tcpipchapter4ipaddressing

1、chapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addresseslprivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）ip addresslip address建设北路建设北路一一环环路路network idnetwork idip address structurel32-bit binary addresslhierarchic

2、al address（分层地址）（分层地址） (compare: flat address，平面地址，平面地址)host idhost idhosthostx xnetnet1 1netnet2 2netnet3 3ip address spacel地址空间（地址空间（ address space ）：）：the total number of addresses used by the protocolip address notationldotted-decimal notation（点分十进制记法）（点分十进制记法）+ +ip address notationlhexadecimal

3、notation（十六进制记法）：（十六进制记法）：每每4bit 1个十六进制数字个十六进制数字binary decimallbinary decimalldecimal binary8位二进制数位二进制数十进制数十进制数 （0 255）8 8位二进制数位二进制数对应的十进制数范围对应的十进制数范围1 1个字节个字节二进制二进制 十六进制十六进制 十进制十进制十六进制十六进制二进制二进制012345678910(a)11(b)12(c)13(d)14(e)15(f)00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011111

4、212101012 12 * * + 10 = 202 + 10 = 202十十进制进制 十六进制十六进制 二二进制进制十六进制十六进制二进制二进制012345678910(a)11(b)12(c)13(d)14(e)15(f)0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111c ca a202202161612121616424232321010商商余数余数example1.change the following ip address from binary notation to dotted-decimal

5、notation.10000001 00001011 00001011 11101111chapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addresseslprivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）classful iplip address space is divided into 5 classes:la、b、c、d、

6、e loccupation of the address spaceaddress spaceclass地址空间地址空间percentage(%)a231=2,147,483,64850b230=1,073,741,82425c229=536,870,91212.5d228=268,435,4566.25e228=268,435,4566.25如何分辨地址类型？如何分辨地址类型？lclassful address is divided into netidnetidhostidhostidclassful iplclass alclass blclass clclass dlclass e1

7、1 1 1 0 0netidnetidhostidhostid0 0netidnetidhostidhostid1 1 0 0netidnetidhostidhostid1 1 1 1 1 1 0 0multicastmulticast1 1 1 1 1 1 1 1reserved for future usereserved for future use0.0.0.0 127.255.255.2550.0.0.0 127.255.255.255128.0.0.0 191.255.255.255128.0.0.0 191.255.255.255192.0.0.0 223.255.255.255

8、192.0.0.0 223.255.255.255224.0.0.0 239.255.255.255224.0.0.0 239.255.255.255240.0.0.0 255.255.255.255240.0.0.0 255.255.255.255a 类地址类地址la类地址适应于大型网络类地址适应于大型网络netidnetid 0 0 字节字节1 1字节字节2 2字节字节3 3字节字节4 4hostidhostid 0 000000000000000全全0 0 0 011111111111111全全1 1b 类地址类地址字节字节1 1字节字节2 2字节字节3 3字节字节4 4netidnet

9、idhostidhostid 10 10全全0 0 10 10000000 000000 0000000000000000全全1 1 10 10111111 111111 1111111111111111c 类地址类地址字节字节1 1字节字节2 2字节字节3 3字节字节4 4netidnetidhostidhostid110110111111111111111111011011111 11111111 1111111111111 11111111 11111111000000000000000011011000000 00000000 0000000000000 00000000 000000

10、00d 类和类和e 类地址类地址字节字节1 1字节字节2 2字节字节3 3字节字节4 4多播地址多播地址11101110111011100000 00000000 00000000 000000000000 00000000 00000000 00000000111011101111 11111111 11111111 111111111111 11111111 11111111 11111111保留以后使用保留以后使用11111111111111110000 00000000 00000000 000000000000 00000000 00000000 000000001111111111

11、11 11111111 11111111 111111111111 11111111 11111111 11111111recognizing classeslin binary notationlkey: the first few bits 0 010101101101110111011111111second bytesecond byte third bytethird bytefourth bytefourth byte提取提取 netid（hostid）l首先根据首先根据ip地址判断地址的类型地址判断地址的类型 recognizing classesl根据地址类型，进一步确定根据地

12、址类型，进一步确定netid（或者（或者hostid）exercises1.确定一个确定一个ip地址的类地址的类2.提取提取 netid 和和 hostid0 . 0 . 0 . 00 . 0 . 0 . 0128 . 0 . 0 . 0128 . 0 . 0 . 0192 . 0 . 0 . 0192 . 0 . 0 . 0224 . 0 . 0 . 0224 . 0 . 0 . 0240 . 0 . 0 . 0240 . 0 . 0 . 0127 . 255 . 255 . 255127 . 255 . 255 . 255191 . 255 . 255 . 255191 . 255 . 2

