第3周第2次IP网络掩码与地址空间

1、上次课我们重点讲了什么？计算机网络通信学院集线器集线器计算机学院管理学院集线器数学学院集线器计算机网络通信学院集线器管理学院集线器集线器计算机学院数学学院集线器距离太长距离太长以太网络以太网络以太网络以太网络PPP网络网络上次课我们重点讲了什么？隔离广播隔离广播计算机网络通信学院集线器管理学院集线器集线器计算机学院数学学院集线器距离太长距离太长以太网络以太网络以太网络以太网络PPP网络网络怎么分配IP地址？1、有几个网络？2、需要多少个网络号码？3、网络内主机如何分配地址？222.177.12.x222.177.13.x222.177.14.x222.177.13.x222.177.19.x2

2、22.177.12.20222.177.12.1222.177.14.1222.177.14.2222.177.19.1222.177.19.0222.177.19.3222.177.15.x222.177.15.3222.177.19.1222.177.19.2计算机网络通信学院集线器管理学院集线器集线器计算机学院数学学院集线器距离太长距离太长以太网络以太网络以太网络以太网络PPP网络网络采用PPP这个网络有什么问题？1、PPP分配的地址空间有多少？2、只用了几个？3、浪费了多少个？222.177.12.x222.177.13.x222.177.14.x222.177.15.x222.177

3、.19.x222.177.12.20222.177.12.1222.177.14.1222.177.14.2222.177.19.1222.177.19.2222.177.19.0 222.177.19.2552个：个：1和和2，另外，另外0、255不能用不能用256-2-2 = 252个个252/254 = 99.2% 都浪费了都浪费了By 杨雄0H11R2H201H4R1H3如采用如采用B B类地址类地址需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配65536个IP分配65536个IP分配65536个IP有几个网络？网络1：128.30.0.0浪费 65536-80 = 654

4、56网络2：128.31.0.0浪费 65536-50 = 65486网络3：128.32.0.0浪费 65536-50 = 65486网络号两个字节3个，需要3个网络号。浪费了浪费了 19万万6千千4百多个百多个By 杨雄0H11R2H201H4R1H3需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配65536个IP分配65536个IP分配65536个IP网络1：128.30.0.0浪费 65536-80 = 65456网络2：128.31.0.0浪费 65536-50 = 65486网络3：128.32.0.0浪费 65536-50 = 65486问题出在哪里？主机号部分太长了，

5、主机号部分太长了，主机空间太大主机空间太大主机主机IP地址太多，根本用不了地址太多，根本用不了0H11R2H201H4R1H3能不能缩小主机号码？来减少浪费？需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配256个IP分配265个IP分配265个IP网络1：128.30.0.0浪费 256-80 = 176网络2：128.30.1.0浪费 256-50 = 206网络3：128.30.2.0浪费 256-50 = 206网络号不变，从主网络号不变，从主机号中取出部分加机号中取出部分加入到网络号中入到网络号中主机号就一个字节？！把网络号加长！怎么把网络号加长？引入掩码概念浪费了浪费了

6、588个，怎么能和个，怎么能和19万比？万比？子网IP地址第 4 章 网络互连分类分类IPIP地址的时代的结束地址的时代的结束划分子网从两级 IP 地址到三级 IP 地址 n在 早期，IP 地址的设计确实不够合理。IP地址 := , , 怎么把子网号找出来？掩码：掩码：32位二进制数，有1的位置是网络号和子网号IP地址 := , By 杨雄IP 地址的各字段和子网掩码 网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 地址网络号net-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时的网络地址1 1 1 1 1 1 1

7、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 0B类地址：128.30.0.0，网络号是128.30，从主机号 0.0 中找 0 作为子网号By 杨雄(IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 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因特网部分本地部分划分子网时的网络地址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

8、 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 0ANDBy 杨雄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

9、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 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码 By 杨雄0H11R2H201H4R1H3扩展后的网络号也还可以成为网络号 或 称为子网号需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配256个IP分配265个IP分配265个IP有几个网络？网络改称为子网子网了 或 IP子网子网1：128.30.0.0掩码：255.255.255.0子网2：128.30.1.0掩码：255.255.255.0网络号：128.30.1子网3：128.30.2.0掩码：2

10、55.255.255.0网络号：128.30.2网络号：128.30.0子网IP地址还有什么问题？50个主机实际分配64个够了50个主机实际分配64个够了By 杨雄0H11R2H201H4R1H3需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配256个IP分配64个IP分配64个IP子网1：128.30.0.0掩码：255.255.255.0网络号：128.30.064占几位二进制？64占6位二进制，即主机需要6位子网号需要多少位？166 = 10位子网掩码多少位？10位网掩码是什么？11111111. .11111111. .11111111. .11000000255. .255

