网络课件-IP地址划分

网络课件-ip地址划分IP地址基本概念与分类私有IP地址与公有IP地址子网掩码原理及应用CIDR无类别域间路由技术VLAN虚拟局域网技术总结与展望IP地址基本概念与分类01IP地址（InternetProtocolAddress）是指互联网协议地址，用于标识网络中的设备，确保数据能够准确传输到目标设备。IP地址定义在计算机网络中，IP地址相当于设备的“门牌号”，具有唯一性，用于实现设备间的通信和数据传输。IP地址作用IP地址定义及作用IPv4地址长度为32位，而IPv6地址长度为128位。IPv4地址以点分十进制表示，而IPv6地址以冒号十六进制表示。IPv4与IPv6区别与联系地址表示方式不同地址长度不同配置方式不同：IPv4地址配置相对简单，而IPv6地址配置更加复杂，支持无状态地址自动配置（SLAAC）等机制。IPv4与IPv6区别与联系均为互联网协议地址IPv4和IPv6都是用于标识网络设备的互联网协议地址。均遵循TCP/IP协议栈IPv4和IPv6都遵循TCP/IP协议栈，实现设备间的通信和数据传输。IPv4与IPv6区别与联系范围1.0.0.0-126.0.0.0特点首位以0开头，网络号占8位，主机号占24位，支持大量主机但网络数量较少。IP地址分类及特点128.0.0.0-191.255.0.0范围前两位以10开头，网络号占16位，主机号占16位，支持中等规模的网络和主机数量。特点IP地址分类及特点范围192.0.0.0-223.255.255.0特点前三位以110开头，网络号占24位，主机号占8位，适用于小型网络和大量主机。IP地址分类及特点私有IP地址与公有IP地址0210.0.0.0-10.255.255.255A类172.16.0.0-172.31.255.255B类私有IP地址范围及使用场景C类：192.168.0.0-192.168.255.255私有IP地址范围及使用场景私有IP地址范围及使用场景局域网内部通信私有IP地址主要用于局域网内部设备之间的通信，无需与互联网直接连接。节约公网IP资源由于公网IP地址数量有限，使用私有IP地址可以节约公网IP资源，降低网络成本。公有IP地址获取方式和管理机构用户可以向当地ISP（InternetServiceProvider，互联网服务提供商）申请公有IP地址。向ISP申请在局域网中使用私有IP地址，通过NAT（NetworkAddressTranslation，网络地址转换）技术将私有IP地址转换为公有IP地址进行互联网访问。通过NAT转换IANA（InternetAssignedNumb…负责全球IP地址资源的分配和管理。要点一要点二RIRs（RegionalInternetRegi…负责各自区域内的IP地址分配和管理，包括ARIN、APNIC、RIPENCC和LACNIC等。公有IP地址获取方式和管理机构私有IP与公有IP转换方法动态NAT：通过配置NAT池（一组公有IP地址），动态地为局域网内的私有IP地址分配公有IP地址。适用于大量且动态的私有IP地址转换需求。静态NAT：手动配置NAT转换规则，将特定的私有IP地址映射到公有IP地址。适用于固定且少量的私有IP地址转换需求。PAT（PortAddressTranslation，端口地址转换）：也称为NAPT（NetworkAddressandPortTranslation，网络地址和端口转换）。通过修改数据包的源端口号，实现多个私有IP地址共享一个公有IP地址进行互联网访问。适用于局域网内大量设备需要访问互联网的场景。子网掩码原理及应用03

子网掩码概念及作用子网掩码定义子网掩码（SubnetMask）是一个32位的地址掩码，用于屏蔽IP地址的一部分，以区分网络地址和主机地址。划分网络通过子网掩码，可以将一个大的IP网络划分为多个小的子网，实现网络的层次化管理和提高网络性能。区分网络地址和主机地址子网掩码用于确定IP地址中的网络部分和主机部分，从而确保数据能够正确路由到目标主机。基本计算步骤1.将IP地址和子网掩码转换为二进制格式。2.对IP地址和子网掩码进行按位与运算，得到网络地址。子网掩码计算方法举例VS假设有一个IP地址为192.168.1.5，子网掩码为255.255.255.0。转换为二进制格式IP地址为11000000.10101000.00000001.00000101，子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000。举例子网掩码计算方法举例得到网络地址为11000000.10101000.00000001.00000000，即192.168.1.0。由于子网掩码的最后8位为0，表示该子网有256个地址，其中网络地址和广播地址不可用，因此可用主机数为256-2=254。按位与运算可用主机数计算子网掩码计算方法举例010203路由转发当数据需要从一个子网发送到另一个子网时，路由器会根据目标IP地址和子网掩码判断目标主机是否在同一子网内。