IP地址分配练习

1、网络互联与管理技术神州数码网络大学神州数码网络大学主讲：主讲： 刘刘 斌斌IP地址及地址分配练习地址及地址分配练习版本（4）首部长度（4）优先级与服务类型（8）总长度（16）标识符（16）标志（3）段偏移量（13）TTL（8）协议号（8）首部校验和（16）源地址（32）目标地址（32）可选项数据IP包头的格式20字字节节IP地址的作用192.168.1.0192.168.2.0192.168.3.0 用来标识一个节点的网络地址IP地址的格式图2-2 IP地址的格式3232比特的比特的IPIP地址被划分为两个部分：地址被划分为两个部分：网络号（网络号（Network IDNetwork ID，N

2、IDNID）主机号（主机号（Host IDHost ID，HIDHID）IP地址的种类 IPv4定义了5类IP地址，即： A、B、C、D、E类地址。1A类 A类地址 可以用于分配的A类IP地址范围： 1.x.y.z126.x.y.z，其中x、y、z的各个二进制位不能全为0或全为1。2B类 B类地址 可以用于分配的B类IP地址范围： 128.0.y.z191.255.y.z，其中y、z的各个二进制位不能全为0或全为1。3C类 C类地址 可以用于分配的C类IP地址范围： 192.0.0.z223.255.255.z，其中z的各个二进制位不能全为0或全为1。4D类D类地址 D类地址主要用于多播（mu

3、lti-casting）5E类E类地址 E类地址被保留作为实验用6其他 第1个位域的取值范围在248254之间的IP地址保留不用。 7IP地址的分配注意事项 网络号不能为127 主机号不能全为0或255 0.0.0.0子网掩码1子网（subnetwork）2子网掩码（subnetwork mask） IPv4规定了A类、B类、C类的标准子网掩码： A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0 子网掩码的应用-1子网掩码的应用-2Classful IP 编址的缺陷 分类IP编址 固定的3种IP网络规模 C类：少于255台主机的网络 B类：介于25565

4、535台主机的网络 A类：超过65535台主机的网络 地址浪费大 只有两、三台主机的网络，也至少要用256个IP地址 A、B类浪费更严重，少有达上万台主机的大型IP网络 解决方法 划分子网Subnetting 构成超网 Supernetting5.1 子网与子网掩码 划分子网 将一个IP类网划分成几个较小的子网（subnet） 多个物理网共享同一个IP类网前缀 方法 两级层次结构 三级层次结构Net idNet idHost idHost idVLSM（变长子网掩码）RFC 1878中定义了可变长子网掩码（中定义了可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM

5、）。）。1对C类网络进行非标准子网划分 借用2比特的主机号来充当子网络号 01子网计算过程 C类IP地址子网划分 B类IP地址子网划分借用位数 子网掩码 子网数 每子网主机数 2 255.255.192.0 2 16382 3 255.255.224.0 6 8190 4 255.255.240.0 14 4094 5 255.255.248.0 30 2046 6 255.255.252.0 62 1022 7 255.255.254.0 126 510 8 255.255.255.0 254 254 对A类网络进行非标准子网划分借用位数 子网掩码 子网数 每子网主机数 2 255.192.

6、0.0 2 4194302 3 255.224.0.0 6 2097150 4 255.240.0.0 14 1048574 5 255.248.0.0 30 524286 6 255.252.0.0 62 262142 7 255.254.0.0 126 131070 8 255.255.0.0 254 65534 专用地址空间 RFC 1918中定义了在企业网络内部使用的专用（私有）地址空间，如下： A类：10.0.0.0-10.255.255.255 B类：172.16.0.0-172.31.255.255 C类：192.168.0.0-192.168.255.255 LinkLocal

7、网络地址空间：169.254.0.0169.254.255.255也属于专用内部地址。图2-18 VLSM应用Subnet 在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing) CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。 CIDR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。 IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。 CIDR(Classless Int

8、er-Domain Routing) 无分类的两级编址的记法是： IP地址 := , CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，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（这个数值对应于三级编址中子网掩码中比特 1 的个数）。 CIDR 将网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR地址块”。 无分类的两级编址 CIDR 地址块 128.14.32.0/20 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）。 这个地址块的起始地址是 128.14.32.0。 128.14

9、.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0 1 2 8 . 1 4 . 3 2 . 0 / 2 0 地 址 块 的 最 大 地 址 ：128.14.47.255 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。路由聚合202.4.4.0/23IR2IR1目的网络/掩码下一跳发送接口/24/24IR2IR2IR1IR1例子:：子网划分实例 每个物理网络所需的IP地址数量 Net 1 = Net 2 = 3 + 3 + 2 = 8 Net 3 = 50 + 1 + 2 = 53 Net 4 = 40 + 1 + 2 = 43 Net 5 = 60 + 1 + 2 = 63子网划分实例 定

