EPON技术及应用课件：数据基础

IP地址与子网划分IP地址1．IP地址的结构和分类根据TCP/IP协议，连接在Internet上的每个设备都必须有一个IP地址，它是一个32位的二进制数，可以用十进制数字形式书写，每8个二进制位为一组，用一个十进制数来表示，即0～255。每组之间用“.”隔开，例如176.16.122.204。IPv4地址IP地址的表示：将IP地址中网络位和主机位固定下来后，IP地址被分成了不同的几类：A类、B类、C类、D类和E类网络号主机号32比特的二进制8比特表示成一个十进制数101011000001000001111010110011001286432168421IPv4地址的分类0NNNNNNNHostHostHost1891617242532A类：B类：10NNNNNNNetworkHostHost（1~126）（128~191）C类：110NNNNNNetworkNetworkHost（192~223）D类：1110MMMM多播组多播组多播组（224~239）E类：11110RRR保留保留保留（240~255）IPv4地址的分类IP地址类型第一字节十进制范围二进制固定最高位二进制网络位二进制主机位A类0~12708位24位B类128~1911016位16位C类192~22311024位8位D类224~2391110组播使用E类240~25511110保留试验使用2．特殊IP地址①网络地址。网络地址用于表示网络本身。具有正常的网络号部分，而主机号部分为全“0”的IP地址称为网络地址。如129.5.0.0就是一个B类网络地址。②广播地址。广播地址用于向网络中的所有设备进行广播。具有正常的网络号部分，而主机号部分为全“1”(即255)的IP地址称为直接广播地址。如129.5.255.255就是一个B类的直接广播地址。32位全为“1”(即255.255.255.255)的IP地址称为有限广播地址，用于本网广播。③回送地址。网络地址不能以十进制的127作为开头，在地址中数字127保留给系统作诊断用，称为回送地址。如127.0.0.1用于回路测试。④私有地址。只能在局域网中使用、不能在Internet上使用的IP地址称为私有IP地址，私有IP地址有：

10.0.0.0～10.255.255.255，表示1个A类地址。

172.16.0.0～172.31.255.255，表示16个B类地址。

192.168.0.0～192.168.255.255，表示256个C类地址。0.0.0.0指己经不是真正意义上的IP地址.它表示的是所有不清主机和目的网络.这里的不清楚是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达.3．子网掩码子网掩码用于识别IP地址中的网络地址和主机地址。子网掩码也是32位二进制数字，在子网掩码中，对应于网络地址部分用“1”表示，主机地址部分用“0”表示。还可以用网络前缀法表示子网掩码，即“/<网络地址位数>”，如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。判断IP地址属于哪类2024/11/29IP地址用点分十进制标记法二进制IP地址用点分十进制表示法表示成

202.93.120.442024/11/29网络地址与广播地址网络地址：IP地址中对应的主机号为全0广播地址：IP地址中对应的主机号为全12024/11/29子网的划分2024/11/29为什么进行子网的划分？由于目前IPv4的地址有限，而且只分为ABCDE五类地址，能用的只有ABC三个类别的地址，而且三个类别的地址范围都比较大，造成IP地址浪费比较严重，为了提高IP地址的利用率，将ABC三个类别的地址再利用掩码进行再划分成更细的网段，尽量避免IP地址的浪费！划分子网不仅可以充分利用IP地址资源，避免造成资源浪费，还可以减少网络阻塞，减少网络的广播。2024/11/29划分子网的定义划分子网是使用主机号字节中某些位作为子网号的一种机制。在没有划分子网时，一个IP地址分为两部分：网络号和主机号，而划分后一个IP地址成为三部分即网络号、子网号、主机号；子网号和主机号是由原先IP地址的主机地址部分分割成两部分得到的。因此，划分子网的能力依赖于被子网化的IP地址类型。IP地址中主机地址的位数越多，能分得更多的子网和主机。划分子网实际上是把主机地址的一部分拿走用于识别子网。2024/11/29如何进行子网划分？2024/11/29A类地址：B类地址：C类地址：2024/11/29A类网络号8x24-x主机号子网号B类网络号16x16-x主机号子网号C类网络号24x8-x主机号子网号带子网的IP地址的组成：子网号主机号网络号子网掩码与子网的关系1、可用子网数（N）等于2的借用子网位数（n）次幂减去2：

N=2n-22、可用主机数（M）等于2的剩余部分位数（m）次幂减去2：M=2m-22024/11/29子网划分的步骤(1)将要划分的子网数目化成二进制，确定二进制的位数N：

