ip地址的管理与分配浅析

1、0丨诫id yiwm-id y图1 ip地址中的叩络号字段和主机号字段8bit24bit1 0-id 及敷a16bit16bita类地址b类地址c类地址d类地址e类地址11x10保瞎今后使用局域网ip地址的管理与分配浅析摘要：在网络规划中，ip地址方案的设计至关重要，好的ip地址方案不仅可以减少 网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。对网络规划中ip地址的方案设计进 行一些讨论，并给出了 ip地址方案设计实例。关键词：分类的ip地址；子网掩码；私有地址一、地址分配方法地址管理的任务z就是地址分配。目前，在绝大多数局域网中，ip地址的管理基 本遵循ipv4协议，其分配的方式主要有以下三种

2、。1. 单一地址设备：如一般的工作站或服务器，所处的网络环境屮，只拥有一个ip地 址。2多穴设备：最典型的就是路由器，配冇多个接口，各个接口都可指定1p地址。此 外安装有多个网络适配器的计算机，也屈于多穴设备。3.多网化设备：是指在某个网络接口上设有多个ip地址。例如，计算机的网卡就可 以绑定多个ip地址，路由器的网络接口也可以设置多个ip地址。二、分类的ip地址根据ipv4的地址空间设计，1p地址是由同定长度的4个字节组成（32位）,通常以4 个点分十进制数表示。所谓“分类的ip地址”就是将ip地址划分为若干个固定类，每一类地址都是由两个 固定长度的字段组成，其屮一个字段是网络号net-id

3、,它标志主机（或路由器）所连接的1 .1 0 !w24bit8bit1xx0 i多播地址网络，而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机（或路由器），图1给岀了各种ip 地址的网络号字段和主机号字段，这里a类、b类和c类地址是最常用的。从图1可看出：a类、b类和c类地址网络号字段netid分别为1, 2和3字节长，而在网 络号字段的最前面有13bit的类别比特，其数值分别规定为0, 10,和110。a类、b类和 c类地址主机号字段host-id分别为3, 2和1字节长。除去网络号与主机号全0和全1的情况, 可得出表1所示的ip地址的使用范围。表1 ip地址的使用范围网络类别最大网络数笫

4、一个可用的网络号最后一个町用的网络号a126 ( 27-2)1126b16384 (214)12&0191.255c20 97 1 52 ( 221)192. 0.0223. 255. 255ip地址具有以下重要特点：1、每个ip地址都由网络号和主机号两部分组成。从这个意义上说，ip地址是一种分 等级的地址结构。分等级的好处是：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來转发分组，这样就可以使路由表中的项 目数大幅度减少，从而减少路由表所占的存储空间。2、ip

5、地址是标志一个主机（路由器）和-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，其网络号必须是不同的。由于 路由器至少应连接两个网络，因此一个路由器至少应当有两个不同网络的ip地址。3、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。谈到这里，就有必要提到私有地址的概念了，根据rfc1918 “私有网络地址分配” 屮的定义，私有地址是网络管理员不用向isp或区域地址注册机构申请就可以为内部网络 和主机指定的地址。表2给岀了rfc1918定义的私有地址空间。衣2私有网络地址分配空间ip地址范围网络类别网络个数10.0.0.0-10.255

6、.255.255a1172.16.0.0-172.31.255.255b16192.168.0.0-192.168.255.255c256采用这样的专用ip地址的网络称专用网，全世界有很多的专用网具有相同的ip地址, 但不会引起冲突，专用网内的主机要想和inteniet主机通信可使用网络地址转换nat。三、子网的划分为捉高ip地址空间的利用率和网络的吞吐量，进一步解决两级ip地址不够灵活的问 题，从1985年起在ip地址中又增加了 “了网号字段”，使两级ip地址变成为三级ip地址。 这种做法叫作划分子网rfc950o划分子网已经成为internet的正式标准协议。划分子网的思路如下：1、一个拥

7、有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网。划分子 网纯屈一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络是由多少子网组成，因 为这个单位对外仍然表现为一个没有划分了网的网络。2、划分子网的方法是从网络的主机号借用若干个比特作为子网号，而主机号也相应 减少了若干个比特。于是两级的ip地址在木单位内部就变成为三级的ip地址：网络号、 子网号、和主机号。3、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数据报的冃的 网络号找到连接在本单位网络上的路出器。但此路出器在收到ip数据报后，在按廿的网 络号和子网号找到口的子网，将ip数据报交给口的主机。4、划分子网只是将i

8、p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。5、子网掩码是一个网络或子网的重要屈性。掩码是一个32位二进制数，用点分十进制來描述，它由一串1和一串0组成，了网掩 码中的1对应与ip地址的网络号和子网号，而子网掩码中的0对应ip地址中的主机号。虽 然rfc文档屮没有规定子网掩码屮的1必须是连续的，但却极力推荐大家在子网掩码屮选 用连续的1以免出错。对于a、b、c类ip地址来说，有其缺省或默认的子网掩码。a类地址的默认子网掩码是255.0.0.0 -b类地址的默认了网掩码是255.255.0.0。c类地址的默认子网掩码是255.255.255.0o四、ip地址方案设计实例某公司的网络

