。答分析1、若子网地址为2BITS，可形成224个子网，除去子网地址全为0与全为1的子网地址，实际上可用的子网有2个不符合要求。2、若子网地址为3BITS，可形成238个子网，除去子网地址全为0与全为1的子网地址，实际上可用的子网有6个符合要求3、所以，使用3BITS作为子网地址，此时网络地址变成24327BITS。因此新的子网掩码为4、原主机地址为8BITS，借用3BITS作为子网掩码后，主机地址为835BITS，因此可以有2532个可用的主机地址，又因主机地址不能全为0或1，所以实际上每个子网可分配的IP地址为30个。具体A1子网掩码扣除主机全为0和全为1，则可用的主机地址为子网掩码A2子网掩码A3子网掩码A41000000110011110即2037420512920374205158子网掩码20374205126A51010000110111110即2037420516120374205190子网掩码20374205126A61100000111011110即2037420519320374205222A0扣除）0000000100011110A7（扣除）1110000111111110所以如下表说明1、子网可再进一步分割成更小的子网。2、子网分割时所作的设置，都是在企业内部，可保持互联网上路由器的结构的简单性。86无等级的IP地址861CIDR原理CIDR（CLASSLESSINTERDOMAINROUTING，CIDR），无等级的IP地址划分方式，又称为超网（SUPERNET，使用子网掩码来定义网络地址，与子网分割的原理相比，两者都是使用相同的概念与技术，只是在应用上略有不同。如子网利用子网掩码重新定义“较长”的网络地址，以便将现有的网络加以分割成2N的子网。超网利用子网掩码重新定义“较短”的网络地址，以便将现有的2N的网络“合并”成为一个网络。862CIDR实例（见教材146页）87网络地址翻译网络地址翻译（NETWORKADDRESSTRANSLATION，NAT），主要的作用是为解决IP地址不足的问题，让多台计算机共用一个合法的IP地址。871网络地址翻译的原理原理当使用专用IP地址的计算机对外传送IP信息包，首先会送至具有网络地址翻译功能的路由器，并在此将IP信息包的来源地址从专用地址转为合法的IP地址后，再送到界。IP信息包从外界送入时，网络地址翻译会先判断信息包目的地，然后将目的地址从合法的IP地址转为私人地址，再送到局域网内。872网络地址翻译的注意事项网络地址翻译的优点是解决IP地址不足的问题，但也有缺点1、无法使用某些加密协议2、增加服务器的运算负担3、外界主动访问时，设置较为复杂。专用地址A客户端连接端口B共用合法地址C代表连接端口D一、选择题1（）IPV4的地址长度是（1）16BITS（2）24BITS（3）32BITS（4）40BITS2（）CLASSC网络的主机地址长度是（1）8BITS（2）16BITS（3）24BITS（4）32BITS3（）CLASSB网络的子网掩码若为2552552240，代表主机地址长度是（1）8BITS（2）10BITS（3）13BITS（4）16BITS4（）若要以CIDR的方式合并8个CLASSC