如果不在同一子网内，路由器会根据路由表将数据包转发到相应的下一跳路由器，直到数据包到达目标子网。ARP协议当主机需要与同一子网内的其他主机通信时，会使用ARP（AddressResolutionProtocol）协议解析目标主机的MAC地址。主机发送ARP请求广播到整个子网，目标主机收到请求后会回复其MAC地址。网关的作用网关（Gateway）是连接不同子网的设备，通常是一个路由器。当主机需要与不同子网的主机通信时，会将数据包发送到网关，由网关负责将数据包路由到目标子网。不同子网间通信实现过程CIDR无类别域间路由技术04概念：CIDR（ClasslessInter-DomainRouting，无类别域间路由）是一个在IP地址分配和路由表中进行子网划分的方法，旨在解决传统分类IP地址（A、B、C类）造成的IP地址浪费和路由表膨胀问题。优势提高了IP地址的利用率，减少了IP地址的浪费。简化了路由表，提高了路由效率。实现了不同网络之间的灵活互连。0102030405CIDR概念及优势CIDR表示方法是在IP地址后面加上一个斜杠“/”，然后写上网络前缀所占的位数（即子网掩码中1的个数）。例如，192.168.1.0/24表示这个IP地址所在的网络前缀为24位。CIDR表示方法中的网络前缀长度可以根据实际需求进行灵活设置，从而实现了IP地址的灵活划分和子网大小的灵活调整。CIDR表示方法超网合并策略010203超网合并是指将多个小的子网合并成一个大的子网，以减少路由表中的条目数量，提高路由效率。超网合并策略的实现方法是将多个子网的网络前缀进行汇总，形成一个更大的网络前缀，然后将这个更大的网络前缀通告给路由器。路由器在接收到这个汇总后的网络前缀后，会将其加入到路由表中，从而实现对多个子网的合并路由。在进行超网合并时，需要注意合并后的子网掩码长度不能超过原始子网掩码长度的最大值，否则可能会导致IP地址的浪费和路由错误。VLAN虚拟局域网技术05VLAN定义和优势定义VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虚拟局域网，是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段的技术。灵活性不受物理位置的限制，可以根据需要灵活划分和调整。安全性不同VLAN之间的通信需要经过路由器或交换机，提高了网络的安全性。简化网络管理通过将设备划分到不同的VLAN中，可以简化网络结构，降低网络管理的复杂性。根据交换机的端口来划分VLAN，将指定端口加入到相应的VLAN中。基于端口划分根据网络层协议类型来划分VLAN，例如将使用TCP协议的设备划分到一个VLAN，使用UDP协议的设备划分到另一个VLAN。基于协议划分根据设备的MAC地址来划分VLAN，具有相同MAC地址前缀的设备将被划分到同一VLAN中。基于MAC地址划分根据设备的IP地址来划分VLAN，具有相同IP地址段的设备将被划分到同一VLAN中。基于IP地址划分VLAN划分方法实例描述：假设有两个VLAN，分别为VLAN10和VLAN20，需要通过路由器实现两个VLAN之间的通信。VLAN间路由配置实例123配置步骤1.在交换机上创建VLAN10和VLAN20，并将相应的端口加入到这两个VLAN中。2.将路由器的一个物理接口划分为两个子接口，分别对应VLAN10和VLAN20。VLAN间路由配置实例VLAN间路由配置实例3.在路由器上配置子接口的IP地址和封装类型（一般为802.1Q）。024.在路由器上启用IP路由功能，并配置静态路由或动态路由协议以实现两个VLAN之间的路由。035.在交换机上配置与路由器相连的端口为Trunk模式，并允许VLAN10和VLAN20的数据通过。01总结与展望06CIDR表示法CIDR表示法即无类别域间路由表示法，用于表示IP地址和子网掩码的组合。子网掩码的作用子网掩码用于划分网络地址和主机地址，确定子网的规模。IP地址的分类IP地址分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类为常用地址，D类用于多播，E类保留未用。IP地址的基本概念IP地址是互联网协议地址的简称，用于标识网络中的设备，具有唯一性。IP地址的组成IP地址由32位二进制数组成，通常分为4个字节，每个字节之间用点号分隔。关键知识点回顾在企业内部网络中，需要根据部门、业务等需求合理规划IP地址，实现不同部门之间的网络隔离和访问控制。企业内部网络规划校园网通常需要为大量学生和老师分配IP地址，因此需要合理规划IP地址段，避免地址冲突和浪费。校园网IP地址规划数据中心网络具有高带宽、低延时的特点，需要合理规划IP地址和路由，确保数据的快速传输和备份。数据中心网络设计实际应用案例分析IPv6的普及随着IPv4地址资源的枯竭，IPv6将成为未来互联网发展的必然趋势。IPv6具有更大的地址空间和更高的安全性。软件定义网络