ccna实验指南资源-chp02ip地址

网络基础篇IPv4地址二进制和十进制转换IPv4地址IPv4地址是一个32位的字符串，分为四个部分，每个部分称为一个八位组。每一个八位组包含8位（或

1个字节），用句点分隔。二进制与十进制之间的转换利用图表帮助转换IPv4

子网掩码IPv4

地址的网络部分和主机部分为了定义地址的网络和主机部分，设备将使用一个单独的

32

位模式，称为子网掩码子网掩码实际上并不包含

IPv4

地址的网络或主机部分，它只是在何处查找给定IPv4

地址的这些部分IPv4

子网掩码IPv4

地址的网络部分和主机部分有效子网掩码IPv4

子网掩码IPv4

网络地址、主机地址和广播地址IPv4

子网掩码第一个主机和最后一个主机地址IPv4

子网掩码按位AND

运算1

AND

1

=

11

AND

0

=00

AND

1

=

00

AND

0

=

0IPv4

地址分类IPv4

地址私有IPv4地址私有地址块是：不需要

互联网的主机可以使用私有地址10.0.0.0

到10.255.255.255

(10.0.0.0/8)172.16.0.0

到172.31.255.255

(172.16.0.0/12)192.168.0.0

到192.168.255.255

(192.168.0.0/16)IPv4

数据包IPv4

数据包报头版本、区分服务(DS)、生存时间(TTL)、协议、源IP

地址和目的IP

地址、Internet

报头长度(IHL)、总长度、报头校验和、标识、标志和段偏移量IPv4

数据包IPv4

数据包示例IPv4

单播、广播和组播单播传输在IPv4

网络中，主机可采用以下三种方式之一来通信：1.

单播-从一台主机向另一台主机发送数据包的过程。IPv4

单播、广播和组播广播传输2.

广播-从一台主机向该网络中的所有主机发送数据包的过程路由器不转发有限广播！定向广播目的地址172.16.4.255172.16.4.0/24网络中的主机IPv4

单播、广播和组播组播传输组播-从一台主机向选定的一组主机（可能在不同网络中）发送数据包的过程减少流量为组播组的编址保留-224.0.0.0

到239.255.255.255本地链路-224.0.0.0

到224.0.0.255（示例：按路由协议交换的路由信息）全局范围地址-224.0.1.0

到238.255.255.255（示例：224.0.1.1

已为网络时间协议保留）网络分段划分子网的原因需要将大型网络划分为较小子网，创建设备和服务的较小分组，以便：通过在子网中包含广播流量来控制流量减少整体网络流量并提高网络性能子网划分-将网络划分为多个较小网络空间（称为子网络或子网）的过程。子网之间的通信设备在不同网络 网上通信需要使用路由器。每个路由器接口都必须具有属于与路由器接口连接的网络或子网的

IPv4主机地址。网络 网上的设备使用与其

LAN

相连的路由器接口作为其默认网关。对IPv4

网络划分子网基本子网划分借用位来创建子网借用

1

个位

21

=

2

个子网子网1网络192.168.1.128-255/25掩码：255.255.255.128子网0网络

192.168.1.0-127/25掩码：255.255.255.128从主机部分借用

1

个位可以创建

2

个使用相同子网掩码的子网对IPv4

网络划分子网使用中的子网数量子网0网络

192.168.1.0-127/25子网

1网络

192.168.1.128-255/25对IPv4

网络划分子网子网划分公式计算子网数量计算主机数量对IPv4

网络划分子网创建4

个子网借用2

个位可以创建4

个子网。22

=4

个子网对IPv4

网络划分子网创建8

个子网借用3

个位可以创建8

个子网。23

=8

个子网对IPv4

网络划分子网创建8

个子网（续）可变长子网掩码的优势传统子网划分浪费地址传统子网划分-为每个子网分配相同数量的地址。需要较少地址的子网中存在未使用（浪费）的地址。例如，WAN

链路只需要2

个地址。可变长子网掩码(VLSM)

或细分子网可以提供更有效的地址使用。可变长子网掩码的优势可变长子网掩码

(VLSM)VLSM

允许将网络空间分为大小不等的部分。子网掩码取决于为特定子网所借用的位数。先对网络划分子网，然后再将子网进一步划分子网。根据需要重复此过程，以创建不同大小的子网。可变长子网掩码的优势VLSM

的实际运用使用VLSM

子网，为以下示例中的LAN

和WAN

网段分配地址，使地址浪费最少。将为每个LAN

分配一个使用

/27

掩码的子网。为每个WAN

链路分配一个使用/30

掩码的子网。可变长子网掩码的优势VLSM

图IPv6网络地址IPv4问题IPv6的必要性IPv4地址空间的耗尽万物互联IPv4

理论上最多有

43

亿个地址，再加上与NAT

组合形成的私有地址IPv6

使用更大的128

位地址空间，提供

3.4*1038

个地址IPv6

弥补了IPv4

的局限性并且包含其他改进（例如ICMPv6）IPv6网络地址IPv6优势更大的地址空间更小的路由表增强的组播(Multicast)支持对流的支持(Flow-control)加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持更高的安全性IPv6