13、55 . 255223 . 255 . 255 . 255223 . 255 . 255 . 255239 . 255 . 255 . 255239 . 255 . 255 . 255255 . 255 . 255 . 255255 . 255 . 255 . 255 exercises: solutionl142.34.2.17 exercises: solution（cont.）l208.57.128.30classes and blocksleach class is divided into a fixed number of （块）（块）with each block having

14、a fixed size.l分类地址按照分类地址按照地址块地址块进行进行分配分配lin class a, b, c: blocks in class ablocks in class cclasses and blocks块数块数每一块的地址空间每一块的地址空间the special blockto be designed forclass a28-1=12822416,777,2163 blockslarge organizationclass b216-2=1628421665,53616 blocksmiddle organizationclass c224-3=2,097,152282

15、56256 blockssmall organizationclass d1class e1classes and blockslnotes：chapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addresseslprivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）special addressesspecial addressnetid

16、hostidsource or destinationnetwork addressspecificall 0snonedirect broadcast addressspecificall 1sdestinationlimited broadcast addressall 1sall 1sdestinationthis host on this networkall 0sall 0ssourcespecific host on this networkall 0sspecificdestinationloopback addressnetwork addressl网络地址网络地址网络地址网络

17、地址l是地址块的第一个地址，指派给某个组织是地址块的第一个地址，指派给某个组织的地址的地址l“组织组织”而非而非internet连接连接 不能用作不能用作ip地地址分配址分配l从网络地址就可以自动推导出地址范围从网络地址就可以自动推导出地址范围direct broadcast addressl直接广播地址直接广播地址(a,b,c类类)limited broadcast addressl受限广播地址受限广播地址this host on this networkl这个网络上的这个主机这个网络上的这个主机specific host on this networkl这个网络上的特定主机这个网络上的特定

18、主机loopback addressl回送地址回送地址process 1process 1process 2process 2tcp or udptcp or udpipipchapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addresseslprivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）private address（专用地址）

19、（专用地址）lfor private use: the private address are not recognizes globally.lto be used a10.1b172.16172.3116c192.168.0192.168.255256ip地址分配地址分配linternet编址管理机构编址管理机构大型isp大型isp本地本地ispisp本地本地ispisp单位单位个人个人number of networks and hosts为每个网络分配唯一的为每个网络分配唯一的net id为运行为运行tcp/ip的主机和路由器的主机和路由器分配网内唯一的分配网内唯一的host idcl

20、assabcnetwork #27-2 = 126214 = 16384221 = 2097152host # per network224-2 = 16777214216-2 = 6553428-2 = 254专用网络地址分配专用网络地址分配lprivate network（私有网，专用网）（私有网，专用网）l不需接入不需接入internet，但需要用，但需要用tcp/ip通信通信multihomed deviceslmultihomed host（多接口主机）（多接口主机）lcan be attached to one or more networkslone interface one

21、ip addressunicast, multicast, and broadcast addresslunicast（单播）（单播）unicast, multicast, and broadcast addresslbroadcast（广播）（广播）sample internet思考思考l路由器的一个接口接在两个路由器的一个接口接在两个ip网上的可能性网上的可能性l路由器的多个接口接在一个路由器的多个接口接在一个ip网上的可能性网上的可能性chapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addr

22、esseslprivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）subnetting（子网）（子网） & maskl分类地址的缺陷分类地址的缺陷subnettinglsubnetting (子网划分子网划分)la given ip network is divided into a set of subnets（子网）（子网）l多个物理网共享同一个多个物理网共享同一个ip前缀前缀 hierarchy hierarchynet id

23、net idhost idhost idwhy subnetting？ mask（掩码）（掩码）lsubnettingkey termslnetwork子网中的子网中的特殊地址特殊地址：子网网络地址，子网广播地址子网网络地址，子网广播地址key terms （cont.）l网络号网络号 vs. 网络地址网络地址l网络号（网络号（net id）：）：ip地址的一个地址的一个组成部分组成部分l网络地址网络地址（net address）：）：一个一个ip地址地址key terms （cont.）lip地址：地址：contiguous vs. noncontiguous masklnoncontigu

