IP地址和IP子网的规划

1、IP地址和IP子网的规划本讲内容：1.认识IP2.识别网络标识号、主机标识号3.掌握IP地址分类4.子网掩码的作用5.划分子网,知道VLSM6.不分等级的IPCIDR7.IPV6简介1 互联网通过路由器实现了各个通信子网的互连。通信子网又称为物理网络，在物理网络内的结点都存在一个物理地址，这是各个结点的惟一标识。在互联网中，不同的物理地址连成虚拟网后必须有一个统一的地址，以便在整个网络上有一个惟一的结点标识，这就是IP地址（即逻辑地址）。 IP地址对各个物理网络地址的统一是通过上层软件的逻辑编址进行的，这种编址没有改变任何物理地址，而是实现了物理地址的屏蔽，建立了一种IP地址与物理地址之间的映

2、射关系。IP地址的作用 2IP地址 IP协议 3MAC地址（物理地址）6组8-bits组成的一个48-bits的地址前24-bits由IEEE给生产厂商分配(不是非常正确的说法)，后24-bits由厂商自己分配，全球唯一无逻辑性，难于查找厂商自己分配IEEE 分配4IP地址4组8-bits组成的一个32-bits的地址分为Network ID网络号及Host ID主机号是唯一的标识符，便于定位查找在网络中计算机的位置32bitsNetwork IDHostwork ID32bits5IP概叙IP地址是在网络中用来识别主机的唯一标识。由网络信息中心NIC(Network Information

3、Center)统一分配。每个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成。Ipv4格式: IP地址由四个8位二进制数值组成，共32位 例如：11000010.10101000.00000001.00000011 为了方便记忆，我们通常用点分十进制表示： 最多分配给232 台主机（约为四十三亿的IP地址）电脑中已经配了IP那么可以用ipconfig这个命令查看6格式IP地址是一组32位的二进制数字，用点分十进制表示以“ . ”号将32位的二进制数，每八位进行一次分割，分为4个八位组，再将每个八位组的转换成十进制，每组十进制在0255之间。例如： 11000000.10101000.00000001.0

4、00000117进制转换00000000=000000001=100000010=200000011=3 . .11111101=25311111110=25411111111=255128 64321684218网络号同一个物理网络中的主机必须分配相同的网络号进行通信。网络号具有唯一性。不能够为127，的网络地址用于本机环回测试，检测本机TCP/IP协议软件的工作状态或者配置是否正确如ping xxxx.xxxx.xxxx.xxxx 网络号主机号 网络号 主机号9主机号主机号是代表网络中的主机。网络号相同时主机号具有唯一性。xxxx.xxxx.xxxx.xxxx网络号主

5、机号 网络号 主机号10IP地址的分类Class A: Class B: Class C: Class D: 用于多点广播/组播地址Class E: 保留供将来使用NetworkHostHostHostNetworkNetworkHostHostNetworkNetworkNetworkHost8 bits8 bits8 bits8 bits11IP地址的分类常见的IP分为：A类：用于主机数量特别多的网络。1-126B类：用于大、中型网络。128-191C类：用于局域网。192-223D类：用于多点广播。224-239E类：保留供将来使用。240-24712分类10NNN

6、NNNNHostHostHost891617242532(1-126)A类:110NNNNNNNetworkHostHost891617242532(128-191)B类:1110NNNNNNetworkNetworkHost891617242532(192-223)C类:11110MMMMMulticast GroupMulticast GroupMulticast Group891617242532(224-239)D类:111110MMM保留保留保留891617242532(240-247)E类:13A类地址第一位设为0前7位代表网络号，后24位代表主机号；网络号主机号0 xxxxxxx

