项目-2-IP地址的规划与管理

项目2学习目标：IP地址的规划与管理（1）理解IP地址的格式与分类。（2）（3）了解IP地址的规划方法。掌握子网的划分方法及子网的计算。IP地址的规划与管理2.1任务12.1.1任务分析随着计算机技术的普及和Internet技术的迅猛发展，Internet已作为二十一世纪人类的一种新的生活方式而深入到寻常百姓家。谈到Internet，IP地址就不能不提，因为无论是从学习还是使用Internet的角度来看，IP地址都是一个十分重要的概念，Internet的许多服务和特点都是通过IP地址体现出来的。2.1.2相关知识1、IP地址的概念2、IP地址的分类IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机。例如，有一个IP地址为，对于该IP地址，我们可以把它分成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地址就可以写成：网络标识：主机标识：2合起来写：由于网络中包含的计算机有可能不一样多，有的网络可能含有较多的计算机，也有的网络包含较少的计算机，于是人们按照网络规模的大小，把32位地址信息设成三种划分方式，这三种划分方法分别对应于A类、B类、C类IP地址。1）A类IP地址一个A类IP地址是指，IP地址的四段号码中，在第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是【0】。A类IP地址中网络的标识长度为7位，主机标识的长度为24位，A类网络地址数量较少，可以用于主机数达1600多万台的大型网络。2）B类IP地址一个B类IP地址是指，IP地址的四段号码中，在前两段号码为网络号码，剩下的两段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是【10】。B类IP地址中网络的标识长度为14位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。3）C类IP地址一个C类IP地址是指，IP地址的四段号码中，在前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由３字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是【110】。C类IP地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。3、IP子网掩码概述1）子网掩码的概念子网掩码是一个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，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。2）确定子网掩码数用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。定义子网掩码的步骤为：（1）确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为【222.180.a.b】，该网络地址为c类IP地址，网络标识为【222.180】主机标识为，【a.b】。（2）根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为【1】，即第三个字节为【11110000】，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。（3）把对应初始网络的各个位都置为【1】，即前两个字节都置为【1】，第四个字节都置为【0】，则子网掩码的二进制形式为：【11111111.11111111.11110000.00000000】（4）把这个数转化为十进制形式为：【255.255.240.0】，这个数为该网络的子网掩码。3）IP掩码的标注4、子网规划先讲C类地址子网络规划。有这样一个C类网段地址(网段地址就是网络地址,用来代表一个网段)。192.168.1.0(255.255.255.0)是一个网络地址,代表一个网段,不用简单看成IP地址.假设现在我们需要20个子网,其中每个子网要连5个主机.,就要把主机地址(主机部分)的最后一个8位组(8位组就是10进制0即二进制00000000)分成子网部分(它来划分多少子网)和主机部分(它来划分多少IP地址)。说明:子网就是在一个网段内部通过划分子网掩码再分成几个网段。192.168.1.0子网部分的位数决定子网的数目，假设现在我们需要做20个子网,其中每个子网要连5个主机。我们看最后的二进制00000000，因为我们需要20个子网和5个主机地址,我们就分析下,我们只要把后面3个0做为主机部分,就可以划分得到可用

