分类的IP地址

1、第三章 ip地址n本章主要内容本章主要内容n分类分类ip地址地址n子网及子网掩码子网及子网掩码n无分类编址无分类编址cidr3.1分类的ip地址n我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。的网络。ip 地址就是给每个连接在因特网上地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的标识符。是惟一的标识符。nip 地址现在由因特网名字与号码指派公司地址现在由因特网名字与号码指派公司icann (internet corporation for assigned names and numbers

2、)进行分进行分配配 。 ip 地址的编址方法 n分类的 ip 地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。n子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准rfc 950在 1985 年通过。n构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。分类 ip 地址 n每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。n两级的 ip 地址可以记为：ip 地址 := := 代表“定义为”net-id24 bithost-id2

3、4 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 0

4、01a 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001b 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb

5、 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001c 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001a 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节net-id24 bitho

6、st-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001b 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多

7、播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001c 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001d 类地址是多播地址 net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitip 地址中的网络号字段和主机号字段 0

8、a 类地址host-id16 bitb 类地址c 类地址01 1host-id8 bitd 类地址 1 1 1 0多 播 地 址e 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001e 类地址保留为今后使用 点分十进制记法 10000000000010110000001100011111 机器中存放的 ip 地址是 32 bit 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.31 128 11 3 31 将每 8 bit 的二进制数转换为十进制数常用的三种类

9、别的 ip 地址 ip 地址的使用范围 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 a 126 (27 2) 1 126 16,777,214 b 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 c 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 254ip 地址的使用范围 特殊ip地址n除了分配一个地址给每台计算机外，让地址用除了分配一个地址给每台计算机外，让地址用于表示整个网络或某些计算机也很方便。于表示整个网络或某些计算机也很方便。ip定定义了一套特殊地址格式，称为保留地址。也就义了一套

10、特殊地址格式，称为保留地址。也就是说，特殊地址从不分配给主机。是说，特殊地址从不分配给主机。 n网络地址网络地址 在在ip地址中当主机号为全零时，可地址中当主机号为全零时，可用来指明单个网络的地址。它不会出现在目的用来指明单个网络的地址。它不会出现在目的地址中。地址中。如：如：10.0.0.0（a类）类） 175.89.0.0（b类）类） 201.123.45.0（c类）类）特殊特殊ip地址地址n某个主机地址某个主机地址 在在ip地址中当网络号为全地址中当网络号为全零，主机地址不为零，主机地址不为0时，可用来指明某个时，可用来指明某个主机的地址。它不会出现在目的地址中。主机的地址。它不会出现在

11、目的地址中。n 如：如：0.224.5.125（a类的某个主机）类的某个主机） n 0.0.25.9（b类的某个主机）类的某个主机） n 0.0.0.120（c类的某个主机）类的某个主机）特殊特殊ip地址地址n直接广播地址直接广播地址 在在ip地址中当主机地址为地址中当主机地址为全全1，网络号不为零时，表示一个物理网，网络号不为零时，表示一个物理网络上的所有主机。它不会出现在源地址络上的所有主机。它不会出现在源地址中。中。n 在这种情况下，包的一次发送将到达一在这种情况下，包的一次发送将到达一个个特定网络上特定网络上所有的计算机。所有的计算机。特殊特殊ip地址地址n有限广播地址有限广播地址 当

12、当ip地址的地址的32位都为位都为1时，时，就是这种地址。它不会出现在源地址中。就是这种地址。它不会出现在源地址中。n 有限广播有限广播(1imited broadcast)指在指在一个本地物理网（该主机所在的网络）一个本地物理网（该主机所在的网络）的一次广播；在系统启动时，计算机还的一次广播；在系统启动时，计算机还不知道网络号，便可使用有限广播不知道网络号，便可使用有限广播特殊特殊ip地址地址n本机地址本机地址 当当ip地址的地址的32位都为位都为0时，就是这时，就是这种地址。它不会出现在目的地址中。种地址。它不会出现在目的地址中。n tcp/ip协议系列包含了这样的协议，当计算协议系列包含

13、了这样的协议，当计算机启动时，计算机能通过它获得它的机启动时，计算机能通过它获得它的ip地址。地址。但是，启动协议使用但是，启动协议使用ip来通信，当使用这个启来通信，当使用这个启动协议时，计算机不可能支持一个正确的动协议时，计算机不可能支持一个正确的ip源源地址。为了处理这一情况，地址。为了处理这一情况，ip保留全保留全0的地址的地址指本计算机指本计算机(thiscomputer)。ip 地址的一些重要特点 .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

14、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 地址的一些重要特点 . 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

15、. 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。. 所有分配到网络号 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。 互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1r

16、3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的ip 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 ip 地址中的 net-id互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.

