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2009年10月22日 分类的IP地址 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 InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers 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 RFC950 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 分类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 net id24位 host id24位 net id16位 net id8位 IP地址中的网络号字段和主机号字段 0 A类地址 host id16位 B类地址 C类地址 0 1 1 D类地址 1110 多播地址 E类地址 保留为今后使用 1111 0 1 点分十进制记法 采用点分十进制记法则进一步提高可读性 128 11 3 31 12811331 将每8位的二进制数转换为十进制数 2 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A126 27 2 112616 777 214B16 383 214 1 128 1191 25565 534C2 097 151 221 1 192 0 1223 255 255254 IP地址的一些重要特点 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 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 multihomedhost 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 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 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 互联网中的IP地址 B 222 1 1 222 1 1 1 222 1 1 2 222 1 1 3 222 1 1 4 R1 222 1 2 5 222 1 2 2 222 1 2 1 222 1 2 3 222 1 2 4 222 1 2 222 1 6 1 222 1 5 1 222 1 5 2 222 1 6 2 222 1 4 1 222 1 4 2 222 1 3 3 222 1 3 2 222 1 3 1 R3 R2 222 1 3 LAN3 N3 N2 222 1 4 222 1 5 222 1 6 N1 LAN2 LAN1 互联网 141 14 01000000 111111111111111111000000 例 已知IP地址是141 14 72 24 子网掩码是255 255 192 0 试求网络地址 a 点分十进制表示的IP地址 c 子网掩码是255 255 192 0 00000000 141 14 72 24 141 14 64 0 0 01001000 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 子网划分 subnetting 的优点 1 减少网络流量2 提高网络性能3 简化管理4 易于扩大地理范围 HowtoCreateSubnets 首先要熟记2的幂 2的0次方到9次方的值分别为 1 2 4 8 16 32 64 128 256和512 还有要明白的是 子网划分是借助于取走主机位 把这个取走的部分作为子网位 因此这个意味划分越多的子网 主机将越少 SubnetMasks 子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址 哪部分为主机地址 由1和0组成 长32位 全为1的位代表网络号 不是所有的网络都需要子网 因此就引入默认子网掩码 defaultsubnetmask A类IP地址的默认子网掩码为255 0 0 0B类IP地址的默认子网掩码为255 255 0 0C类IP地址的默认子网掩码为255 255 255 0 ClasslessInter DomainRouting CIDR CIDR叫做无类域间路由 ISP常用这样的方法给客户分配地址 ISP提供给客户1个块 blocksize 类似这样 192 168 10 32 28 这排数字告诉你子网掩码是多少 28代表多少位为1 最大 32 必须知道的是 不管是A类还是B类还是其他类地址 最大可用的只能为 30 即保留2位给主机位 判定两个主机是不是在同一个网络中 如何确定网络号 主机一222 21 160 6即 11011110 00010101 10100000 00000110255 255 255 192即 11111111 11111111 11111111 11000000逻辑与运算结果为 11011110 00010101 10100000 00000000222211600主机二222 21 160 73即 11011110 00010101 10100000 01001001255 255 255 192即 11111111 11111111 11111111 11000000逻辑与运算结果为 11011110 00010101 10100000 010000002222116064两个结果不同 也就是说 两台主机不在同一网络 子网划分与掩码的设置 子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的 以C类网络为例 ClasslessInter DomainRouting CIDR 值 1 掩码255 0 0 0 82 掩码255 128 0 0 93 掩码255 192 0 0 104 掩码255 224 0 0 115 掩码255 240 0 0 126 掩码255 248 0 0 137 掩码255 252 0 0 148 掩码255 254 0 0 159 掩码255 255 0 0 1610 掩码255 255 128 0 1711 掩码255 255 192 0 1812 掩码255 255 224 0 19 13 掩码255 255 240 0 2014 掩码255 255 248 0 2115 掩码255 255 252 0 2216 掩码255 255 254 0 2317 掩码255 255 255 0 2418 掩码255 255 255 128 2519 掩码255 255 255 192 2620 掩码255 255 255 224 2721 掩码255 255 255 240 2822 掩码255 255 255 248 2923 掩码255 255 255 252 30 子网掩码的计算步骤 确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目 求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M 对该IP地址的原子网掩码 将其主机地址部分的前N位置1或后M位置0即得出该IP地址划分子网后的子网掩码 例如 子网掩码的计算步骤举例 对B类网络135 41 0 0 16需要划分为20个能容纳200台主机的网络 因为16 20 32 所以 子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网 可以满足划分成20个子网的要求 B类网络的默认子网掩码是255 255 0 0 二进制为11111111 11111111 00000000 00000000现在子网又占用了5位主机位 划分子网后的子网掩码应该为11111111 11111111 11111000 00000000转换为十进制应该为255 255 248 0 子网掩码的计算步骤举例 对B类网络135 41 0 0 16需要划分为20个能容纳200台主机的网络 现在我们再来看一看每个子网的主机数 子网中可用主机位还有11位 2的11次方 2048 去掉主机位全0和全1的情况 还有2046个主机ID可以分配 