计算机网络(六)网络层(2.IP协议).ppt

1、计算机网络（六）关于网络层（2.IP协议）,信息科学与技术学院,重点,IP协议 IP地址 IP子网和超网 IP数据报格式 IP数据报转发 IP地址与MAC地址,一、IP协议,IP协议,设计目标：实现异构网络的互连，并使系统具有良好的可扩展性。 尽力（best-efforts）服务模型：网络层只是尽最大努力将数据报从源节点传向目的节点，但不保证数据报一定会无差错地到达目的节点，也不保证数据报的传输顺序。 IP协议由两部分组成： 编址方法及地址分配策略 数据报格式及对数据报的处理规则 两个版本：IPv4和IPv6。,IP协议,网际协议 IP是 TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与 IP协议配

2、套使用的还有四个协议： 地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol) 反向地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol),网络层的 IP协议及配套协议,各种应用层协议,网络接口层,(HTTP, FTP, SMTP 等),物理硬件,运输层,TCP, UDP,应用层,ICMP,IP,RARP,ARP,与各种网络接口

3、,网络层 （网络层）,IGMP,IP协议,IP协议的特点 IP协议是一种不可靠、无连接的数据报传送服务协议； IP协议是点-点的网络层通信协议； IP协议向传输层屏蔽了物理网络的差异。,IP协议提供的服务,IP协议提供的服务： 数据报转发 数据报分片 报头检错 限制数据报寿命 利用选项支持功能扩展 IP协议未提供的服务 数据检错 可靠性 流量控制,5 4 3 2 1,主机 H1,主机 H2,R1,R4,R5,R2,R3,R1,R2,R3,H1,R5,H2,R4,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,间接交付,直接交付,分组在互联网中的传送,从网络层看 IP数据报的传送,如果我们只从网络层考虑

4、问题，那么 IP数据报就可以想象是在网络层中传送。,网络层,网络层,网络层,网络层,网络层,网络层,网络层,IP数据报,H1,R1,R2,R3,R4,R5,H2,二、IP地址,1. IP地址及其表示方法,我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。 IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配,IP地址的编址方法,分类的 IP地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了

5、相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950在 1985 年通过。 构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。,2. 分类的 IP地址,IP地址与网络接口相关联，而不是与包含该接口的主机或路由器相关联。 IPv4地址是一个32比特的数，通常用点分十进制形式表示，如二进制IP地址：11000001 00100000 11011000 00001001 用点分十进制形式表示为：。 在最初的IP协议中，IP地址被分成A、B、C、D、E五类，以地址的最高几位作为类型标志，称为基于类的编址。,点分十进制记法,采

6、用点分十进制记法 则进一步提高可读性,1,128 11 3 31,将每 8 位的二进制数 转换为十进制数,2. 分类的 IP地址,每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。 两级的 IP地址可以记为： IP地址 := , (4-1),:= 代表“定义为”,2. 分类的 IP地址,IP地址结构 IP地址采用分层结构； IP地址是由网络号（net ID）与主机号（host ID）两部分组成的； 采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个

7、x的值为0255（例 如 19）； 源IP地址与目的IP地址，默认网关,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,

8、C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节,net-id 24 位,host-id 24

9、位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节,net-id 24 bit,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留

10、 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 位,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字

11、段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,net-id 24 位,host-id 24 位,net-id 16 bit,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,D 类地址是多播地址,net-id

12、 24 位,host-id 24 位,net-id 16 bit,net-id 8 位,IP地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,E 类地址保留为今后使用,基于类的编址,基于类的编址,0,network,host,A,B,C,D,class, to 55, to 55, to 55,224.

13、0.0.0 to 55,32 bits,“分类” 编址:,E, to 55,常用的三种类别的 IP地址,IP地址的使用范围,网络 最大 第一个 最后一个 每个网络 类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,383(214 1) 128.1 191.255 65,534 C 2,097,151 (221 1) 192.0.1 223.255.255 254,常用的三种类别的 IP地址:A类地址,A类IP地址的网络号长度为7位，主机号长度

14、为24位； A类地址是从：55(第一字节的数字范围：0.127 七位二进制的最大数字为127，既：1111111=127) 网络号长度为7位，从理论上可以有27=128个网络，但网络号为全0和全1 （用十进制表示为0与127）的两个地址保留用于特殊目的，实际允许有 126 个不同的A类网络； 由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机IP数理论上为224= 16 777 216，但主机IP为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，实际允 许连接16 777 214个主机； A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。,A类地址,常用的三种类别的 IP地