17、1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的ip 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 ip 地址中的 net-id互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3

18、.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的ip 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 ip 地址中的 net-id互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.32

19、22.1.3.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的ip 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 ip 地址中的 net-id互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.

20、1.3.3222.1.3.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网路由器总是具有两个或两个以上的 ip 地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的 ip 地址。 互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1

21、.3.3222.1.3.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网路由器总是具有两个或两个以上的 ip 地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的 ip 地址。 互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.

22、3.3222.1.3.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网路由器总是具有两个或两个以上的 ip 地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的 ip 地址。 互联网中的 ip 地址 b222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4r1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3

23、.3222.1.3.2222.1.3.1r3r2222.1.3.lan3n3n2222.1.4.222.1.5.222.1.6.n1lan2lan1互联网两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明 ip 地址。如指明 ip 地址，则这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特殊“网络” 。现在常不指明 ip 地址。 3.2 ip 地址与硬件地址 tcp 报文ip 数据报mac 帧应用层数据首部首部尾部首部链路层及以下使用硬件地址硬件地址网络层及以上 使用 ip 地址ip 地址ha1ha5ha4ha3ha6主机 h1主机 h2路由器 r1硬件地址路由器 r2ha2ip1ip2局域网局域网局域网通信

24、的路径h1经过 r1 转发再经过 r2 转发h2查找路由表查找路由表ha1ha5ha4ha3ha6主机 h1主机 h2路由器 r1硬件地址路由器 r2ha2ip1ip2局域网局域网局域网ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网mac 帧ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报从协议栈的层次上看数据的流动ha1ha5ha4ha3ha6主机 h1主机 h2路由器 r1硬件地址路由器 r2ha2ip1ip2

25、局域网局域网局域网ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网mac 帧ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报从虚拟的 ip 层上看 ip 数据报的流动ha1ha5ha4ha3ha6主机 h1主机 h2路由器 r1硬件地址路由器 r2ha2ip1ip2局域网局域网局域网ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网mac 帧ip2ip4ip3ip5路由

26、器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报在链路上看 mac 帧的流动ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网mac 帧ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报在 ip 层抽象的互联网上只能看到 ip 数据报图中的 ip1ip2 表示从源地址 ip1 到目的地址 ip2 两个路由器的 ip 地址

27、并不出现在 ip 数据报的首部中 ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网mac 帧ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报路由器只根据目的站的 ip 地址的网络号进行路由选择 ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2mac 帧从 ha1 到 ha3从 ha4 到

28、ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报在具体的物理网络的链路层只能看见 mac 帧而看不见 ip 数据报 ip1ha1ha5ha4ha3ha6ha2ip6主机 h1主机 h2路由器 r1ip 层上的互联网ip2ip4ip3ip5路由器 r2 ip1 ip2ip1 ip2ip1 ip2mac 帧从 ha1 到 ha3从 ha4 到 ha5从 ha6 到 ha2mac 帧mac 帧ip 数据报ip层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节在抽象的网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的 ip 地址研究主机和主机或主机和路由器之间的通信 3.3 划分子网和构造超网3.3.1 划分子

29、网划分子网 从两级 ip 地址的缺点nip 地址空间的利用率有时很低。n不易管理，影响网络的效率。 如一个如一个a类网中可以有类网中可以有16777214台主机，这样的台主机，这样的网络太大了，根本无法管理，更重要的是同一网络中网络太大了，根本无法管理，更重要的是同一网络中的主机太多，太多的广播包会使得网络的效率大大降的主机太多，太多的广播包会使得网络的效率大大降低。低。n给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。n在ip 地址中增加一个“子网号字段”，使两级的 ip 地址变成为三级的 ip 地址。n这种做法叫作划分子网(subnetting) 。三级的 ip 地址