11、. .255. .192子网2：128.30.1.0掩码：255.255.255.192网络号：128.30.1.0子网3：128.30.1.64掩码：255.255.255.192网络号：128.30.1.64By 杨雄0H11R2H201H4R1H3需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机分配256个IP分配64个IP分配64个IP子网1：128.30.0.0掩码：255.255.255.0子网2：128.30.1.0掩码：255.255.255.192子网3：128.30.1.64掩码：255.255.255.192128.30.0.0子网1128.30.0.256子网21

12、28.30.1.0128.30.1.63子网3128.30.1.64128.30.1.127不是固定长度掩码VLSM，可变长子网掩码还有什么问题？0H11R2H20R1需要5050个主机需要5050个主机分配64个IP分配64个IP子网1：128.30.1.0掩码：255.255.255.192子网2：128.30.1.64掩码：255.255.255.192子网IP地址还有什么问题？互联网RyRy记录了到达子网1和子网2的路径这个记录表称为路由表目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.25

13、5.192R2从路由表或者从图看出，到子网1和子网2都走R2有相同的下一跳0H11R2H20R1互联网Ry目的地：128.30.1.1寻找合适的路由算法：128.30.1.1 and 255.255.255.192 = 128.30.1.0128.30.1.1128.30.1.65路由表的第一项满足路由表的第一项满足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的地：128.30.1.65寻找合适的路由算法：128.30.1.65 and 255.255.255.192 != 128.30.1.0路由表的第一项不满足路由表的第一项不满足寻找合适的路由算法：128.30.1.65 and 255.255

14、.255.192 = 128.30.1.64路由表的第二项满足路由表的第二项满足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R20H11R2H20R1互联网Ry目的地：128.30.1.1寻找合适的路由算法：128.30.1.1 and 255.255.255.128 = 128.30.1.0路由表的第一项满足路由表的第一项满足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2目的地：128.30.1.65寻找合适的路由算法：128.30.1.65 and 2

15、55.255.255.128 = 128.30.1.0目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2路由表的第一项满足路由表的第一项满足找到路由下一跳：找到路由下一跳：R2这两个表等价！这两个表等价！目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2128.30.1.1128.30.1.65目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的网络目的网络目的网络掩码目

16、的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子网1128.30.1.0128.30.1.63子网2128.30.1.64128.30.1.127子网x128.30.1.0128.30.1.127合并合并By 杨雄128.30.0.0子网x128.30.0.256子网y128.30.1.0128.30.1.63子网z128.30.1.64128.30.1.127思考：这个三个子网能合并吗？目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的网络目的网络

17、目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子网1128.30.1.0128.30.1.63子网2128.30.1.64128.30.1.127子网x128.30.1.0128.30.1.127合并合并目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2子网1子网2合并合并00 0

18、0000011 00000001 00000011 0000000X 00000010 0000000H11R2H20R1互联网Ry目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.128R2目的网络目的网络目的网络掩码目的网络掩码下一跳下一跳128.30.1.0255.255.255.192R2128.30.1.64255.255.255.192R2128.30.1.1128.30.1.65子网1：128.30.1.0掩码：255.255.255.192子网1：128.30.1.64掩码：255.255.255.192为什么要压缩路由表项目？可以

19、压缩表项目可以压缩表项目称为称为 地址汇聚地址汇聚 或或 路由聚合路由聚合美国的互联网RX中国的互联网Ry128.0.0.0128.1.0.0128.2.0.0-128.255.0.0美国的互联网络接到中国的Ry就是说不管发往中国的地址是什么都走Ry10.255.1.1Rx的路由表的部分内容是的路由表的部分内容是目的网络地址目的网络地址 目的网网络掩码目的网网络掩码 下一个接口下一个接口128.0.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.1.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.2.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1-128.255.

20、0.0 255.255.0.0 10.255.1.1分组到Rx，查表只要目的地址是128.x.y.y分组必然走10.255.1.1有什么问题？路由器的路由表太大，引发搜索慢，转发延时大！比如128.0.X.X 128.255.X.X256个B类地址全部在中国用美国的互联网RX中国的互联网Ry128.0.0.0128.1.0.0128.2.0.0-128.255.0.0美国的互联网络接到中国的Ry10.255.1.1Rx的路由表的部分内容是的路由表的部分内容是目的网络地址目的网络地址 目的网网络掩码目的网网络掩码 下一个地址下一个地址128.0.0.0 255.255.0.0 10.255.1.