10、长划分 Mask = 每个IP子网的实际IP数量：64 IP地址总空间： 5 * 64 = 320子网划分实例 变长划分 Net 1 Mask = Net 2 Mask = Net 3 Mask = Net 4 Mask = Net 5 Mask = IP地址总空间：32 + 8 + 64 + 64 + 64 = 232IP地址练习题地址练习题1：以下说法正确的是（：以下说法正确的是（ ）。）。A. C类地址就是局域网用的类地址就是局域网用的IP地址地址 B. A类地址的网络类地址的网络ID为为128个个C. 网络网络ID不能以数字不能以数字0或或127开头开头D. 不能使用全不能使用全0或全

11、或全1主机主机ID2.以下属于专用地址是（以下属于专用地址是（ ）。）。A.10.0.0.1 B. 172.31.254.1 C. 192.168.0.16 D. 172.33.25.220 E. 196.168.0.1 CDABCIP地址练习题地址练习题3.每个子网不能有多于每个子网不能有多于58台计算机，最合适的子网掩码为（台计算机，最合适的子网掩码为（ ）。）。A. 255.255.255.192 B. 255.255.255.248C. 255.255.255.224 D. 255.255.255.240A4. 213.115.77.0使用使用/28的子网掩码，划分出多少个可用网的子网

12、掩码，划分出多少个可用网络，每个网络可有多少个主机地址络，每个网络可有多少个主机地址( )A2个网络个网络62台主机台主机B6个网络个网络30台主机台主机C16个网络个网络16台主机台主机D62个网络个网络2台主机台主机E14个网络个网络14台主机台主机F没有正确答案没有正确答案E5.当使用当使用/27的子网掩码是，下列哪个是可用的主机地址的子网掩码是，下列哪个是可用的主机地址( )A15.234.118.63B83.121.178.93C134.178.18.56D192.168.19.37E201.45.116.159F217.63.12.192IP地址练习题地址练习题 BCD6.CIDR

13、地址地址215.64.4.0/22里的可用里的可用ip地址有地址有( )A215.64.8.32B215.64.7.64C215.64.6.255D215.64.3.255E215.64.5.128F215.64.12.128B C E6.现要对现要对C类类192.168.10.0网络划分网络划分13个子网，个子网，求各子网的子网掩码、网络地址、广播地址、以求各子网的子网掩码、网络地址、广播地址、以及可容纳的最多主机数。及可容纳的最多主机数。 7.现想对现想对192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24进行子网聚合，进行

14、子网聚合，求新网络的子网掩码。求新网络的子网掩码。 IP地址练习题地址练习题/22/28 即即 255.55.255.240 IPV6地址地址IPv4地址匮乏地址空间有限大量A、B类地址被浪费新技术新设备需要地址地址匮乏地址匮乏为什么要引用IPv6IPv4地址匮乏NAT技术CIDR技术IPv4地址耗尽地址耗尽速度大大减缓速度大大减缓破坏了破坏了IP的端的端到端模型到端模型 IPv4取得了极大的成功 IPv4地址资源的紧张限制了Internet的进一步发展 NAT(网络地址转换)、CIDR(无类域间路由)、VLSM(可变长了网掩码)等技术的使用仅仅暂时缓解IPv4地址紧张，但不是根本解决办法。

15、新技术的出现对IP协议提出了更多的需求与与IPv4IPv4相比，相比，IPv6IPv6具有以下特点：具有以下特点： 近乎无限的地址空间 更简洁的报文头部 内置的安全性 更好的QoS支持 更好的移动性 编址层次等级IPv6的特点巨大的地址空间 IPv4地址长度：32位地址空间：2的32次方 约42亿(世界上平均3个人有2个IP地址) IPv6地址长度：128位地址空间：2的128次方 约3.41038个(地球上每一粒沙子都有一个IP地址)巨大的地址空间 地址空间的优势 给每个设备都分配一个全球唯一的IP地址IPv6地址技术IPv6地址表示地址表示IPv6地址分类地址分类IPv6地址配置地址配置I

16、Pv6地址表示 IPv4地址表示二进制：10101100 00010000 00000001 00000001十进制：172.16.1.1 IPv6地址表示十六进制2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ffIPv6地址表示 IPv6地址的压缩表示2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff :压缩2001:0410:0000:0001:45ff 错误压缩 2001:0410:0001:45ff 错误！IPv6地址表示 IPv6地址的压缩表示2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff 注意：