7、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx14A类地址A类地址允许27-2= 126个网络；（除去127网段和全0）每个网络可容纳224-2=16777214个主机； （除去全0和全1）第一个域值 的范围为1126（000000010）有效的主机号：X.0.0.1X.255.255.254 。例：115B类地址前两位设为10前14位代表网络号，后16位代表主机号；网络号主机号10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx16B类地址B类地址允许214= 16384个网络每个网络可以容纳216-2=65534个主机（除去全0和全1）第一个域的范围为128191（1000

8、000010111111）有效的主机号：X.X.0.1X.X.255.254例： 517C类地址前三位设为110前21位代表网络号，后8位代表主机号；网络号主机号110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx18C类地址C类地址允许221= 2097152万个网络每个网络可容纳28-2=254个主机（除去全0和全1）第一个域的范围为192223（1100000011011111）有效的主机号：X.X.X.1X.X.X.254例：19IP地址的分配原则1 只有A，B，C三类地址可以分配给计算机和网络设备2 IP地址的第一个数不能为127，这个地址已经保留用来做环回测试 例如：

9、ping 3 网络地址不能全0，也不能全14 主机地址不能全0，也不能全15 网络地址相同时，主机地址必须唯一20地址分配原则不能被分配的IP地址:“有限广播”：网络号和主机号全1 ，代表本网络的有限广播 255 . 255 . 255 . 255“本机”：网络号和主机号全0，代表本机0 . 0 . 0 . 021地址分配原则不能被分配的IP地址:“无意义”：网络号全1 ，无意义 xxxxxxxxxxxxxxxx255 . 255 . x . x“本网络中的主机”：网络号全0，代表这是本网络中的一台主机0 . 0 . x . xxxxxxxxxxxxxxxxx22地址分配原则不能被分配的IP地

10、址:“直接广播”：主机号全1，用于向某个网络发送广播x . x . 255.255xxxxxxxxxxxxxxxx“本机或标识本网络的地址”：以0作为主机号，代表当前网络的网络号 xxxxxxxxxxxxxxxxx . x . 0.023地址分配原则不能被分配的IP地址:“标识本网络子网掩码”：网络号全1，主机号全0 ，代表着本网络的子网掩码255 . 255 . 0 . 0“直接广播”：网络号全0，主机号全1，代表本网络的直接广播0 . 0 . 255 . 25524内部（私有）地址 内部地址是Internet分配数据机构IANA保留的供专网（Intranet）使用的IP地址，这些地址不在I

11、nternet上使用，不能通过任何Internet路由器进行转发，这些地址如下： 55 1个A类 55 16个B类 55 256个C类内部IP地址的分配有两种方法：静态分配和动态分配25公网地址 公网IP地址是Internet上通信所使用的IP地址，由InterNIC机构正式发布在网络中，必须全球唯一。一般我们涉及到的公有地址由ISP服务商提供26测试工具Ipconfig用于查询本机的TCP/IP的设置Ipconfig Ipconfig /allPing用于查询计算机之间的连接状态Ping ip_addressPing computer_name27网络连接情况测试顺序Ipconfig用于检测

12、本机的网络设置是否正确Ping 用于检测本机的TCP/IP协议栈配置是否正确Ping 本机IP地址用于检测本机IP地址配置是否有效Ping 本网段网关用于检测本机到网关连接是否正常Ping 外网IP用于检测本机与对方连接是否正常（测试能否上网时候该地址一般为DNS服务器地址）28测试工具Ping 的参数举例：Ping -a将地址解析为计算机名Ping -n count指定ping的次数Ping -tping到指定的计算机直到中断29测试工具Tracert命令 用于显示数据包到达目标主机所经过的路径。例如：tracert Netstat命令 用于显示当前正在活动的网络连接的详细信息常带上an参数

13、。Nslookup命令 用于进行域名的解析。例如：nslookup Arp命令 显示和修改IP地址和MAC地址互相解析的缓存记录。常见参数有d、s、a。30测试工具Route命令 用于显示或者增加本地IP路由表中的记录。如显示路由表内容命令是 route print增加网关为的默认路由命令是Route add mask Net命令 Net命令功能强大，可以实现网络常见的配置操作和显示状态信息。具体参数可以上网查找。31课堂练习004620地址 类别 网络 主机A例如：32课堂练习答案004620地址 类别 网络 主机ABCCB错误的IP0046例如：33子网掩码（Subnet Mask）子网掩