30、n划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。n从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id。nip地址 := , , 划分子网的基本思路 n当没有划分子网时，ip 地址是两级结构，地址的网络号字段也就是 ip 地址的“因特网部分”，而主机号字段是 ip 地址的“本地部分”。n划分子网后 ip 地址就变成了三级结构。划分子网只是将 ip 地址的本地部分进行再划分，而不改变 ip 地址的因特网部分。 划分子网后ip地址变成了三级结构 n凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 ip 数据报，仍然是根据 ip 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上

31、的路由器。n然后本单位网络上的路由器在收到 ip 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。n最后将 ip 数据报直接交付给目的主机。 划分子网后ip数据报的转发步骤 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8所有到网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器r1r3r2网络145.13.0.0例例. 一个未划分子网的一个未划分子网的 b 类网络类网络145.13.0.0划分为三个子网后对外仍

32、是一个网络 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8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划分为子网后如何寻找子网？145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.

33、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145.13.0.0r1r3r2n从从i pi p数据报首部的目的地址数据报首部的目的地址无法判断无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。行了子网的划分。n使用使用子网掩码子网掩码(subnet mask)(subnet mask)可以找出可以找出 ip ip 地址中的子网部分。地址中的子网部分。 子网掩码子网掩码的构成网络号 net-id主机号 host-id两级 ip 地址网络号net-

34、idhost-id三级 ip 地址主机号subnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分因特网部分本地部分划分子网后的网络地址部分1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 0？n对于对于a类类ip地址，当不划分子网时，它地址，当不划分子网时，它对应的子网掩码是多少？对应的子网掩码是多少？net-idnet-idhost-id 为全 0net-id网络地址a类地址默认子网掩码255.0.0.0网络地址b类地址默认子网掩码255.255.0.0网络地址c类地址默

35、认子网掩码255.255.255.01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0host-id 为全 0host-id 为全 0a a 类、类、b b 类和类和 c c 类类 ip ip 地址的缺省子网掩码地址的缺省子网掩码 如：如：192.168.32.119,192

36、.168.32.119,该主机的网络地址是该主机的网络地址是多少？多少？将子网掩码和将子网掩码和ipip地址进行逐位相地址进行逐位相“与与”，所得的结果就是网络地址。所得的结果就是网络地址。 在一个给定的在一个给定的ip地址中如何地址中如何求网络地址？求网络地址？(ip 地址) and (子网掩码) =网络地址网络号三级 ip 地址主机号net-idhost-idsubnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分划分子网后的网络地址部分1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idho

37、st-id 为全 0and在一个给定的ip地址中如何求主机地址？如：如：192.168.32.119,该主机的主机地址该主机的主机地址是多少？是多少？n将子网掩码将子网掩码取反取反和和ip地址进行逐位相地址进行逐位相“与与”，所得的结果就是主机地址。，所得的结果就是主机地址。 例例已知已知ipip地址地址202.112.64.19202.112.64.19，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.240255.255.255.240（1 1）求该）求该ipip地址的网络地址。地址的网络地址。（2 2）求该）求该ipip地址的主机地址地址的主机地址（3 3）求损失的）求损失的ipip地址数

38、量（思考题）。地址数量（思考题）。返回 答案：答案： 202.112.64.19的二进制为：的二进制为： 11000011 01110000 01000000 00010011 （1） 255.255.255.240的二进制为：的二进制为： 11111111 11111111 11111111 11110000 （2） （1）和（）和（2）按位）按位“与与”得出网络地址为：得出网络地址为： 11000011 01110000 01000000 00010000 202 . 112 . 64 . 16 对（对（2）取反码得）取反码得 00000000 00000000 00000000 0000

39、1111 （3） （1）和（）和（3）按位）按位“与与”得出主机地址为：得出主机地址为： 00000000 00000000 00000000 00000011 0 . 0 . 0 . 3 例例. . 网络网络地址为地址00 0，子网掩码，子网掩码2552552552552402400 0，求第求第7 7个子网上的第个子网上的第258258个主机的个主机的ipip地址？地址？答案：答案：255.255.240.0 的二进制为：的二进制为： 11111111 11111111 11110000 00000000 130.51.0.0的二进制为：的二进制为： 100000