24、ous maskmask presentationldecimal point notationl255.255.255.192lnetid + subnetid = 26 bits，hostid = 6 bitsnetwork and subnet presentationlmajor network（a、b、c类网络）类网络）l20.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.0/8l160.2.0.0 255.255.0.0 160.2.0.0/16l200.15.12.0 255.255.255.0 200.15.12.0/24andand operation足够的信息足够的信息l给

25、定一个给定一个ip地址和掩码，希望获得足够网地址和掩码，希望获得足够网络信息：络信息：有关子网的计算（有关子网的计算（1）l给定给定ip地址与掩码，确定地址与掩码，确定子网地址子网地址：example：short-cut method 有关子网的计算（有关子网的计算（2）l给定给定ip地址，确定地址，确定子网数子网数l默认掩码和子网掩码默认掩码和子网掩码l找出：子网掩码比默认掩码找出：子网掩码比默认掩码增加增加的的1的个数的个数n1 subnetid的位数的位数l子网数子网数2n1再看再看“确定子网地址确定子网地址”第三种方第三种方法法l规则规则：（子）：（子）网络地址值是该网络地址数目的整数

26、倍网络地址值是该网络地址数目的整数倍l原因：网络地址原因：网络地址hostid全为全为0有关子网的计算（有关子网的计算（3）l确定子网的确定子网的地址范围地址范围exercises11.最小的最小的ip子网的掩码是多少？子网的掩码是多少？exercises22. 分别以分别以255.255.255.224和和255.255.255.248为掩码值时，以下为掩码值时，以下ip地址中哪些是子网地址？哪地址中哪些是子网地址？哪些是子网广播地址？哪些是主机地址？些是子网广播地址？哪些是主机地址？x.y.z.0，x.y.z.8，x.y.z.15，x.y.z.31，x.y.z.96solutionlx.y

27、.z.0, x.y.z.8, x.y.z.15, x.y.z.31, x.y.z.96 00000000 00001000 00001111 00011111 01100000solution（cont.）lx.y.z.0, x.y.z.8, x.y.z.15, x.y.z.31, x.y.z.96l255.255.255.248using ip address有关子网的计算（有关子网的计算（4）l子网设计（子网设计（ subnetting ）步骤（）步骤（定长掩定长掩码码） ：subnetting example 11.某公司分到某公司分到 地址地址201.70.64.0 (class c)

28、，该公司需要该公司需要6个子网。试设计子网方案个子网。试设计子网方案example 1：确定各子网的地址范围：确定各子网的地址范围subnetting example 2l一个具有一个具有a类地址类地址的组织需要至少的组织需要至少1000个子网，试个子网，试找出子网掩码和每个子网的配置。找出子网掩码和每个子网的配置。l分析分析range of addresses in example 2discussion地址类别地址类别net id 位数位数子网数子网数 subnet id 位数位数主机数主机数 host id 位数位数地址类别地址类别 net id 位数位数主机数主机数 host id 位

29、数位数子网数子网数 subnet id 位数位数subnetting example 3l一个具有一个具有a类地址的组织的每个子网最多需要分配类地址的组织的每个子网最多需要分配1000个个ip地址，试找出子网掩码。地址，试找出子网掩码。l分析分析discussionl子网数量子网数量 subnet id 位数位数子网划分方法子网划分方法lfix length subnetting（定长子网划分定长子网划分）l共享同一共享同一ip网络前缀（网络前缀（net id + subnet id）的子网）的子网大小相同大小相同l划分依据：子网数量与子网内主机数量折中划分依据：子网数量与子网内主机数量折中l

30、特点：划分简单，地址分配较特点：划分简单，地址分配较浪费浪费subnetting example 4l每个物理网络所需的每个物理网络所需的ip地址地址数量数量example 4 定长划分定长划分l依据：依据：l子网数子网数5subnetid 3bitl主机数主机数63 hostid 6bit假设使用假设使用b b类地址块类地址块 net 1: 129.1.0.0/26net 1: 129.1.0.0/26net 2: 129.1.0.64/26 net 2: 129.1.0.64/26 net 3: 129.1.0.128/26 net 3: 129.1.0.128/26net 4: 129.