如：划分5个子网，5＝（101）2，则N＝3；（2）主机号从左往右前3位每一位置1：

如C类网N=3，则是11100000，转换为十进制为224，则子网掩码为255.255.255.224。

（3）子网个数：2N可用的子网个数为：2N-2

主机数为2M-2

N表示划分的子网个数。

M表示占用主机地址的位数2024/11/29利用子网数来计算

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

1)将子网数目转化为二进制来表示

2)取得该二进制的位数，为N

3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

2024/11/29举例将B类IP地址172.10.0.0划分成27个子网：

1)27=（11011）2)该二进制为五位数，N=53)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到对应的子网掩码为255.255.248.0。

2024/11/29利用主机数来计算

1)将主机数目转化为二进制来表示

2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为N，这里肯定N<8。如果大于254，则N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为0，即为子网掩码值。

2024/11/29如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：

1)700=1010111100

2)该二进制为十位数，N=10

3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255

然后再从后向前将后10位置0,即为：11111111.11111111.11111100.00000000即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

下面列出各类IP地址所能划分出的所有子网，其划分后的主机和子网占位数，以及主机和子网的（最大）数目，注意要去掉保留的IP地址(即划分后有主机位或子网位全为“0”或全为“1”的)：

2024/11/29试题:子网划分(2)2024/11/29决定子网掩码试题:子网划分(3)计算新的子网网络ID2024/11/29试题:子网划分(4)2024/11/292子网64-2主机/子网C类地址：

200.200.200.0子网掩码练习2024/11/29地址子网掩码类别子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0子网掩码练习（答案）2024/11/29地址子网掩码类别子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0BAA172.16.2.010.6.16.010.30.36.0如何进行子网划分？2024/11/29A类地址：B类地址：C类地址：如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址，如图下图所示。2024/11/29A类网络8x24-x主机子网B类网络16x16-x主机子网C类网络24x8-x主机子网在上图中，子网位来自主机地址的最高相邻位，并从一个8位的位组边界开始，因为默认的子网掩码总是在8位位组的边界处结束。随着主机位中加入子网位的增加，我们可以从左到右计数，并用和它们位置相关的值。将它们转换为十进制。

从每个主机位加入的子网位中,得到子网的对应十进制数，总结在下表中：

2024/11/29IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。2024/11/29子网划分的步骤将要划分的子网数目转换为2的M次方，如果划分8个子网8＝2M则M＝3；将上一步确定的幂M占用主机地址高序位M位后转换为十进制，如M为3，则是11100000，转换为十进制为224，即为最终确定的子网掩码。如果是C类网，则子网掩码为255.255.255.224。在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：N

=

2M。其中，M表示占用主机地址的位数；N表示划分的子网个数。2024/11/29子网表示法子网通过“子网掩码”表示子网掩码采用了32位二进制数值与IP地址的网络号和子网号相对应的位用“1”表示与IP地址的主机号相对应的位用“0”表示如何判断IP地址的网络号、子网号和主机号？结合IP地址和其子网掩码2024/11/29子网划分2024/11/29

对路由器A来说，网络号依然为169.10.0.0划分方法子网字段总是直接跟在网络号后面。也就是说，被借的位必须是缺省主机字段的前N位。这个N是新子网字段的长度。如表所示，对路由器来说，子网掩码是判断哪些位是路由选择位，哪些位是主机位时的依据2024/11/29子网掩码与子网的关系一种用以计算子网掩码和网络数量的公式：可用子网数（N）等于2的借用子网位数（n）次幂减去2：2n-2=N可用主机数（M）等于2的剩余部分位数（m）次幂减去2：2m-2=M2024/11/29试题:子网划分(1)划分主要考虑需要支持多少个子网，每个子网所具有的最大主机数举例：某公司申请了一个C类地址200.200.200.0，公司有生产部门和市场部门需要划分为单独的网络，即需要划分2个子网，每个子网至少支持40台主机决定子网掩码计算新的子网网络ID每个子网有多少主机地址2024/11/29子网划分2024/11/292子网64-2主机/子网C类地址：

200.200.200.0子网掩码练习2024/11/29地址子网掩码类别子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0子网掩码练习（答案）2024/11/29地址子网掩码类别子网172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0BAA172.16.2.010.6.16.010.30.36.0如何进行子网划分？2024/11/29A类地址：B类地址：C类地址：如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址，如图下图所示。2024/11/29A类网络8x24-x主机子网B类网络16x16-x主机子网C类网络24x8-x主机子网在上图中，子网位来自主机地址的最高相邻位，并从一个8位的位组边界开始，因为默认的子网掩码总是在8位位组的边界处结束。随着主机位中加入子网位的增加，我们可以从左到右计数，并用和它们位置相关的值。将它们转换为十进制。

从每个主机位加入的子网位中,得到子网的对应十进制数，总结在下表中：

2024/11/29IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之