17、压缩和压缩前导0可以同时使用2001:410:0:1:45ff 同一个地址可以使用不同的表示法： 2001：0da8：0207：0000：0000：0000：0000：8207 2001：da8：207：0：0：0：0：8207 2001：da8：207：8207IPv6地址表示 IPv6地址 = 前缀 + 接口标识前缀：相当于IPv4地址中的网络ID接口标识：相当于IPv4地址中的主机ID前缀长度用“/xx”来表示 2001：da8：207：8207/64如果只想表达地址中前缀部分，可以将主机位置为0 2001：da8：207：/64IPv6地址表示IPv6地址技术IPv6地址表示地址表示I

18、Pv6地址分类地址分类IPv6地址配置地址配置IPv4地址分类 A类，B类，C类，D类，E类 单播地址：A、B、C类地址多播地址：D类保留地址：E类广播地址：255.255.255.255等IPv6地址分类 单播地址（Unicast Address） 组播地址（Multicast Address） 任播地址（Anycast Address） 特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00.0 (128 bits):/128环回地址00.1 (128 bits):1/128组播11111111FF00:/8链路本地地址1111111010FE80:/10站点本地地址1111111011FEC0

19、:/10全局单播（其他） 单播地址（Unicast Address）标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口 组播地址（Multicast Address）标识多个接口，目的地址为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口 任播地址（Anycast Address）标识多个接口，目的为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识接口，最近节点是由路由协议来定义的 IPv6没有定义广播地址IPv6地址分类IPv6地址分类 单播地址 组播地址 任播地址IPv6单播地址 (1)可聚合全球单播地址 (2)链路本地地址 (3)站点本地地址 (4)其它地址 使用类似CIDR的分级体系，有利于路由聚

20、合(1)可聚合全球单播地址(1)可聚合全球单播地址 可聚合全球单播地址IPv6的公网地址，类似于IPv4网络的公网单播地址 注意：可聚合全球单播地址的前缀前3位固定是001 有效地址范围前缀（20003FFF）首批使用的可聚合全球单播地址首批使用的可聚合全球单播地址IPv4IPv4网络中建立网络中建立6to46to4隧道的地址隧道的地址(1)可聚合全球单播地址(2)链路本地地址 前缀固定FE80:/64,接口ID在后64位 只能在连接到同一本地链路的节点之间使用,一般用于邻接发现协议（NDP）中，用于标识所在链路（3）站点本地地址 应用范围局限在一个站点内使用，类似于IPv4中的私有地址(4)

21、其它地址 IPv4兼容地址, :w.x.y.z IPv4映射地址, :FFFF:W.X.Y.Z例如：IPV4 211.90.1.1 IPV6 :FFFF:211.90.1.1 0:0:0:0:0:FFFF:211.90.1.1 0:0:0:0:0:FFFF:D35A:0101IPv6地址分类 单播地址 组播地址 任播地址IPv6组播地址 在IPv6中，组播地址有特定的前缀，但是和IPv4中的D类地址前缀不同。 IPV6中没有广播，取而代之的是组播，必要时可以使用组播来模拟广播。IPv6组播地址 最高8位：全1IPv6组播地址 特殊的组播地址FF01:1(节点本地范围所有节点组播地址)FF02:

22、1(链路本地范围所有节点组播地址) FF01:2(节点本地范围所有路由器组播地址)FF02:2(链路本地范围所有路由器组播地址)FF05:2(站点本地范围所有路由器组播地址) FF02:1:FFXX:XXXX(Solicited-Node组播地址)前缀FF02:0:0:0:0:1:FF这104位是固定的，后面的XX:XXXX这24位是接口ID的后24位，即48位网卡MAC 地址的后24位。IPv6地址分类 单播地址 组播地址 任播地址 任播地址仅被用作目的地址，且仅被分配给路由器 用于标识一组网络接口 路由器会将目标地址是任播地址的数据包发送给最近的一个网络接口 从单播地址空间中进行分配，使用

23、单播地址的任何格式 适合于One-to-One-of-Many的通讯场合Whos Gateway?Im nearest one.IPv6任播地址IPv4和IPv6报头结构IPv4报头结构说明IPv4报头结构说明nVersion4Version4位用来指明位用来指明IPIP的版本号其值是的版本号其值是6 6。nTraffic ClassTraffic Class指明了指明了IPv6IPv6包的类型或者优先级。这包的类型或者优先级。这个字段的长度是个字段的长度是8 8位。流量类型字段提供了与位。流量类型字段提供了与IPv4IPv4服务类型服务类型字段中相似的功能。在字段中相似的功能。在RFC 24