40、10 00110011 00000000 00000000 第第7 7个子网的网络号为个子网的网络号为0111 第第258258个主机的号码为个主机的号码为0001 00000010 所以第所以第7 7个子网上的第个子网上的第258258个主机的个主机的ipip地址为：地址为： 10000010 00110011 01110001 00000010 130 . 51 . 113 . 2 练习：练习：某单位申请了一个某单位申请了一个c类类ip地址地址203.74.205.0，现要划分现要划分4个子网，问题个子网，问题1.请确定子网掩码请确定子网掩码2.每个子网的每个子网的ip地址范围、网络地址和

41、广播地址范围、网络地址和广播地址地址 答案答案1.因为需要划分因为需要划分4个子网，所以子网号部分最少需要个子网，所以子网号部分最少需要3位来编位来编码，码，2326 4 又因为所分到的又因为所分到的ip地址是一个地址是一个c类地址，前类地址，前24位原来就是位原来就是网络号部分，由此可得子网掩码的编码为：网络号部分，由此可得子网掩码的编码为： 11111111 11111111 11111111 11100000 点分十进制表示为点分十进制表示为255.255.255.2242.所划分的四个子网的网络地址依次为：所划分的四个子网的网络地址依次为： 203.74.205.00100000 20

42、3.74.205.01000000 203.74.205.01100000 203.74.205.10000000第一个子网的网络地址的范围是第一个子网的网络地址的范围是 203.74.205.00100001203.74.205.00111110第二个子网的网络地址的范围是第二个子网的网络地址的范围是 203.74.205.01000001203.74.205.01011110第三个个子网的网络地址的范围是第三个个子网的网络地址的范围是 203.74.205.01100001203.74.205.01111110第四个子网的网络地址的范围是第四个子网的网络地址的范围是 203.74.205.

43、10000001203.74.205.10011110第一个子网的广播地址是第一个子网的广播地址是 203.74.205.00111111第二个子网的广播地址是第二个子网的广播地址是 203.74.205.01011111第三个个子网的广播地址是第三个个子网的广播地址是203.74.205.01111111第四个子网的广播地址是第四个子网的广播地址是 203.74.205.10011111？n为什么没有子网还要设置子网掩码？为什么没有子网还要设置子网掩码？3.3.2 使用子网掩码的分组转发过程见下图见下图。128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.3

44、3.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2128.30.33.13h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128128.30.33.130r1 的路由表（未给出默认路由器）r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12例例

45、主机主机 h h1 1 要发送分组给要发送分组给 h h2 2 128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未给出默认路由器）128.30.33.13h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.

46、30.33.129h3128.30.36.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12要发送的分组的目的 ip 地址：128.30.33.138请注意：h1 并不知道 h2 连接在哪一个网络上。h1 仅仅知道 h2 的 ip 地址是128.30.33.138因此 h1 首先检查主机 128.30.33.138 是否连接在本网络上如果是，则直接交付；否则，就送交路由器 r1，并逐项查找路由表。128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.1

47、28255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未给出默认路由器）h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12主机主机 h h1 1 首先将本子网的子网掩码首先将本子网的子网

48、掩码 255.255.255.128255.255.255.128与分组的与分组的 ipip 地址地址 128.30.33.138 128.30.33.138 逐比特相逐比特相“与与”(and (and 操作操作) ) 255.255.255.128 and 128.30.33.138 的计算这里只需计算最后的 128 and 138 即可。128 10000000138 10001010逐比特 and 操作后：10000000 128255.255.255.128128. 30. 33.138128. 30. 33.128逐比特 and 操作 h1 的网络地址因此 h1 必须把分组传送到路由

49、器 r1然后逐项查找路由表128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未给出默认路由器）128.30.33.13h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.3

50、6.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12路由器路由器 r r1 1 收到分组后就用路由表中第收到分组后就用路由表中第 1 1 个项目的个项目的子网掩码和子网掩码和 128.30.33.138 128.30.33.138 逐比特逐比特 and and 操作操作 128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未给出默认路由器）128.30

51、.33.13h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12255.255.255.128 and 128.30.33.138 = 128.30.33.128不匹配!（因为128.30.33.128 与路由表中的 128.30.33.0 不一致）r1

52、 收到的分组的目的 ip 地址：128.30.33.138不一致路由器路由器 r r1 1 再用路由表中第再用路由表中第 2 2 个项目的个项目的子网掩码和子网掩码和 128.30.33.138 128.30.33.138 逐比特逐比特 and and 操作操作 128.30.33.10目的网络地址子网掩码下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未给出默认路由器）128.30.33.13h1子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网