14、码是划分网络ID和主机ID的工具由X个连续的1及Y个连续的0组成且1总在0前面XY32子网掩码与IP地址作一个AND（与）的运算，保留下所需要的Network ID34缺省的子网掩码A类地址的缺省子网掩码是B类地址的缺省子网掩码是C类地址的缺省子网掩码是例： IP :193.108.18 .2 Subnet Mask :35AND（与运算） 0 AND 0=0 0 AND 1=0 1 AND 0=0 1 AND 1=136划分网络号和主机号利用子网掩码和IP“与”运算得到网络ID和主机ID 11000000 10101000 00010010 00000010 11111111 1111111

15、1 11111111 00000000AND 11000000 10101000 00010010 00000000192. 168 . 18 . 0 网络号37子网 子网是什么？ 为什么要有子网？ 用了子网有何好处？38不设子网的地址网络 535439设子网的地址网络 40划分子网络划分子网 就是借用主机号的位充当网络号来扩大网络的个数可以混合使用多种网络技术，如以太网和令牌网。可以是使远程局域网在物理上相连。可以连接更多的主机。减少交通定向和广播，避免网络拥塞。41IP子网和IP转发子网(subnetting)多个物理网络（子网）共享一个IP网络地址空间IP地址主机部分的一些比特作为子网号

16、只有本地路由器知道子网的存在本地路由器通过子网掩码来截取子网号三层层次结构：网络ID子网ID主机ID42Subnet IDSubnet ID不能全为0不能全为1最少要2个二进制位43地址图例E1E0Internet到/24的分组44例：缺省情况下子网未划分的情况16网络位主机位1720060 网络号45 一种利用子网掩码划分的子网 扩展了8位地址的网络16网络位主机位60 1722子网位网络ID：128192224240248252254255046另一种利用子网掩码划分的子网网络主机60 92子网扩展了10位地址的网络161722128网络

17、ID：12819222424024825225425512819222424024825225425547示例步骤01161922160HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092148示例步骤02HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921216192216049示例步骤03HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092127161922160350示例步骤04HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212416192216028351示例步骤05HostMaskSubnetBr

18、oadcastLastFirst6092124516192216028352示例步骤06HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212451619221602891353示例步骤07HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092124561619221602891354示例步骤08HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212456161922160289129355示例步骤09HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092124567161922160289129356示例步骤10

19、HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212456716192216028912990357IP Host Address:21Subnet Mask: Subnet Address = Host Addresses = 54Broadcast Address = 55NetworkSubnetHost21:Subnet:01111001 B类地址子网规划Broadcast:Network5811111000IP Host Address:21Subnet Mask: 48NetworkSubnetHost21:Subnet:01111001 011110004

20、8:C类地址子网规划Subnet Address = 20Host Addresses = 2126Broadcast Address = 27Broadcast:NetworkNetwork59子网掩码练习地址子网掩码类别子网00260子网掩码练习答案地址子网掩码类别子网002BAA61广播地址练习地址类别子网广播地址0 48子网掩码 3 527 2862广播地址练习答案地址类别子网广播地址子网掩码27C36A55B52B0 48 3 527 2863子网的划分原则确定网络号数，确信给将来的发展留有余地；确定每个子网有效的主机号数，同时也要考虑到未来的发展；定义子网掩码，使其能满足子网数和每

21、个子网上主机号数；为每个物理段确定唯一的子网ID；为子网确定主机号。64IP子网练习00/19所属哪个网段？65IP子网练习答案00/19所属哪个网段？10001100.10110011.110 11100.1100100011111111.11111111.111 00000.00000000-10001100.10110011.11000000.00000000子网地址 140 . 179 . 192 . 0 10001100.10110011.11011111.11111111广播地址 140 . 179 . 223 . 25566IP子网运用一家公司有一C类地