31、1.0.192/26net 4: 129.1.0.192/26 net 5: 129.1.1.0/26 net 5: 129.1.1.0/26example 3 变长划分变长划分lnet 1 mask =lnet 2 mask = lnet 3 mask =lnet 4 mask = lnet 5 mask =lip地址总空间：地址总空间： 32+8+64+64+64 = 232discussion 1lnet 1(/27)：211.1.0.0/27l211.1.0.0 211.1.0.31discussion 2l为为net 4分配分配ip地址地址l211.1.0.128/26（211.1.

32、0.128 211.1.0.191）assign ip addresslnet 2：211.1.0.32/29lnet 4：211.1.0.128/26example 5 编址技巧编址技巧lnet 1 mask =lnet 2 mask = lnet 3 mask =lnet 4 mask = lnet 5 mask =lip地址总空间：地址总空间： 8+64+64+16+64 = 232为什么为什么1个个c类类地址块不够用？地址块不够用？为什么为什么1个个c类地址块不够用？类地址块不够用？lnet 1: 211.1.0.0/29lnet 2: 211.1.0.64/26lnet 3: 211

33、.1.0.128/26lnet 4: 211.1.0.192/28lnet 5：？：？l第一个掩码：第一个掩码：/26，将某个，将某个c类地址空间分为类地址空间分为4个个1级子网级子网（地址空间（地址空间64）l第二个掩码：第二个掩码：/28，将剩下的某个，将剩下的某个1级子网地址空间分为级子网地址空间分为4个个2级子网（地址空间级子网（地址空间16）l第三个掩码：第三个掩码：/29，将剩下的某个，将剩下的某个2级子网分成级子网分成2个个3级子网级子网（地址空间（地址空间8）example 5 编址技巧编址技巧example 5 编址技巧编址技巧l按照子网地址空间需求的大小，按照子网地址空间需

34、求的大小，从大到小逐次确定变长掩码长从大到小逐次确定变长掩码长度度l按照掩码长度从小到大，划分按照掩码长度从小到大，划分地址块地址块examplelan organization is granted a block of addresses with the beginning address 14.24.74.0/24. there are 23224= 256 addresses in this block. the organization needs to have 11 subnets as shown below:ltwo subnets, each with 64 addres

35、ses.ltwo subnets, each with 32 addresses.lthree subnets, each with 16 addresses.lfour subnets, each with 4 addresses.ldesign the subnets.examplelan organization is granted a block of addresses with the beginning address 14.24.74.0/24. there are 23224= 256 addresses in this block. the organization ne

36、eds to have 11 subnets as shown below:ltwo subnets, each with 64 addresses.ltwo subnets, each with 32 addresses.lthree subnets, each with 16 addresses.lfour subnets, each with 4 addresses.ldesign the subnets.examplechapter 4 ip addressinglip address structurelclassful addressinglspecial addresseslpr

37、ivate addresseslsubnetting and mask（子网与掩码）（子网与掩码）lsupernetting and classless addressing（超网与无类型编址）（超网与无类型编址）supernetting（超网划分）（超网划分）lsupernettingl将将几个几个c 类类网合并成一个更大的地址范围网合并成一个更大的地址范围supernet超网的超网的网络地址网络地址discussionl子网子网l构成：主机号构成：主机号 子网号子网号l使用：地址分配使用：地址分配 一个物理网络一个物理网络超网地址块的分配规则超网地址块的分配规则l构成超网的构成超网的c类地

38、址块的个数必须是类地址块的个数必须是2的整的整数次方数次方lc类地址类地址块块必须是连续的（块地址是连续的）必须是连续的（块地址是连续的）lthe third byte of the first address in the superblock must be evenly divisible by the number of blocks. 即：即：若地址块为若地址块为n，则超网地址的第三字节必须，则超网地址的第三字节必须能够被能够被n整除整除 exercisesl某公司需要某公司需要600个个ip地址，下面哪组地址，下面哪组c类地址类地址块可以构成该公司的超网？块可以构成该公司的超网？1

39、、198.47.32.0，198.47.33.0，198.47.34.02、198.47.32.0，198.47.42.0，198.47.52.0，198.47.62.03、198.47.31.0，198.47.32.0，198.47.33.0，198.47.52.04、198.47.32.0，198.47.33.0，198.47.34.0，198.47.35.0lsolutionexercisel路由器收到路由器收到3个分组，其目的个分组，其目的ip分别是：分别是：l205.16.37.44l205.16.42.56l205.17.33.76 哪个分组属于超网哪个分组属于超网205.16.32.0/21 ？lsolutionclassless addressinglproblem:new architecture: classless addressinglvariable-length blockslthe whole address space (232 addresses) is divid