53、掩码 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0128.30.36.12255.255.255.128 and 128.30.33.138 = 128.30.33.128匹配!这表明子网 2 就是收到的分组所要寻找的目的网络r1 收到的分组的目的 ip 地址：128.30.33.138一致!在划分子网的情况下路由器转发分组的

54、算法 (1) 从收到的分组的首部提取目的 ip 地址 d。(2) 先用各网络的子网掩码和 d 逐比特相“与”，看是否和 相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。 否则就是间接交付，执行(3)。(3) 若路由表中有目的地址为 d 的特定主机路由，则将 分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4) 对路由表中的每一行的子网掩码和 d 逐比特相“与”， 若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送 给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。(5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表 中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6) 报告转发分组出错。3.4 无分类编址

55、cidr(classless inter-domain routing)n 网络前缀网络前缀n cidr 地址块地址块为什么使用网络前缀为什么使用网络前缀?在 1992 年因特网面临三个必须尽早解决的问题，这就是：nb 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！n因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。n整个 ipv4 的地址空间最终将全部耗尽。3.4.1 网络前缀 例例. 某企业申请了一个某企业申请了一个c类地址类地址219.133.46.0,准本构准本构建的网络拓扑图如图所示建的网络拓扑图如图所示, 每个子网不超过每个子网

56、不超过25台主机台主机,其中网络其中网络15是企业分是企业分部或总部局域网部或总部局域网,网络网络69是起互联作用的广域网是起互联作用的广域网 。请设计方案。请设计方案。网络1网络2网络3网络4网络5网络6网络7网络8网络9分析：分析： c类网络如果不划分子网总共可以容纳254台机器。我们按每个子网都有可能带25台来计算525125，所以所申请地址应该满足分配。 该方案中有9个子网，所以需要从主机号部分借4位作为子网号，所以还剩下4位作为主机号部分。因此每个子网上可以容纳的主机数的最大值位14台。这样满足不了25台的要求。为什么会这样？怎么办? 这是因为子网划分所带来的这是因为子网划分所带来的

57、ip地址浪费问题。方地址浪费问题。方案中网络案中网络69只起互联作用，这些网络中不可能只起互联作用，这些网络中不可能有主机接入，串行线路两端的路由器的每个接口有主机接入，串行线路两端的路由器的每个接口各有一个各有一个ip地址就可以了，然而却分配给整整一地址就可以了，然而却分配给整整一个子网的个子网的ip给这些子网，严重浪费了给这些子网，严重浪费了ip地址。地址。之之所以这样的根本原因是采用了定长的子网掩码所以这样的根本原因是采用了定长的子网掩码，即整个网络中所有子网采用同样长度的子网掩码。即整个网络中所有子网采用同样长度的子网掩码。 解决办法：解决办法：n1987 年，rfc 1009 指明在

58、一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码 vlsm (variable length subnet mask)可进一步提高 ip 地址资源的利用率。n在 vlsm 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，正式名字是无分类域间路由选择 cidr (classless inter-domain routing)。 ip 编址问题的演进 ncidr 消除了传统的 a 类、b 类和 c 类地址以及划分子网的概念，可以更加有效地分配 ipv4 的地址空间。ncidr使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。nip 地址从三级编址（

59、使用子网掩码）又回到了两级编址。 cidr 最主要的特点 无分类的两级编址的记法是：无分类的两级编址的记法是： ip地址 := , ncidr 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为cidr记法n如：128.14.32.0/20，即在ip地址后面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的比特数。无分类的两级编址 cidr 记法的其他形式 n10.0.0.0/10 可简写为 10/10，也就是将点分十进制中低位连续的 0 省略。n10.0.0.0/10 隐含地指出 ip 地址 10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0。此掩码可表示为 11111111 110000

60、00 00000000 0000000025519200掩码中有 10 个连续的 0cidr 记法的其他形式 n网络前缀的后面加一个星号网络前缀的后面加一个星号 * 的表示方法的表示方法 如如 00001010 00*，在星号，在星号 * 之前是网络前之前是网络前缀，而星号缀，而星号 * 表示表示 ip 地址中的主机号，即任地址中的主机号，即任意值。意值。 3.4.2 cidr 地址块 ncidr 将网络前缀都相同的连续的 ip 地址组成“cidr地址块”。n128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的比特数，所以主机号的比特数是 12）。