编址十六进制数字系统十六进制是以16

为基数的计数系统以16

为基数的计数系统使用数字0

到9和字母A

到F四位（半字节）可以用一个十六进制值表示IPv6网络地址IPv6寻址IPv6地址表示方法x:x:x:x:x:x:x:x，其中x代表

4个十六进制值将规则应用于这些IPv6地址规则1：忽略前导0规则

2：忽略全

0数据段o

2001:0DB8:0000:1133:0000:0000:0000:0200o

2001:0DB8:CAFE:0000:1111:0000:0000:0200o

2001:0DB8:000A:0000:0000:0000:0000:1000o

2001:0DB8:ACAD:1234:0000:0000:0000:0000o

2001:0DB8:0000:1111:0020:0000:ACAD:0000o

FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001o

FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0003o

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000IPv6网络地址IPv6基本包头IPv6网络地址IPv6扩展包头逐跳选项包头,的地选项包头,路由选择包头,分段包头,AH包头,ESP包头,上层包头IPv6

地址类型IPv6

地址类型IPv6

地址分为三种类型：单播组播任意播。注意：IPv6

没有广播地址。IPv6

地址类型IPv6

前缀长度IPv6

不使用点分十进制子网掩码记法前缀长度采用以下格式表示IPv6

地址的网络部分：IPv6

地址/前缀长度前缀长度的范围为

0

到128典型的前缀长度是

/64IPv6

地址类型IPv6

单播地址单播唯一标识支持IPv6

的设备上的接口发送到单播地址的数据包由该地址分配的接口接收。IPv6

地址类型IPv6

单播地址IPv6

地址类型IPv6

单播地址全局单播类似于公有IPv4

地址全局唯一Internet

可路由地址。可以静态配置也可以动态配置本地链路用于与同一本地链

的其他设备通信限于单个链路-在链路外不能路由IPv6

地址类型IPv6

单播地址环回主机用它来向自身发送数据包，并且不能将其分配给物理接口通过对

IPv6

环回地址执行 操作可以测试本

机上的

TCP/IP配置除最后一位外都为

0，用::1/128

或只用::1

表示未指定地址全0

地址用::/128或只用::表示不能分配给接口，并且只能用作源地址当设备没有

IPv6

地址或数据包的源与目的地无关时，将未指定地址用作源地址IPv6

地址类型IPv6

本地链路单播地址每个支持IPv6

的网络接口都要求具有一个本地链路地址允许设备与同一链 支持

IPv6

的其他设备通信，并且只能在该链路（子网）上通信范围是FE80::/10，前10

个位为11111110

10xx

xxxx1111

1110

1000

0000

(FE80)

-

1111

1110

1011

1111

(FEBF)IPv6

地址类型IPv6

本地链路单播地址具有源或目的本地链路地址的数据包不能在数据包的源链路之

行路由IPv6

单播地址IPv6

全局单播地址的结构IPv6

全局单播地址全局唯一，并且可在IPv6

Internet

上路由相当于公有IPv4

地址ICANN

将IPv6

地址块分配给五个RIR目前仅分配了含有前3位001

或2000::/3

的全局单播地址IPv6

单播地址IPv6

全局单播地址的结构全局单播地址包括三个部分：全局路由前缀-地址的前缀或网络部分由提供商（如ISP）为客户或站点分配；现在

RIR

为客户分配/48

全局路由前缀子网ID组织用它来确定其站点中的子网接口ID相当于IPv4

地址的主机部分，使用它是因为单个主机可能具有多个接口，每个接口有一个或多个IPv6

地址IPv6网络地址IPv6组播地址分配的IPv6组播地址IPv6组播地址的前缀为FF00::/8FF02::1所有节点组播组FF02::2所有路由器组播组请求节点IPv6组播地址由前缀为FF02::1:FF00:0/104加上单播IPv6地址的最后24比特构成。连接验证ICMPICMPv4和ICMPv6主机确认目标或服务不可达超时路由器重定向ICMPv6路由器请求和路由器通告消息IPv6路由器和IPv6设备间的消息：路由器请求(RS)消息路由器通告(RA)消息IPv6设备间的消息：邻居请求(NS)消息邻居通告(NA)消息重复地址检测(DAD)IPv6

NDRS和RAAICMP

type:

133

(RS)Source:

::Destination:All

routers

multicast

address

(FF02::2)Query:

Please

sendRAR1AR1ICMP

type:

134

(RA)Source:

R1

link-local

addressDestination:

Allnodes

multicast

address

(FF02::1)Data:

Options,

prefixes,

lifetime,

…IPv6

NDNS和NAABICMP

type:

135

(NS)Source:

ADestination:Solicited-node

multicast

of

B

(FF02::1:FFxx.xxxx)Data:Query:Link-layer

address

of

AWhat

is

your

local-link

address?ABICMP

type:

136

(NA)Source:

BDestination:

AData:Link-layer

address

of

BIPv4

问题IPv4

和IPv6

共存双堆栈：允许IPv4和IPv6

在同一网络运行IPv4

和IPv6

协议栈。存设备可以同时IPv4

问题IPv4

和IPv6

共存隧道：通过

IPv4

网络传输IPv6

数据包的方法将IPv6

数据包封装到IPv4数据包中，包括IPv6手工隧道、GRE隧道、6to4隧道、ISATAP隧道IPv4

问题IPv4

和IPv6

共存转换：网络地址转换64(NAT64)允许支持IPv6

的设备与支持IPv4的设备使用类似于IPv4

中NAT

的转换技术进行通信。IPv6

数据包转换为IPv4

数据包，反之亦然。新术语和命令A