9、布局结构如图2所示。路由器1有4个局域网接口。路由器2、路由器3和 路由器4它们分别有两个局域网接口。表3中给出了局域网a、e、f和g中的设备情况，假 设该公司从1sp获得一c类网络地址196. 168. 20. 0,应该如何进行子网划分设计。图2网络布局图表3各局域网的设备情况表局域网设备a20台工作站，2个服务器，一个可管理交换机，1个路由器e11台工作站，2个服务器，一个可管理交换机，1个路由器f12台工作站，2个服务器，一个可管理交换机，1个路由器g10台工作站，1个服务器，一个可管理交换机，1个路由器路由器4根据前面所述的ip地址的重要特点2和3,可知每个路由器的网络接口都定义一个网

10、 络或子网，从图2可以看出，路由器1需要4个ip地址，毎个地址都在不同的子网中。同理,子网ip地址的数壘a23b2c2d2ie14f14g12表4每个子网所需ip的数量路由器2、路由器3和路由器4分别需要2个1p地址， 每个地址都在不同的了网中。但是路由器1和路由 器2连接在同一个子网上(图2中的b)。同样，路 由器1和路由器3、路由器4的也分别连接在相同的 子网上。可以看出此时仅需要7个子网，它们是e、 c和d三个局域网连接加上a、e、f、g四个子网。每 个了网中的地址个数是2到25z间。每个了网所需 tp的数量如表4所示。第一步，确定子网的位数。在木例屮，该公司从isp申请到一个c类网络

11、(196. 168.20.0) o c类网络有24位网络号和8位主机号，要想满足7个子网的要求，同时 满足每个子网的1p地址的数量，则必须从主机位屮借用3个比特位作为子网号。第二步，确定了网掩码。由于确定了了网位为3个比特，则剩卜的5个比特作为主机位。了网掩码中的1对应与ip地址的网络号和了网号，而了网掩码中的0对应ip地址中的主机号，得出子网掩码的二进制形式:11111111, 11111111, 11111111, llloooooo用 点分i 进制表示为255. 255. 255. 224。笫三步，给出子网位的各种组合形式，并确定每个子网的地址范围。子网位的各种组合形式如下：000、00

12、1、010、011、100、101、110和111。每个子网屮 都有4个具有特殊意义的地址：子网地址（主机位为全0） o第一个可分配的ip地址。最后一个可分配的ip地址。广播地址（主机位为全1）。第一个了网的上述4个地址如f：子网主机（子网地址） （子网地址+ 1）0 （广播地址- 1） 1 （广播地址）第一个子网的地址是196. 168. 20. 0,分配给不同设备的ip地址范围从196. 168. 20. 1开始到196. 168. 20. 30结束。子网的广播地址是196. 168. 20. 31。在对其他子网重复这个过程时，仅需要对每个子网使用不同的位模式串就可以了。第二个了网的内容如

13、2子网主机0 0 100000二32 （子网地址）0 0 1 0 0 0 0 1 = 3 3 （子网地址+1）0 0 111110 = 62 （广播地址-1）0 0 111111=63 （广播地址）这样可以连续给出所有8个可能的子网。表4给出了对上述内容的总结。表4各子网的地址及范围子网地址第个分配地址最后个分配地址广播地址196. 16& 20.0196. 168. 20. 1196. 16& 20. 30196. 168. 20.31196. 16& 20.32196. 168. 20. 33196 16& 20. 62196. 16& 20. 63

14、196. 16& 20.64196. 168. 20. 65196. 16& 20. 94196. 168. 20. 95196. 16& 20.96196. 168. 20. 97196. 16& 20. 126196. 168. 20. 127196. 16& 20.128196. 16& 20.160196. 168. 20. 129196. 168. 20. 161196. 168. 20. 158196. 168. 20. 190196. 168. 20. 159196. 168. 20. 191196. 16& 20.1961

15、96. 168. 20. 193196. 168. 20. 222196. 168. 20. 223196. 16& 20.224196. 168. 20. 225196. 16& 20. 254196. 168. 20. 255第四步，分配子网地址。分配了网地址就是给相应的网段分配了网地址。从8个了网中选出一些了网，然后将 他们分配到7个网段中。从技术角度來讲，哪个子网分配给哪个网段是没冇什么区别的， 根据网络设计者的习惯不同，有不同的分配方法。在这里唯一要考虑的因素是如何使网 络文档的设计简单、方便和容易记录。分配方法略。第五步，分配设备地址。当完成为不同的网段分配子网地址

16、后，就需要为每个子网的设备分配1p地址。本例 中的服务器和工作站都是单一地址设备。通常有三种基本的分配方法：顺序分配、预留 地址和向中间扩展。1. 顺序分配顺序分配指简单地将下一个可能的ip地址分配给每个设备，而不考虑设备的类型或 功能。这种方法的优点是灵活，并月不浪费地址。缺点是没冇顺序或分配策略。2. 预留地址在每个子网中为不同功能预留一组地址空间。例如:路由器：使用前3个地址。服务器：使用相邻下5个地址。其他设备：使用相邻下5个地址（打印机）。工作站：所有剩余地址。这种技术的优点就是让技术支持人员能够根据设备的地址来判断设备的类型。反过 来也一样，给定一个设备后，就能够给出它的地址。它的主要缺点是容易造成地址空间 的浪费。3. 向中间扩展此方法是首先给路曲器分配在子网中的第一个地址，然