15、址:B类地址,B类IP地址的网络IP长度为14位，主机IP长度为16位； B类IP地址是从：55(第一个字节的数字范围： 128-128+63=128-191,六位二进制的最大数字为63；既：111111=63 )； 由于网络IP长度为14位，因此允许有214=16384个不同的B类网络 由于主机IP长度为16位，因此每个B类网络可以有216=65536个主机或路由 器，实际一个B类IP地址允许连接65534个主机或路由器； B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织使用。,B类地址,常用的三种类别的 IP地址:C类地址,C类IP地

16、址的网络号长度为21位，主机号长度为8位； C类IP地址是从：55(第一个字节的数字范围： 128+64-192+31=192-223 五位二进制的最大数字为31；既11111=31) 网络号长度为21位，因此允许有221=2097152个不同的C类网络； 主机号长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为28=256个，实际允许连 接254个主机或路由器； C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。,C类地址,IP地址的一些重要特点（1）,(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

17、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）,(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。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。 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），

18、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）,(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。,一些特殊的IP地址,网络号或主机号为0或-1的地址是特殊地址，从不分配给某个单独的主机： 具有有效的网络号但主机号全为0的地址保留给网络本身； 具有有效的网络号但主机号全为1的地址保留作为定向广播，即在网络号指定的网络中广播； 32位全1的地址称为本地广播地址，表示仅在发送节点所在的网络中广播； 3

19、2位全0的地址指示本机； 网络号为0但主机号有效的地址指代本网中的主机； 形如127.xx.yy.xx的地址保留作为回路测试，发送到这个地址的分组不输出到线路上，而是送回内部的接收端。,一些特殊的IP地址（1）,一些特殊的地址：全0表示本网络或者本主机，而全1则 表示广播地址 本地广播地址：55 （只用于目的地址，只在本网络上进行广播，各路由器均不转发） 直接广播地址：主机部分全1，55（只用于目的地址，对net-id上的所有主机进行广播） 本网中的主机：00（分组被限制在本网络内部，由特定的主机号对应的主机接收该分组） 1

20、27.x.x.x：回送地址（用于网络软件测试和本地进程间通信）TCP/IP协议规定：含网络号为127的分组不能出现在任何网络上， 主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息。 本机地址：全0， （只用于源地址） 常用于代表缺省网络，在路由器表中用于构造缺省路径。 本网络： ,一些特殊的IP地址（2）,专用地址(private address,) ：这些地址永远不出现在Internet中, RFC 1918 A类：-55 16个B类地址：-55 256个C类地址：1

21、-55 虚拟专用网VPN(Virtual Private Network),3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3

22、,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP地址中的 net-id,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,222.1.3.

23、3,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP地址中的 net-id,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,222.

24、1.5.2,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP地址中的 net-id,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,

25、,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP地址中的 net-id,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,222.1.1.

26、4,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,路由器总是具有两个或两个以上的 IP地址。 路由器的每一个接口都有一个 不同网络号的 IP地址。,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,22

27、,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,路由器总是具有两个或两个以上的 IP地址。 路由器的每一个接口都有一个 不同网络

28、号的 IP地址。,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,路由器总

29、是具有两个或两个以上的 IP地址。 路由器的每一个接口都有一个 不同网络号的 IP地址。,3. 互联网中的 IP地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222

30、.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明 IP地址。如指明 IP地址，则这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特殊“网络” 。现在常不指明 IP地址。,IP,IP地址分类练习,IP地址,地址类别,网络比特,主机比特,,00,4,,6,20,A,,,B,,00,C,,4,C,,0.0

31、.0.2,B,,6,不存在的,IP地址,三、子网和超网,子网和超网的基本概念,为什么要研究子网和超网? IP地址的有效利用率问题 路由器的工作效率问题 子网（subnet） 将一个大的网络划分成几个较小的网络，而每一个网络都有其自己的子网地址； 超网（supernet） 将一个组织所属的几个C类网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络。,1. 子网（subnet）,划分子网的方法： 将主机号进一步划分成子网号和主机号，通过选择合适的子网号长度，可以灵活控制子网的规模。 每个节点要配置子网掩码 (subnet mask)，子网掩码也是一个32比特的数，只是对应

32、主机号的位上都为0；将IP地址与子网掩码相与，即可获得地址前缀。 子网内的路由器负责在子网内转发分组，而子网间的转发由主路由器完成。,子网的例子,4.3.1 划分子网,1. 从两级 IP地址到三级 IP地址 在 ARPANET 的早期，IP地址的设计确实不够合理。 IP地址空间的利用率有时很低。 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。 两级的 IP地址不够灵活。,从 1985 年起在 IP地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP地址变成为三级的 IP地址。 这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。,三级的 IP地

33、址,划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。 从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。 IP地址 := , , (4-2),划分子网的基本思路,凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP数据报，仍然是根据 IP数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP数据报直接交付目的主机。,划分子网的基本思路（续）,0,1,14

