IP地址计算专题

1、计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用网络的体系结构和协议部分网络的体系结构和协议部分第第3章章 3.3TCP/IP协议协议Chongqing University. BY:周明强确定网络设备的地址确定网络设备的地址Chongqing University. BY:周明强物理地址和物理地址和IP地址地址l物理地址是网卡生产厂分配给网卡的地址，是唯一的；物理地址是网卡生产厂分配给网卡的地址，是唯一的；nMAC（Media Access Control）地址是识别LAN（局域网）节点的标识。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM；n在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别

2、主机的，它一般也是全球唯一的。n比如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit （比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00,以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构（IEEE）将以太网地址，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。Chongqing University. BY:周明强物理地址和物理地址和IP地址地址l物理地址和物理地址和IP地址地址n网际层IP地址；n物理层MAC地址。Chongqing University. BY:周明强物理地址和物理地址和IP地址地址l物理地址是网卡生产厂分配给网卡的地址，是

3、唯一的；物理地址是网卡生产厂分配给网卡的地址，是唯一的；lIP地址是服务器分配给计算机的地址，是相对唯一的。地址是服务器分配给计算机的地址，是相对唯一的。n联网需要把IP地址解析成物理地址；n物理地址可以通过软件来更改，通过网络截取别人的信息就是把自己的物理地址更改成与截取对象的一样；n目前应对的方法是在服务器把物理地址与IP地址绑定 称为ARP绑定。Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IP地址地址l物理地址物理地址（Physical Address）n在网络中，对主机的识别要依靠地址，而保证地址全网唯一性是需要解决的问题。n在任何一个物理网络中，各个节点的设备

4、必须都有一个可以识别的地址，才能使信息进行交换，这个地址称为“物理地址”（Physical Address）。Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IP地址地址l物理地址物理地址（Physical Address）n在网络中，对主机的识别要依靠地址，而保证地址全网唯一性是需要解决的问题。n在任何一个物理网络中，各个节点的设备必须都有一个可以识别的地址，才能使信息进行交换，这个地址称为“物理地址”（Physical Address）。单纯使用网络的物理地址寻址会有一些问题：Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IP地址地址l单纯使用网络

5、的物理地址寻址会有一些问题：单纯使用网络的物理地址寻址会有一些问题：n物理地址是物理网络技术的一种体现，不同的物理网络，其物理地址可能各不相同。n物理地址被固化在网络设备（网络适配器）中，通常不能被修改。n物理地址属于非层次化的地址，它只能标识出单个的设备，标识不出该设备连接的是哪一个网络。IP地址Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IPv4地址地址lIPv4地址地址lInternet采用一种全局通用的地址格式，为每一个网络和每一台主机分配采用一种全局通用的地址格式，为每一个网络和每一台主机分配一个一个IP地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。地址，以此屏蔽物理网络

6、地址的差异。n把主机原来的物理地址隐藏起来，在网络层中使用统一的IP地址；nIPv4；nIPv6。Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IPv4地址地址lIPv4地址的划分地址的划分lIPv4地址由地址由32比特组成，包括三个部分比特组成，包括三个部分：n111111111111111111111111111111111n地址类别；n网络号；n主机号。规则？分段？Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IPv4地址地址lIPv4地址的类型地址的类型nInternet的IP地址分为五种类型：nA类、B类、C类、D类和E类 1.0.0.01

7、27.255.255.255128.0.0.0191.255.255.255192.0.0.0223.255.255.2551600万台主机65534台主机Internet委员会组播保留备用00000001.0.0.0 01111111.255.255.255Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IPv4地址地址lIPv4地址地址nIPv4地址以地址以32个二进制数字形式表示，个二进制数字形式表示，不适合阅读和记忆。n为了便于用户阅读和理解IP地址，采用了一种“点分十进制”表示方法表示IP地址。l将IPv4地址分为4个字节（每个字节8个比特），且每个字节用十进制表

8、示，并用点号“”隔开。Chongqing University. BY:周明强3.3.4 IPv4地址地址l内部网可选的内部网可选的地址地址n为了避免某个单位选择任意网络地址，造成与合法的Internet地址发生冲突，IETF已经分配了具体的A类、B类和C类地址供单位内部网使用。 n内网IP分配情况：nA类：10.0.0.010.255.255.255nB类：172.16.0.0172.31.255.255nC类：192.168.0.0192.168.255.255 Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网划分技术（子网划分技术（Subnetting）n仅