24、60RFC 2460中，对流量类型字段中的中，对流量类型字段中的值并没有作定义。然而，对一个值并没有作定义。然而，对一个IPv6IPv6的执行，有必要提供的执行，有必要提供一种方法来为应用层协议指定流量类型字段的值。一种方法来为应用层协议指定流量类型字段的值。nFlow LabelFlow Label指明数据包是属于源站和目的站之间特指明数据包是属于源站和目的站之间特殊的包序列，要求中间路由器进行特殊的处理。这个字段殊的包序列，要求中间路由器进行特殊的处理。这个字段的长度是的长度是2020位。流标志用于非默认性质的连接服务，例如位。流标志用于非默认性质的连接服务，例如有实时性需要的数据（声音和

25、图像）。对于默认路由器处有实时性需要的数据（声音和图像）。对于默认路由器处理，流标志被设置成理，流标志被设置成0 0。在一个源站和目的站之间能有多种。在一个源站和目的站之间能有多种流量，由非零流标志区分。流量，由非零流标志区分。IPv6报头结构说明nPayload LengthPayload Length指明指明IPv6IPv6有效载荷的长度。这个字有效载荷的长度。这个字段的长度是段的长度是1616位。位。有效流量载荷字段包括了扩展头和上层有效流量载荷字段包括了扩展头和上层PDUPDU。通过。通过1616位，一个位，一个IPv6IPv6的有效载荷最多有的有效载荷最多有6553565535字节可

26、字节可以表示。对于有效载荷长度超过以表示。对于有效载荷长度超过6553565535字节的，有效载荷字节的，有效载荷字段长度字段就被设置成字段长度字段就被设置成0 0，并且，并且Jumbo PayloadJumbo Payload选项被用选项被用在逐跳选项（在逐跳选项（Hop-by-Hop OptionsHop-by-Hop Options）扩展头中。）扩展头中。nNext HeaderNext Header指明了第一个扩展报头或者高层指明了第一个扩展报头或者高层UDP(UDP(例例如如TCP,UDPTCP,UDP或者或者ICMPv6)ICMPv6)中的协议。这个字段的长度是中的协议。这个字段的

27、长度是8 8位。位。在标识一个在网络层之上的高层协议时，这个字段的值与在标识一个在网络层之上的高层协议时，这个字段的值与IPv4IPv4协议字段中的值相同。协议字段中的值相同。IPv6报头结构说明nHop LimitHop Limit指明了指明了IPv6IPv6包在被丢弃之前可以经过的最大包在被丢弃之前可以经过的最大的连接数。跳数限制相似于的连接数。跳数限制相似于IPv4IPv4的的 TTLTTL字段，除了在字段，除了在TTLTTL中没中没有历史的关连相对于包在路由器中排队的总计时间（秒）。有历史的关连相对于包在路由器中排队的总计时间（秒）。当跳数等于当跳数等于0 0时，一个时，一个ICMPv

28、6ICMPv6超时报文将被传送回源站点并且超时报文将被传送回源站点并且这包会被丢弃。这包会被丢弃。nSource AddressSource Address存储源端主机的存储源端主机的IPv6IPv6地址。这个字段地址。这个字段的长度是的长度是128128位。位。nDestination AddressDestination Address存储当前目的站主机存储当前目的站主机IPv6IPv6地址。地址。这个字段的长度是这个字段的长度是128128位。在大多数情况下，目的站地址是最位。在大多数情况下，目的站地址是最终的目的站的地址。然而，如果一个路由扩展头存在，在源终的目的站的地址。然而，如果一

29、个路由扩展头存在，在源路由列表中目的地址也许被设置成下一个路由器接口。路由列表中目的地址也许被设置成下一个路由器接口。IPv6报头结构说明IPv6报文格式 IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头机上层协议单元构成。扩展报头的顺序 逐跳选项报头 目标选项报头（当存在路由报头时，用于中间目标） 路由报头 片段包头 身份验证报头 封装安全有效载荷报头 目标选项报头（用于最终目标）IPv6的扩展报头 每一种扩展报头其实也有自己特定的协议号，例如：0 逐跳选项报头；6 TCP；17 UDP；41 封装IPv6报头；43 路由报头；44 分片报头；46 资源预留协议；50 封装安全载荷；51 验证报头；59 无下一报头；60 目的选项报头。 每一个基本报头和扩展报头的pr