34、01,4,5,6,3,,,所有到网络 的分组均到达此路由器,我的网络地址 是 ,R1,R3,R2,一个未划分子网的 B 类网络,划分为三个子网后对外仍是一个网络,0,1,01,4,5,6,3,,,子网 145.1

35、3.21.0,子网 ,子网 ,所有到达网络 的分组均到达 此路由器,网络 ,R1,R3,R2,当没有划分子网时，IP地址是两级结构。 划分子网后 IP地址就变成了三级结构。 划分子网只是把 IP地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP地址原来的网络号 net-id。,划分子网后变成了三级结构,从一个 IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。 使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP地址中的子网部分。,2. 子网掩码,IP地址的各字段和子网掩码,1

36、45 . 13 .,3 . 10,两级 IP地址,子网号为 3 的网络的网络号,三级 IP地址,主机号,子网掩码,net-id,host-id,子网的 网络地址,0,net-id,subnet-id,host-id,145 . 13 .,145 . 13 . 3,3 . 10,(IP地址) AND (子网掩码) =网络地址,网络号 net-id,主机号 host-id,两级 IP地址,网络号,三级 IP地址,主机号,子网号,子网掩码,子网的 网络地址,net-id,subnet-id,0,逐位进行 AND 运算,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

37、 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,net-id,net-id,host-id 为全 0,net-id,网络地址,A 类 地 址,默认子网掩码 ,网络地址,B 类 地 址,默认子网掩码 ,网络地址,C 类 地 址,默认子网掩码 ,host-id 为全 0,host-i

38、d 为全 0,默认子网掩码,子网掩码是一个重要属性,子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。 路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。 路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。 若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。,141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0,【例】已知 IP地址是 4，子网掩码是 。试求网络地址。,(a

39、) 点分十进制表示的 IP地址,(c) 子网掩码是 ,0 0 0 0 0 0 0 0,141 . 14 .,72 . 24,141 . 14 .,64 . 0,. 0,0 1 0 0 1 0 0 0,141 . 14 .,. 24,(b) IP地址的第 3 字节是二进制,(d) IP地址与子网掩码逐位相与,(e) 网络地址（点分十进制表示）,141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0,【例】在上例中，若子网掩码改为。试求网络地址，讨论所得

40、结果。,(a) 点分十进制表示的 IP地址,(c) 子网掩码是 ,0 0 0 0 0 0 0 0,141 . 14 .,72 . 24,141 . 14 .,64 . 0,. 0,0 1 0 0 1 0 0 0,141 . 14 .,. 24,(b) IP地址的第 3 字节是二进制,(d) IP地址与子网掩码逐位相与,(e) 网络地址（点分十进制表示）,不同的子网掩码得出相同的网络地址。 但不同的掩码的效果是不同的。,子网掩码与子网地址空间的划分方法（1）,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 三层层次结构：网络号子网ID

41、主机ID 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 同一个子网中所有的主机须使用相同的子网号 子网的概念可应用在A、B、C类IP地址中。子网间的距离须近。,子网掩码与子网地址空间的划分方法（2）,子网掩码与子网地址空间的划分方法（3）,子网掩码的概念 子网掩码表示方法：网络号与子网号置1，主机号置0。,子网掩码与子网地址空间的划分方法（4）,Network,Host,66,,172,16,0,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,00000000,0000

42、0000,10100110,00000000,00000000,正常使用掩码所得的网络段号,00000010,转换成十进制的网络号：,0 0 2 166,之差计算出主机序号地址：,通过对应位与计算而得：,子网掩码与子网地址空间的划分方法（5）,Network,Host,172.16.2. 166,,172,16,2,0,Subnet,11111111,11111111,00000000,11111111,10101100,10101100,00010000,00010000,00000010,10100110,00000000,00000010,产生的网络地址：,Su

43、bnet:,0 0 0 166,主机序号地址：,带有子网网掩码的络段,子网掩码与子网地址空间的划分方法（6）,主机 IP地址: 66 网络掩码: ,子网划分时，子网号的位数不一定是8的整数倍 本网段主机可用地址范围= 54 主机号为全0，用来表示子网地址，全1，表示子网广播地址,Network,Subnet,Host,172,16,2,0,66:,,10101100,11111111,产生的网络地址：,10101100,00010000,00010000,1111

44、1111,00000010,00000010,11111111,10100110,00000000,00000000,Subnet:,子网掩码与子网地址空间的划分方法（7）,Network,Host,204 . 16 . 2 . 166,255.255. 255. 248,204,16,2,160,Subnet,11111111,11111111,11111000,11111111,11001100,11001100,00010000,00010000,00000010,10100110,10100000,00000010,Subnet:,0 0 0 6,在C网段产生的子网络,产生的网络地址：