9、靠网络标识划分网络，一个网络中（A类或B类）机器过多。子网1600万台主机65534台主机Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网具体的划分方法：子网具体的划分方法：n将单个网络的主机号分为两个部分，其中一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址。n划分子网号的位数，取决于具体的需要。若子网号所占的比特越多，可分配给主机的位数就越少，也就是说，在一个子网中所包含的主机就越少。n通过划分子网，形成一个三层的结构，即网络号、子网号和主机号网络号、子网号和主机号；一部分用于子网号！划分子网号的位数！Chongqing University. BY:周明强子网划

10、分子网划分l划分子网后的问题：划分子网后的问题：子网掩码如何区分这两个地址？IP地址属于同一个网络？Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网掩码：子网掩码：n网掩玛（Subnet Mask）也是一个“点分十进制”表示的32位二进制数n通过子网掩码，可以指出一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网地址）、哪些位对应于主机地址。l子网掩码的取值：子网掩码的取值：n对应于IP地址中网络地址（网络号和子网号）的所有位都设置为网络地址（网络号和子网号）的所有位都设置为“1”；n对应于IP地址中主机地址（主机号）的所有位都设置为主机地址（主机号）的所有位都设置为

11、“0”。新的32bit类地址产生了？Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网掩码：子网掩码：n为了规范格式，默认子网掩码nA、B、C、类地址的默认掩码n /24的标识方式Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l通过子网掩码识别网络地址：通过子网掩码识别网络地址：IP相同掩码不同网络不同！Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网划分的规则子网划分的规则l在在RFC文档中，文档中，RFC950规定了子网划分的规范，其中对网络地址中的子规定了子网划分的规范，其中对网络地址中的子网号作了如下的

12、规定：网号作了如下的规定：n由于网络号全为“0”代表的是本网络，所以网络地址中的子网号也不能全为“0”，子网号全为“0”时，表示本子网网络。n由于网络号全为“1”表示的是广播地址，所以网络地址中的子网号也不能全为“1”，全为“1”的地址用于向子网广播。Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网掩码与主机子网掩码与主机IP地址范围的计算：地址范围的计算：B类网络:172.25.0.0,使用第三字节的前三位划分子网子网一172.25.32.0子网二172.25.64.0子网三172.25.96.0子网四172.25.128.0子网六172.25.192.0子网五

13、172.25.160.0每个子网的主机地址范围172.25.32.1172.25.63.254172.25.64.1172.25.95.254172.25.96.1172.25.127.254172.25.128.1172.25.159.254172.25.192.1172.25.223.254172.25.160.1172.25.191.25410101100 00011001 00100000 0000000111111 1111111010101100 00011001 01000000 0000000111111 1111111010101100 00011001 01100000 0

14、000000111111 1111111010101100 00011001 10000000 0000000111111 1111111010101100 00011001 10100000 0000000111111 1111111010101100 00011001 11000000 0000000111111 1111111011111111 11111111 11100000 00000000子网掩码255.255.224.0网络地址(网络号+子网号)主机号的范围Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l子网划分的步骤：子网划分的步骤：n确定需要多少子

15、网号或确定需要多少主机号；n定义一个符合网络要求的子网掩码；n确定标识每一个子网的网络地址；n确定每一个子网上所使用的主机地址的范围。多少子网号？多少主机号？Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l1）确定子网数量：）确定子网数量：n确定地址的类型和默认的子网掩码；确定地址的类型和默认的子网掩码；n将一个C类的地址划分为2个子网个子网，必然要从代表主机号的第四个字节中取出若干个位用于划分子网。Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l2）确定子网掩码需要的位数：）确定子网掩码需要的位数：n将一个将一个C类的地址划分为两个子网，必

16、然要从代表主机号的类的地址划分为两个子网，必然要从代表主机号的第四个字节中取出若第四个字节中取出若干个位干个位用于划分子网。用于划分子网。n210102，需要需要2位来标识位来标识。Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l3）确定子网掩码）确定子网掩码n若取出2位，可以划分2个子网；n每个子网可容纳62个主机号（全为0和全为1的主机号不能分配给主机）；000000111111（0-6364台）n子网掩码为255.255.255.192。Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l4）确定标识每一个子网的网络地址：）确定标识每一个子