22、址，它下设2个部门各个部门电脑台数分别为24、56，问，子网掩码应设为多少？如果还是2个部门，但台数分别为27、64，那么子网掩码应该设为多少？67IP子网运用答案（借主机位）一家公司有一C类地址，它下设2个部门各个部门电脑台数分别为24、56，问，子网掩码应设为多少？如果还是2个部门，但台数分别为27、64，那么子网掩码应该设为多少？1)2n2=2 2m2=56 n=2 m=6 子网掩码为922）不行，除非路由器支持子网零(/25)68不分等级的IPCIDRCIDR是借用网络号充当主机号，来构造大型的网络,帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题实施CIDR时，所用的路由器应支持这一技术减少路

23、由器的入口，解决路由爆炸。多个地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集69超网supernetting（借网络位）CIDRClassless InterDomain Routing: RFC1519问题：C类网络很多200万个，路由表爆炸C类地址太小，而B类地址太大，并且很少(16382)抛弃类的边界，即超网，1992年提出ISP分配地址时给用户一组连续(2n ) C类地址（或者地址块），子网掩码被扩展为允许描述多个网络组成的一个大的网络不分等级的IPCIDR70假设用户需要1000个IP地址，则分配4个C类 (192.60.10000000.00000000) (192.60

24、. 10000001.00000000) (192.60. 10000010.00000000) (192.60. 10000011.00000000) -/22(192.60. 10000000.00000000) 55 (192.60. 10000011.11111111)超网地址：广播地址：71四个C类地址可以用：, netmask 来标识网络掩码可以用前面的为1的比特的个数来描述： netmask /2272超网的运用例：某公司有1050台电脑，但是申请不到一个B类地址，于是申请了五个C类地址：，。为了减少路由器的寻址工作，希望将它们集成到一个网中。需要采用怎样网络划分方法？73782

25、201680255255248074IPv6简介 自从Internet在上世纪90年代中期得到高速发展以来，结点不断增加，计算机、通信、娱乐、家电产品已经交叉互融，数据通信网络对IP的依赖，使得IPv4无法应付即将出现的问题地址空间有限路由选择表越来越庞大协议过于复杂无安全性考虑无法提供QoS保障75IPv6特性比IPv4有更长的地址协议头部简化选项的更好支持安全性考虑QoS保障IPv4的平滑过渡和升级能力76IPv6地址格式IPv46 8组4位十六进制，冒号分隔(冒分十六进制)。例如：8000 : 0000 : 0000 : 0000 : 0123 : 4567 : 89AB : CDEF一

26、组中前几个0可以取消不写 0012 可写为 12一组或者多组全0，可用:代替，但是在一个地址中只能出现一次(零压缩)例如： 8000 : 0000 : 0023 : 0000 : 0123 : 4567 : 89AB : CDEF可写为:8000 : : 23 : 0 : 123 : 4567 : 89AB : CDEF8000:123:4567:89AB:CDEF128.0 . 0.0 . 0.0 . 0.0 .1.35 . 69.103 .137.171 .205.23977IPv6地址在IPv4和IPv6混合环境中，采用另一种表现形式： x:x:x:x:x:x:d.d.d.d x6组高阶4位十六进制 d4个低阶8位二进制的十进制值（IPv4）例如：0000 : 0000 : 0000 : 0000 : 0000 : 0000 : 192 . 168 . 1 . 30 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 192 . 168 . 1 . 3: 192 . 168 . 1 . 378IPv6地址为了在URL中使用IPv6地址文本地址用符号 和 来封闭，例如： 8000 : 0000 : 0000 : 0000 : 0123 : 4567 : 89AB : CDEFhttp:/ 8000:123:4567