45、,主机序号地址：,子网掩码与子网地址空间的划分方法(8),在C网段产生的子网络,主机所在网络地址 = 60 本网络中的主机号 = 0 . 0 . 0 . 6 本网段主机可用地址范围= 6166 此网中的广播地址 = 67,子网规划与地址空间划分举例,例：一个大型跨国公司的管理者从网络管理中心获得一个A类IP地址，需要划分1000个子网。 分析：该公司需要有1 000个物理网络，加上子网号全 0 和全1的两种特殊地址，子网数量至少为1002； 选择子网号的位长为10，可以用来分配的子网最多为1024

46、，满足用户要求。,子网规划与地址空间划分举例,A类地址子网划分后的结构,子网规划与地址空间划分举例,划分子网后的地址范围,子网规划与地址空间划分举例,划分子网后的网点内部结构,子网规划与地址空间划分举例,如何根据主机的IP地址判断是否属于同一个子网？ 在划分子网的情况下，判断两台主机是不是在同一个子网中，看它们的网络号与子网地址是不是相同。 实例： 主机1的IP地址为1 主机2的IP地址为10 子网掩码为92 判断它们是不是在同一个子网上。,子网规划与地址空间划分举例,主机1的IP地址与子网掩码做与运算： 主机2的IP地址与

47、子网掩码做与运算：,子网规划与地址空间划分举例,子网掩码的使用练习,IP主机地址,类别,网络地址,最大主机地址,0,48,子网掩码,,,3,52,7,,C,6,3,A,,55,B,2,5,C,,55,IP编址问题的演进

48、1987 年，RFC 1009 就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码 VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP地址资源的利用率。 在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。,3. 无类域间路由CIDR,划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇 到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临三个必 须尽早解决的问题，这就是： B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3

49、月全部分配完毕！ 因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。 整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。,3. 无类域间路由CIDR,3. 无类域间路由CIDR,分类编址方案的缺陷 地址分级不合理，B类网络太大造成地址浪费，而C类网络太小又不实用； 路由表规模呈爆炸式增长，不仅占用太多的内存，也会在交换路由信息时消耗太多的带宽。 CIDR的基本思想是抛弃类的概念， 按照实际需要的地址数量而不是类来分配地址空间，提高地址分配的效率； 允许将若干条路由聚合（aggregate）成一条路由，减小路由表的规模。 采用CIDR后，IP地址查找应采用最长前缀匹配,CIDR 消除了传

50、统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。 CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。 IP地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。,3. 无类域间路由CIDR,3. 无类域间路由CIDR,CIDR最主要的特点有两个： (1)CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念。使用各种长度的“网络前缀” 来代替分类地址中的网络号和子网号。 CIDR使用“斜线记法”，即在IP地址后面加一 个斜线“”，然后写上网络前缀所占的比特数(这个数位对应于三级编址中子网掩码中比

51、特1的个数)。例如，420，表示在这个32bit的IP地址中，前20bit表示网络前缀，而后面的12bit为主机号。,3. 无类域间路由CIDR,(2)CIDR将网络前缀都相同的连续的IP地址组成CIDR地址块”。 例如：20表示的地址块共有212个地址 最小地址 l 0000000 00001110 00100000 00000000 最大地址 55 10000000 00001110 00l 01111 11111111 路由表中利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合常称为路由聚合，它使得路

52、由表中的个项目可以表示很多个原来传统分类地址的路由。路由聚合也称为构成超网。 CIDR虽然不使用子网了，但仍然使用“掩码”这一名词。对于/20地址块，它的掩码是： 111111111 11111111 11110000 00000000(20个连续的1)。,无分类的两级编址的记法是： IP地址 := , (4-3) CIDR还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，即在 IP地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。 CIDR把网络前缀都相同的连续的 IP地址组成“CIDR 地址块”。,无分类的两级编

53、址,CIDR 地址块,/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是 12 位）。 这个地址块的起始地址是 。 在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20 地址块”。 /20 地址块的最小地址： /20 地址块的最大地址：55 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。,/20 表示的地址（212 个地址）,10000000 00001110 00100000 0

54、0000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 1000

55、0000 00001110 00101111 11111110 10000000 00001110 00101111 11111111,所有地址 的 20 位 前缀都是 一样的,CIDR 记法的其他形式,/10 可简写为 10/10，也就是把点分十进制中低位连续的 0 省略。 /10 隐含地指出 IP地址 的掩码是 。此掩码可表示为 11111111 11000000 00000000 00000000,CIDR 记法的其他形式,/10 可简写为 10/10，也就是将点分十进制中低位连续的 0 省略。 /10 相当于指出 IP地址 的掩码是 ，即 11111111 11000000 00000000 00000000 网络前缀的后面加一个星号 * 的表示方法 如 00001010 00*，在星号 * 之前是网络前缀，而星号 * 表示 IP地址中的主机号