17、网的网络地址：Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l5）确定每个子网的主机地址范围：）确定每个子网的主机地址范围：Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l6）每个子网中每台主机的地址分配：）每个子网中每台主机的地址分配：Chongqing University. BY:周明强子网划分子网划分l划分子网的原因：划分子网的原因：n充分使用地址；n划分管理职责；n提高网络性能。l子网划分能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子子网划分能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。网。n可以使用路由器将

18、它们连接起来。Chongqing University. BY:周明强无类域间路由（无类域间路由（CIDR）l无类域间路由（无类域间路由（CIDR）lCIDR的提出的提出nInternet指数增长，IP地址即将用完；n基于分类的IP地址空间的组织浪费了大量的地址。网络号拿来作主机号？主机号Chongqing University. BY:周明强无类域间路由（无类域间路由（CIDR）l无类域间路由（无类域间路由（CIDR）lCIDR基本思想：基本思想：n将剩余的C类地址分成大小可变的地址空间；n需要2000个地址，则分配一个2048个地址（8个C类地址）的连续地址块，而不是一个B类地址。Chon

19、gqing University. BY:周明强IP地址的获取地址的获取l用户怎样获得用户怎样获得 IP 地址？地址？ l长期使用大量长期使用大量 IP 地址：地址：n向中国互联网络信息中心 CNNIC 申请；nCNNIC 的网址。l长期使用少量长期使用少量 IP 地址：地址：n向就近的本地因特网服务提供者 ISP 申请。Chongqing University. BY:周明强IPv6lIPv6n地址变长，由32位变成128位；nIP头简化，由13个域减少为7个域，提高路由器处理速度n由于IPv6包头定长，取消IHL域；Protocol域取消，用Next header域表示；n取消与分段有关的

20、域，IPv6采用不同的分段方法：所有主机和路由器必须支持576字节的包，当主机发送一个大包时，路由器不做分段，而是给主机发一个错误信息，由主机做分段；取消Checksum域。n更好的支持选项功能；n安全性提高；n更注重服务类型。Chongqing University. BY:周明强IPv6lIPv6地址表示地址表示n16字节地址表示成用冒号（:）隔开的8组，每组4个16进制位，例如，n8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEFn由于有很多由于有很多“0”，有三种优化表示：，有三种优化表示：n打头的“0”可以省略，0123可以写成123；n一组或多组16个“

21、0”可以被一对冒号替代，但是一对冒号只能出现一次。上面的地址可以表示成8000:123: 4567:89AB:CDEFnIPv4地址可以写成一对冒号和用“.”分隔的十进制数，例如:192.31.20.46Chongqing University. BY:周明强IPv4 To IPv6IPv4 To IPv6的两种主要途径的两种主要途径l1）双协议栈）双协议栈Chongqing University. BY:周明强IPv4 To IPv6IPv4 To IPv6的两种主要途径的两种主要途径l2）隧道技术）隧道技术Chongqing University. BY:周明强IPv4和和IPv6的主要特

22、性比较的主要特性比较lIPv4和和IPv6的主要特性比较的主要特性比较特特 性性IPv4IPv6地址长度地址长度32位位128位位地址空间地址空间理论上提供理论上提供43亿个网络地址，实亿个网络地址，实际要少得多际要少得多非常多，可以为地球上每平方米提非常多，可以为地球上每平方米提供供1000个网络地址个网络地址服务质量服务质量无服务质量保障机制无服务质量保障机制服务质量得到很大改善服务质量得到很大改善安全性安全性有几种方法，但复杂性高，管理有几种方法，但复杂性高，管理复杂复杂内建标准的安全方法，例如虚拟专内建标准的安全方法，例如虚拟专网等网等移动移动IP不能满足全球移动终端的需要不能满足全球移动终端的需要能够满足移动终端的需要能够满足移动终端的需要网络管理网络管理网络多样，管理和升级复杂网络多样，管理和升级复杂网络一致，管理方便网络一致，管理方便Chongqing University. BY:周明强ARP&RARPl地址解析协议地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol)l反向