讲解IP地址课件

IP地址专题——IPv4(下一代规格：IPv6)备注：IPv5称号被赋给一个实验的称为流协议的面向连接的互联网协议，是实验性的面向流的数据流协议，用来对声音，图像等提供支持。

IPv4简介：目前我们使用的第二代互联网IPv4技术，核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿，落后于4.2亿网民的需求。地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍，达到2^128（算上全零的）个，人机对话、设备通信、真正“互连互通”、“网络全球化”、“无处不在”！

IPv6网络构建规格基本概念基本的IP地址是分成8位一个单元(称为8位位组)的32位二进制数。IP地址中的每一个8位位组用0～255之间的一个十进制数表示

这些数之间用点(.)隔开最小的IPv4地址值为0.0.0.0，最大的地址值为255.255.255.255IPv4为32位编址，IPv6为128位编址。IP地址的表示方法每个IP地址共占32位（bit)，这32位被分为4个段，每一个段占8个位（即一个字节）每个字节之间用“.”隔开。 有两种表示形式：1、十进制表示例：192.168.0.12、二进制表示例： 11000000.10101000.00000000.00000001Byte2xxxxxxxxByte3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx上图表示二进制格式中的IP地址:X代表二进制的0或1

注：在实际应用中多用十进制表示，每8位二进制数对应一位十进制数。IP地址的分类Internet组织已经将地址进行分类以适应不同规模的网络。IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。网络类决定了IP地址4个字节如何划分成网络地址和主机地址部分。A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机1—126224-2=16,777,214

D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播224—239E类11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240—255网络主机B类10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534网络主机C类110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254注意：1、IP地址中，主机号全为0或全为1时分别作为本网络地址和广播地址使用，所以这个特殊的IP地址不能分配给用户使用。2、D类网络用于广播，它可以将信息同时传送到网上的所有设备，而不是点对点的信息传送，这种网络可以用来召开电视电话会议。3、E类网络常用于进行试验。4、网络管理员在配置网络时不应该采用D类和E类网络。5、IP地址可以由网络管理员手动配置，也可由安装DHCP的服务器来自动配置。

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(动态主机分配协议)

特殊的IP地址地址功能网络0.0.0.0指缺省的路由，这个值用于简化IP路由表网络127.0.0.1通常指本主机，使用这个地址，应用程序可以像访问远程主机一样访问本主机所有网络位为0的IP地址指本网络的某主机，如0.0.0.34将访问本网络中结点为34的主机。所有主机位为0的IP地址指网络本身网络或主机地址位全1指所有主机255.255.255.255本网络广播169.254.x.x当网络主机设置使用DHCP功能自动获得一个IP地址时,当DHCP服务器发生故障或响应时间太长,Window系统会分配这样的IP专用IP地址---局域网专用地址IP地址中还存在着这样的地址字段,他们只在本机构内部有效,不会被路由器转发到公网中。这些IP地址存在的意义是：假定在一个机构内部使用的计算机通信也是采用TCP/IP协议，那么从原则上讲，对于这些仅在机构内部使用的计算机就可以由本机构自行分配其IP地址。这就是说，让这些计算机使用仅在本机构有效的IP地址，而不需要向Internet的管理机构申请全球惟一的IP地址。这些专用IP地址是：(1)10.0.0.0~10.255.255.255A1个网络号(2)172.16.0.0~172.31.255.255B16个网络号(3)192.168.0.0~192.168.255.255C256个网络号IP地址的一些重要特点

(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：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来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。IP地址的一些重要特点

(2)实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。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net-id必须是不同的。这种主机称为多接口主机(multihomedhost)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。IP地址的一些重要特点

(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。(4)所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

编址实例

在组网过程中怎么来分配IP地址呢?

任务：考虑一个大的组织，它建有4个物理网络，现需要通过路由器将这4个物理网络组成专用的IP互联网。

选择IP地址类别：在为每台主机分配IP地址之前，首先需要按照每个物理网络的规模为它们选择IP地址类别。小型网络选择C类地址，中型网络选择B类地址，大型网络选择A类地址。实际上，由于一般物理网络的主机数都不会超过6万台，因此，A类地址很少用到。

编址实例

在上面所述的专用互联网中，如果3个是小型网络，一个是中型网络，那么，可以为3个小型网络分配3个C类地址（如202．113．27．0、202．113．28．0和202．113．29．0），为一个中型网络分配一个B类地址（如128．211．0．0）。

编址实例

在互联网上的主机和路由器分配具体IP地址时需要注意： （1）连接到同一网络中所有主机的IP地址共享同一netid。在图中，计算机A和计算机B都接入了物理网络1，由于网络1分配到的网络地址为202．113．27．0，所以，计算机A和B都应共享202．113．27这个netid。

