项目4IP地址规划与分配.ppt

项目4 IP地址规划与分配,不同类型的局域网相互之间是不能直接通信的，主要原因是因为其所传送数据的基本单元（数据帧）的格式不同。而IP协议把各种不同格式的“帧”统一转换成“IP数据报”格式，从而实现了各种计算机在网络层的互通。IP协议给网络中的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的IP地址，保证了用户在连网的计算机上操作时，能够快速找到所需对象。本项目的主要目标是理解IP地址的相关知识，学会规划和分配IP地址，掌握用子网掩码划分子网和构建超网，熟悉IPv6的安装和参数设置。,本项目主要内容,任务4.1 规划IP地址 任务4.2 IP子网划分与构建超网 任务4.3 分配IP地址 任务4.4 IPv6的安装与参数设置 习题4,任务4.1 规划IP地址,【实训目的】 （1）理解IP地址的概念和分类。 （2）理解IP地址的分配原则。 （3）掌握在局域网中规划IP地址的方法。 【实训条件】 （1）正常联网的几台计算机。 （2）由路由器连接的包含多个网段的网络（无条件的可使用实例）。 （3）划分了VLAN的局域网（无条件的可使用实例）。,4.1.1 相关知识,1. IP地址的概念 IP地址在网络层提供了一种统一的地址格式，在统一管理下进行分配，保证每一个地址对应于网络上的一台主机，屏蔽了MAC地址之间的差异，保证网络的互联互通。根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在网络上是唯一的。 人们为了方便记忆，就将组成计算机IP地址的32位二进制数分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数。 11001010 01100110 10000110 01000100 202.102.134.68,2. IP地址的分类,我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识（net-id）和主机标识（host-id）。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机标识与其对应。这样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号码。,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位地址信息设成五种定位的划分方式，分别对应于A类、B类、C类、D类、E类IP地址。,3. 特殊的IP地址,在IP地址中有一些是特殊的IP地址，在使用时需要特殊注意。,另外还有一种特殊的IP地址，他们属于A类、B类或C类地址，但是却有特殊的用途，这类地址称为私有地址，私有IP地址是和公有IP地址相对的，专门用于各类专有网络（如企业网、校园网、行政网）的使用。 私有IP地址是只能在局域网中使用的IP地址，当局域网通过路由设备与广域网连接时，路由设备会自动将该地址段的信号隔离在局域网内部，不用担心所使用的保护IP地址与其他局域网中使用的同一地址段的保留IP地址发生冲突（即IP地址完全相同）。所以完全可以放心大胆地根据自己的需要（主要考虑所需的网络数量和网络内计算机的数量）选用适当的专有网络地址段，设置本局域网中的IP地址。,私有IP地址包括以下地址段： （1）10.0.0.0/8 10.0.0.0/8私有网络是A类网络，允许有效IP地址范围从10.0.0.1 至 10.255.255.254。10.0.0.0/8私有网络有24位主机标识。 （2）172.16.0.0/12 172.16.0.0/12私有网络可以被认为是16位B类网络，20位可分配的地址空间（20位主机标识），能够应用于私人组织里的任一子网方案。172.16.0.0/12私有网络允许下列有效的IP地址范围：172.16.0.1 至 172.31.255.254。 （3）192.168.0.0/16 192.168.0.0/16私有网络可以被认为是C类网络ID，16位可分配的地址空间（16位主机标识），可用于私人组织里的任一子网方案。192.168.0.0/16私有网络允许使用下述有效IP地址范围：192.168.0.1 至 192.168.255.254。,4. IP地址的分配原则,通常局域网计算机和路由器的端口需要分配IP地址。 处于同一个广播域的主机或路由器的IP地址的网络标识必须相同。 用交换机互联的网段是同一个广播域，如果在交换机上使用了虚拟局域网技术，那么不同的VLAN是不同的广播域，处于不同VLAV的主机，IP地址网络标识不同。 路由器不同的端口连接的是不同的广播域，路由器依靠路由表，连接不同广播域。 路由器总是拥有两个或两个以上的IP地址，且网络标识不同。 两个路由器直接相连的端口，可以指明也可不指明IP地址。,4.1.2 实训内容,1. 为路由器连接的局域网规划IP地址 2. VLAN中IP地址规划 3. 校园网IP地址规划,任务4.2 IP子网划分与构建超网,【实训目的】 （1）理解子网掩码的作用。 （2）掌握用子网掩码划分子网的方法。 （3）掌握用子网掩码构建超网的方法。 【实训条件】 （1）正常联网的几台计算机。 （2）由路由器连接的包含多个网段的网络（无条件的可使用实例）。 （3）划分了VLAN的局域网（无条件的可使用实例）。,4.2.1 相关知识,1. 子网 子网（Subnet）是在TCP/IP网络上，用路由器连接的网段。同一子网内的IP地址必须具有相同的网络标识。,2. 子网掩码,通常在设置IP地址的时候，必须同时设置子网掩码，子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络标识和主机标识两部分。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。,子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一广播域的根据。最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个广播域的，可以进行直接的通信。,3. IP子网划分,（1）IP地址两极结构的局限 标准的IP地址分为两极结构，即每个IP地址都分为网络标识和主机标识两部分，在同一个广播域中的所有主机网络标识要相同，主机标识要不同，但这种结构在实际的网络应用中还存在着一定的局限和不足。 IP地址空间的利用率有时很低，如某广播域只有10台主机，要分配IP地址，必须选择C类的IP地址，而一个C类的IP地址段一共有254个可以分配的IP地址，这样有244个IP地址就被浪费掉了。 给每一个物理网络分配一个网络标识会使路由器和主机上的路由表变得太大，因而使网络性能变坏。 两级的IP地址不够灵活，很难针对不同的网络需求进行规划和管理。,解决这些问题的办法是，让网络内部可以分成多个部分，但对外却像一个单独网络一样。