3IP地址是6个(2-2=6),前面5个0做为子网部分,那

5我们可以划分的子网就是30个(2-2=30)，经过这样划分是满足我们的题目要求的。大家再看看C类子网下列例子:子网位数子网掩码子网数每一个子网主机数2255.255.255.192(11000000)2623255.255.255.224(11100000)6304255.255.255.240(11110000255.255.248(11111000)255.255.255.252(11111100)3062注意：上面的例子中，子网位数2,也就是2个11,子网位数3也就是3个111,依次类推)子网数,每一个子网的主机数的计算大家应该会，都是2的次方－2。B类网络子网规划其实跟C类是方法是没有多大不同,只是我们用来划分子网的是用地址掩码的最后2个8位数组,而不是象C类那样只用最后一个8位数组来划子网的。下面我们看下十进制和二进制数的转换。212810111111111111117264000010111111111162320000000000001001101111115000000012222216842112819222424024825225425543210Ｂ类子网规划：对于Ｂ类地址，如果子网有八位，则能得到254个子网，每个子网可以划分254台主机例如：Ｂ类地址１７２.１６.１.０子网掩码为２５５.２５５.２５５.０它的子网掩码划成二进制就是11111111.11111111.11111111.00000000看到打下划线的８个１，也就是子网位数为８，因为子网部分也都是用【1】表示的，主机部分都是【0】也就是８位了，所以可以计算出来２５４个子网和２５４个主机地址。5、变长子网掩码技术(VLSM:VariablelengthSubnetMasking)在一些情况下为了最大限度地节省地址，会在不同网络中使用不同的掩码长度。使用可变长掩码（VLSM）就是指一个网络可以用不同的掩码进行配置。这样做的目的是为了使把一个网络划分成多个子网更加方便。（1）节点数比较多的子网采用较短的子网掩码,子网掩码较短的地址可以表示的子网数目少,而子网分配的地址就多。（2）节点数比较少的子网采用较长的子网掩码,可表示的子网数(也叫逻辑网络)较多,而子网上分配的地址少这种方案能节省大量的地址,节省的地址可以用于其他子网上。下面举例说明：例3：例如你被分配了一个C类地址，网络号为192.168.10.0,而你现在需要将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50台主机。我们知道一个C类地址有254个可用地址，那么如何选择子网掩码呢？当我们在所有子网中都使用一个子网掩码时这一问题是无法解决的。此时VLSM就派上了用场，我们可以在100个主机的子网使用这一掩码，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127这128个IP地址，其中可用主机号为126个。我们再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255这128个IP地址分成两个子网，子网掩码为。其中一个子网的地址从192.168.10.128到192.168.10.191,另一子网的地址从192.168.10.192到。子网掩码为255.255.255.192每个子网的可用主机地址都为62个，这样就达到了要求。可以看出合理使用子网掩码，可以使IP地址更加便于管理和控制。通过以上学习我们掌握了子网编址,他的好处就是对外我们内网所有子网仍为一个网络,而对内可以起到隔离广播的作用,分成不同的子网。6、超网及CIDR技术所谓超网，就是把多个连续的网络号合并成一个很大的地址块，这个地址块能够代表了这些合并起来的所有网络！超网主要用在路由器的路由信息通告上，没有汇总成地址块的话，路由器必须把你题目里这2000多个路由信息逐个通告给另一个路由，通过CIDR（无类域间路由选择）实现超网后，只需要通告一个路由信息就可以了，大大减轻了路由器的负担，还有简化了网络拓扑结构。超网(supernetting)是与子网类似的概念--IP地址根据子网掩码被分为独立的网络地址和主机地址。但是，与子网把大网络分成若干小网络相反，它是把一些小网络组合成一个大网络--超网。CIDR技术用子网掩码中连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID。比如，网络中包含2000台计算机，只需要用11位表示主机ID，用21位表网络ID，则子网掩码表示为，转换为十进制则为。此时，该网络将包含2046台计算机，既不会造成IP地址的浪费，也不会利用路由器连接网络，增加额外的管理维护量。CIDR表示方法：IP地址/网络ID的位数，比如，其中用21位表示网络ID。例题1：子网掩码：11111111111111111111100000000000则为网络ID：（其中第三个字节红色部分表示网络ID，其他表示主机ID，网络ID是表示网络ID部份保持不变主机ID全部变为0）则网络ID为子网掩埋的第3字节：11111000192.168.23.35中23表示为的二进制数00010111两个相与得到00010000所以为16起始IP地址：（主机ID不能全为0，全为0表示网络ID最后一位为1）结束IP地址：（主机ID不能全为1，全为1表示本地广播）则结束IP地址为：。例题2：将163.135.0.0划分为16个子网，计算前两个子网的网络ID、子网掩码、起止IP地址。第1步：用CIDR表示，则子网掩码为（11110000）.0。第2步：第一网络ID（子网掩码与IP地址与运算）：第一个IP地址：址：；第3步：第二网络ID：结束IP地第一个IP地址：163.135.16.1结束IP地址：。7、公共IP和私有IP地址IP地址由IANA（Internet地址分配机构）管理和分配，任何一个IP地址要能够在Internet上使用就必须由IANA分配，IANA分配的能够在Internet上正常使用的IP地址称之为公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址没有分配给任何机构和个人，这部份IP地址不能在Internet上使用，此类IP地址就称之为私有IP地址。为什么私有IP地址不能在Internet上使用呢？因为Internet上没有私有IP地址的路由。私有IP地址范围包括：A类：B类类：：即即172.16.0.1-172.31.255.254共16个B类网络C192.168.0.1-192.168.255.254共256个C类网络2.1.3任务实施1、任务实施的环境：PC机四台和交换机一台2、任务实施要求（1）按全班68位同学计算，每4位同学划分为一个子网，则需17个子网，再加上子网全为0和全为1的子网号，则共需19个子网，所以需从主机号的8位中借5位来划分子网，剩余3位表示主机号。（2）学号相邻的4位同学为一组，即每组4位同学的主机属于同一个子网，各组的子网号按学号的递增排列，即第一组的子网号为00001，第二组的子网号为00010，……以此类推。如有学号空缺等问题，请自行解决。注意：本次实验不使用学校提供的10打头的IP，而是另外设置。故实验过程中将无法使用外网。IP地址前3位都为：192.168.1.X，同时完成以下任务