21、1128.1.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1128.2.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1-128.255.0.0 255.255.0.0 10.255.1.1报文到Rx，查表只要目的地址是128.x.y.y报文必然走10.255.1.1Rx的路由表的可以是的路由表的可以是目的网络地址目的网络地址 目的网网络掩码目的网网络掩码 下一个地址下一个地址128.0.0.0 255.0.0.0 10.255.1.1注意掩码缩小了注意掩码缩小了在Rx看不见256个网络，它只看到一个，这个128.0.0.0 255.0.0.0网络网络叫超级网络，简称超网Rx的看见一

22、个超网VLSM + 地址汇聚 = 超网VLSM + 地址汇聚 CIDR无分类IP地址CIDR第 4 章 网络互连By 杨雄构造超网1. 从三级 IP 地址到无分类（CIDR）n消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念n网络前缀是从1位到32位无级变化n变长子网掩码 VLSMIP地址 := , 杨雄编写整理1、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）；2、整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。为什么要将3级变成无级？第 4 章 网络互连By 杨雄CIDR 地址块-斜线记法n128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面

23、的 20 是网络前缀的比特数，所以主机号的比特数是 12）。n这个地址块的起始地址是 128.14.32.0。n在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20 地址块”。n128.14.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0n128.14.32.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255n全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。128.14.32.0/20 表示的地址（212 个地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00

24、001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 1111

25、1111所有地址的 20 bit前缀都是一样的最小地址最大地址128.14.32.0128.14.47.255By 杨雄IP地址的演化IP地址 := , , 32位的IP地址 := 分类地址有什么问题？地址浪费子网掩码地址有什么问题？ 路由表表项太多！IP地址 := , 从主机部分分出子网来把网络号和子网号合并By 杨雄0H11R2H201H4R1H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX需要8080个主机需要5050个主机需要5050个主机128 80+50+50 = 180 25664 80 = 128：分128个分配128个IP分配64个I

26、P分配64个IP32 50 = 64： 分64个32 50 = 64： 分64个128+64+64 = 256，实际需要256，并分配完By 杨雄0H11R2H201H4R1H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP前缀是多少位？前缀是多少位？2525位：位：128.30.33.0/25128.30.33.0/25掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128前缀是多少位？前缀是多少位？2626位：位：128.30.33.128/26128.30.33.128/26掩码：掩码：

27、255.255.255.192255.255.255.192前缀是多少位？前缀是多少位？2626位：位：128.30.33.192/26128.30.33.192/26掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192By 杨雄0H11R2H201H4R1？H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192掩码：掩码：255.255.255.192

28、255.255.255.192子网号码是多少？子网号码是多少？子网：子网：128.30.33.0128.30.33.0子网：子网：128.30.33.128128.30.33.128子网：子网：128.30.33.192128.30.33.192By 杨雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192掩码

29、：掩码：255.255.255.192255.255.255.192子网：子网：128.30.33.0128.30.33.0子网：子网：128.30.33.128128.30.33.128子网：子网：128.30.33.192128.30.33.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193192 = 11000000256 = 11111111不能分配By 杨雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP

30、掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192子网：子网：128.30.33.0128.30.33.0子网：子网：128.30.33.128128.30.33.128子网：子网：128.30.33.192128.30.33.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33

31、.1By 杨雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3这个网络得到的IP地址是128.30.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192子网：子网：128.30.33.0128.30.33.0子网：子网：128.30.33.128128.30.33.128子网：子网：128.30.33.192128.30.3

32、3.192128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33.1R RX X的路由表是什么？的路由表是什么？目的子网目的子网 下一跳下一跳128.30.33.0/25 66.123.12.190128.30.33.128/26 66.123.12.190128.30.33.192/26 66.123.12.19066.123.12.190By 杨雄0H11R2H201H4R1128.30.33.（192+1）H3这个网络得到的IP地址是128.3

33、0.33.0/24256个IP地址互联网的骨干网RX分配128个IP分配64个IP分配64个IP掩码：掩码：255.255.255.128255.255.255.128掩码：掩码：255.255.255.192255.255.255.192子网：子网：128.30.33.0128.30.33.0子网：子网：128.30.33.128128.30.33.128128.30.33.194128.30.33.195128.30.33.193128.30.33.136128.30.33.137128.30.33.129128.30.33.130128.30.33.1R RX X的路由表是什么？的路由表

34、是什么？目的子网目的子网 下一跳下一跳128.30.33.0/25 66.123.12.190128.30.33.128/26 66.123.12.190128.30.33.192/26 66.123.12.19066.123.12.190目的子网目的子网 下一跳下一跳128.30.33.0/24 66.123.12.190合并合并By 杨雄n一个 CIDR 地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合，它使得路由表中的一个项目可以表示很多个（例如上千个）原来传统分类地址的路由。n路由聚合也称为构成超网(supernetting)。路由聚合(route aggregation) By 杨雄0H11R2H201H4R1H3互联网的骨干网RX66.123.12.190目的子网目的子网 下一