从1985年起在IP地址中就增加了一个“子网标识字段”，使两级的IP地址变成三级的IP地址。这种做法叫做划分子网，或子网寻址或子网路由选择。 也可以使用下面的等式来表示三级IP地址： IP地址:= ,。,（2）子网划分 子网掩码划分子网的一般步骤如下： 确定子网的数量m，并将m加1后其转换为二进制数，并确定位数n。 按照你IP地址的类型写出其默认子网掩码。 将默认子网掩码中主机标识的前n位对应的位置置1，其余位置置0。 写出各子网的子网标识和相应的IP地址。,4. IP构建超网,所谓构建超网是一种用子网掩码将若干个相邻的连续的网络地址组合成单个网络地址的方法，它可以把几个规模较小的网络合成一个规模较大的网络。构建超网可看作子网划分的逆过程。子网划分时，从IP地址主机标识部分借位，将其合并进网络标识部分；而在构建超网过程中，则是将网络标识部分的某些位合并进主机标识部分。,5. 无分类编址CIDR,CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类型域间选路）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（Internet Service Provider，ISP），再由ISP分配给客户。CIDR将路由集中起来，使一个IP地址代表主要骨干提供商服务的几千个IP地址，从而减轻Internet路由器的负担。 CIDR 对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。CIDR用 13-27位长的前缀取代了原来IP地址结构对网络标识部分的限制（3类地址的网络标识部分分别被限制为8位、16位和24位）。在管理员能分配的地址块中，主机数量范围从32500,000，从而能更好地满足机构对地址的特殊需求。,4.2.2 实训内容,1. 用子网掩码划分子网 【例】假设取得网络地址200.200.200.0 ，子网掩码为255.255.255.0。现在在该网络中需要划分6个子网，每个子网中30台主机，请问如何划分子网，才能满足要求。请写出六个子网的子网掩码、网络地址、第一个主机地址、最后一个主机地址、广播地址。 2. 用子网掩码构建超网 【例】某公司网络中共有400台主机，这400台主机间需要直接通信，应如何为该公司网络分配IP地址。,任务4.3 分配IP地址,【实训目的】 （1）掌握IP地址的分配方法。 （2）掌握静态分配IP地址的方法 （3）掌握使用DHCP服务器动态分配IP地址的方法。 【实训条件】 正常连网的几台计算机，其中一台计算机安装Windows 2000 Server或Windows Server 2003网络操作系统（附带网络操作系统安装光盘），其余计算机安装Windows XP操作系统。,4.3.1 相关知识,在规划好IP地址之后，需要将IP地址分配给网络中的计算机和相关设备，目前IP地址的分配方法主要有以下几种：,1. 手动分配 也就是自己动手对每一台机器都进行IP地址、子网掩码、网关地址配置。,2. DHCP分配,DHCP（动态主机配置协议），专门设计用于使客户机可以从网络服务器接收IP地址和其他的TCP/IP配置信息。DHCP允许服务器从一个地址池中为客户机动态地分配IP地址。使用DHCP自动分配IP地址的好处如下： 减轻了网络管理的工作，避免了IP地址冲突带来的麻烦。 TCP/IP的设置可以在服务器端集中设置更改，客户端的不需要修改。 客户端计算机有较大的调整空间，用户更换网络时不需重新设置TCP/IP。 如果路由器支持中继代理，可以在不同网络中运行DHCP，可有效降低成本。,DHCP采用客户机/服务器模式，网络中有一台DHCP服务器，每个客户机可以选择“自动获得IP地址”，这样就可以得到DHCP提供的IP地址。通常客户机与服务器要在同一个广播域中。要实现DHCP服务，必须完成DHCP服务器和客户机的设置。,3. 自动专用IP寻址,在Windows操作系统下，假如网络中没有DHCP服务器，但是客户机还选择了“自动获得IP地址”那么操作系统会代替DHCP服务器为机器分配一个IP地址，这个地址是网段169.254.0.0169.254.255.255中的一个地址。,4.3.2 实训内容,1. 手动分配IP地址 2. 使用DHCP自动分配IP地址 （1）设置DHCP服务器 （2）设置DHCP客户机,任务4.4 IPv6的安装与参数设置,【实训目的】 （1）了解IPv6的特点和寻址方式。 （2）掌握IPv6协议的安装方法 （3）熟悉IPv6网络参数的设置。 【实训条件】 （1）正常联网的几台计算机。 （2）Windows XP操作系统。,4.4.1 相关知识,随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下，IPv6应运而生。单从数字上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约81028倍，达到2128-1个。这不但解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除计算机外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。但是与IPv4一样，IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。首先，要实现IP地址的自动配置，局域网所使用的子网的前缀必须等于64，但是很少有一个局域网能容纳264个网络终端；其次，由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则，地址的浪费在所难免。,1. IPv6的优势,与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势： IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有232个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2128个地址。 IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。,IPv6增加了增强的组播支持以及对流的支持，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS）控制提供了良好的网络平台。 IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。 IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。,2. IPv6的寻址,在 IPv6中，地址的长度是128位。地址空间如此大的一个原因是将可用地址细分为反映Internet的拓扑的路由域的层次结构。另一个原因是映射将设备连接到网络的网络适配器（或接口）的地址。IPv6提供了内在的功能，可以在其最低层（在网络接口层）解析地址