编址实例

（2）路由器可以连接多个物理网络，每个连接都应该拥有自己的IP地址，而且该IP地址的netid应与分配给这个网络的netid相同。如图所示，由于路由器R分别连接202．113．27．0、202．113．28．0和128．211．0．0三个网络，因此该路由器被分配了3个不同的IP地址。其中连接网络1的IP地址要具有网络1的netid（202．113．27），而连接其他网络的IP地址则必须具有所联网络的netid。

编址实例

子网的划分思考1：假设一个公司网络内有500台主机，此时分配一个C类网IP地址是不够的，为什么？若分配一个B类网IP，又会产生大量的浪费，为什么？解答：一个C类IP可以容纳254台主机,所以不够一个B类IP可以容纳65534台主机,此是有65034个地址浪费,使用率不到1%子网的划分思考2：假设一个公司网络内有60000台主机，此时分配一个B类网IP地址是足够的，但这样会带来什么样的问题？带来的问题：一个B类网络可以容纳的主机数量为65534，但整个网络处于同一个广播域，如果有大量的广播信息存在，将会导致网络拥塞上划分子网的目的如果我们将一个网络划分成若干个子网,会有以下的好处:1、使IP地址应用更有效2、将原有同处于一个网段上的主机分成不同的网段或子网，同时也将原来的一个广播域划分成若干个较小的广播域4.3.2划分子网的方法为了创建一个子网地址，网络管理员从标准IP地址的主机号部分“借”位并把它们指定位为子网号部分。实例2：假设有一个网络号为202．113．26．0的C类网络，可以借用主机号部分的3位来划分子网，其中子网号、主机号范围、可容纳的主机数、子网地址、子网广播地址如下表所示。4.3.2划分子网的方法默认的子网掩码A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0

变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0子网小结子网划分这项技术是用来把一个单一的IP网络地址划分成多个更小的子网。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识。无论划分成多少个子网，对外来看还是同一个网络。划分为三个子网后对外仍是一个网络145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8………子网145.13.21.0子网145.13.3.0子网145.13.7.0所有到达网络145.13.0.0的分组均到达此路由器网络145.13.0.0R1R3R2无类域间路由（CIDR）CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（无类型域间选路，ClasslessInter-DomainRouting）是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给客户CIDR标记法IP地址子网掩码子网掩码1的数量

CIDR表示的IP地址

255.255.240.01111111111111111111100000000000010.217.123.7000010101101100101111011000001118+8+4+0=2010.217.123.7/20IP地址聚合设计IP地址聚合，就是把两个小网络合并为一个大网络，主要是通过修改子网位实现。通俗点说就是合为一个网段。要计算IP地址聚合后的地址，其实就是比较几个IP的网络前缀，相同的部分有多少位，这多少位就是聚合后的IP，子网掩码就是把相同的网络前缀变为1，剩下的为0，算出十进制就可以了。例1：某企业分配给产品部的IP地址块为192.168.31.192/26，分配给市场部的IP地址块为192.168.31.160/27，分配给财务部的IP地址块为192.168.31.128/27，那么这三个地址块经过聚合后的地址为（

）

A、192.168.31.0/25

B、92.168.31.0/26

C、192.168.31.128/25

D、192.168.31.128/26此例三个IP聚合：

192.168.31.192

192.168.31.160

192.168.31.128

比较，相同的部分均为192.168.31，总共24位相同，最后一组换成二进制再比较：

192.168.31.11000000

192.168.31.10100000

192.168.31.10000000

比较得出，总共25位相同，那么，聚合后的IP（网络前缀）就为192.168.31.10000000，将10000000转为十进制为128，聚合后的IP就是192.168.31.128。可直接写成192.168.31.128/25。

因为有25位相同，也以，子网掩码网络号就是25位，主机号剩下7位，网络号全为1，主机号全为0，

即11111111.11111111.11111111.10000000，转换为十进制，255.255.255.128。例子例1：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络标识和主机标识的呢。答：用“与”运算。将十进制转换成二进制进行与运算IP地址：11000000101010000000101000000010子网掩码：11111111111111111111111111110000AND运算：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－11000000101010000000101000000000则可得其网络标识为192.168.10.0，主机标识为2。例子例2：有一IP地址为192.168.10.252，子网掩码为255.255.255.240另一个IP地址为192.168.10.238,子网掩码为255.255.255.240判断两个IP是否在同一个网段练习11、网络的子网掩码为255.255.224.0给出IP地址，求子网地址和主机地址IP地址网络地址主机地址132.132.45.5613.56132.132.97.321.32132.132.92.1428.14练习2你已被分配128.45.0.0的B类IP地址，需要建立10个子网，完成下列问题：1、定义10个子网，需要（

4）屏蔽位。2、定义允许创建10个子网的子网掩码(240)。172.168.34.56/20，一共划分为了多少个子网，各子网可以包含多少台主机。B类IP借了四位划分子网,所以划分的子网数为:16主机位还剩12位,所以可以表示212-2台主机练习3思考为什么计算IP主机地址时要减2，而计算子网数目时不减2呢？IP地址减2的原因是主机ID不能全为0也不能全为1；子网就不存