而子网能容纳200台主机就能满足需求 按照上述方式划分子网 每个子网能容纳的子网数目远大于需求的主机数目 造成了IP地址资源的浪费 为了更有效地利用资源 我们也可以根据子网所需主机数来划分子网 还以上例来说 128 200 256 即2 7 200 2 8 也就是说 在B类网络的16位主机位中 保留8位主机位 其它的16 8 8位当成子网位 可以将B类网络138 96 0 0划分成256 2 8 个能容纳256 1 1 1 253台 去掉全0全1情况和留给路由器的地址 主机的子网 此时的子网掩码为11111111 11111111 00000000 转换为十进制为255 255 255 0 综合实例1本例通过子网数来划分子网 未考虑主机数 一家集团公司有12家子公司 每家子公司又有4个部门 上级给出一个172 16 0 0 16的网段 让给每家子公司以及子公司的部门分配网段 思路 既然有12家子公司 那么就要划分12个子网段 但是每家子公司又有4个部门 因此又要在每家子公司所属的网段中划分4个子网分配给各部门 步骤 A 先划分各子公司的所属网段 有12家子公司 那么就有2的n次方 12 n的最小值 4 因此 网络位需要向主机位借4位 那么就可以从172 16 0 0 16这个大网段中划出2的4次方 16个子网 综合实例1本例通过子网数来划分子网 未考虑主机数 先将172 16 0 0 16用二进制表示10101100 00010000 00000000 00000000 16借4位后 可划分出16个子网 1 10101100 00010000 00000000 00000000 20 172 16 0 0 20 2 10101100 00010000 00010000 00000000 20 172 16 16 0 20 3 10101100 00010000 00100000 00000000 20 172 16 32 0 20 4 10101100 00010000 00110000 00000000 20 172 16 48 0 20 5 10101100 00010000 01000000 00000000 20 172 16 64 0 20 6 10101100 00010000 01010000 00000000 20 172 16 80 0 20 7 10101100 00010000 01100000 00000000 20 172 16 96 0 20 8 10101100 00010000 01110000 00000000 20 172 16 112 0 20 9 10101100 00010000 10000000 00000000 20 172 16 128 0 20 10 10101100 00010000 10010000 00000000 20 172 16 144 0 20 11 10101100 00010000 10100000 00000000 20 172 16 160 0 20 12 10101100 00010000 10110000 00000000 20 172 16 176 0 20 13 10101100 00010000 11000000 00000000 20 172 16 192 0 20 14 10101100 00010000 11010000 00000000 20 172 16 208 0 20 15 10101100 00010000 11100000 00000000 20 172 16 224 0 20 16 10101100 00010000 11110000 00000000 20 172 16 240 0 20 我们从这16个子网中选择12个即可 就将前12个分给下面的各子公司 每个子公司最多容纳主机数目为2的12次方 2 4094 综合实例1本例通过子网数来划分子网 未考虑主机数 B 再划分子公司各部门的所属网段以甲公司获得172 16 0 0 20为例 其他子公司的部门网段划分同甲公司 有4个部门 那么就有2的n次方 4 n的最小值 2 因此 网络位需要向主机位借2位 那么就可以从172 16 0 0 20这个网段中再划出2的2次方 4个子网 正符合要求 详细过程 先将172 16 0 0 20用二进制表示10101100 00010000 00000000 00000000 20借2位后 可划分出4个子网 10101100 00010000 00000000 00000000 22 172 16 0 0 22 10101100 00010000 00000100 00000000 22 172 16 4 0 22 10101100 00010000 00001000 00000000 22 172 16 8 0 22 10101100 00010000 00001100 00000000 22 172 16 12 0 22 将这4个网段分给甲公司的4个部门即可 每个部门最多容纳主机数目为2的10次方 2 1024 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192 168 5 0 24 现在甲公司有两层办公楼 统一从1楼的路由器上公网 1楼有100台电脑联网 2楼有53台电脑联网 如果你是该公司的网管 你该怎么去规划这个IP 根据需求 画出下面这个简单的拓扑 将192 168 5 0 24划成3个网段 1楼一个网段 至少拥有101个可用IP地址 2楼一个网段 至少拥有54个可用IP地址 1楼和2楼的路由器互联用一个网段 需要2个IP地址 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 思路 我们在划分子网时优先考虑最大主机数来划分 101个可用IP地址 那就要保证至少7位的主机位可用 2的m次方 2 101 m的最小值 7 如果保留7位主机位 那就只能划出两个网段 剩下的一个网段就划不出来了 但是我们剩下的一个网段只需要2个IP地址并且2楼的网段只需要54个可用IP 因此 我们可以从第一次划出的两个网段中选择一个网段来继续划分2楼的网段和路由器互联使用的网段 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 步骤 A 先根据大的主机数需求 划分子网因为要保证1楼网段至少有101个可用IP地址 所以 主机位要保留至少7位 先将192 168 5 0 24用二进制表示 11000000 10101000 00000101 0 24主机位保留7位 即在现有基础上网络位向主机位借1位 可划分出2个子网 11000000 10101000 00000101 00000000 25 192 168 5 0 25 11000000 10101000 00000101 10000000 25 192 168 5 128 25 1楼网段从这两个子网段中选择一个即可 我们选择192 168 5 0 25 2楼网段和路由器互联使用的网段从192 168 5 128 25中再次划分得到 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 步骤 B 再划分2楼使用的网段2楼使用的网段从192 168 5 128 25这个子网段中再次划分子网获得 因为2楼至少要有54个可用IP地址 所以 主机位至少要保留6位 2的m次方 2 54 m的最小值 6 先将192 168 5 128 25用二进制表示 11000000 10101000 00000101 10000000 25主机位保留6位 即在现有基础上网络位向主机位借1位 可划分出2个子网 11000000 10101000 00000101 10000000 26 192 168 5 128 26 11000000 10101000 00000101 11000000 26 192 168 5 192 26 2楼网段从这两个子网段中选择一个即可 我们选择192 168 5 128 26 路由器互联使用的网段从192 168 5 192 26中再次划分得到 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 步骤 C 最后划分路由器互联使用的网段路由器互联使用的网段从192 168 5 192 26这个子网段中再次划分子网获得 因为只需要2个可用IP地址 所以 主机位只要保留2位即可 2的m次方 2 2 m的最小值 2 先将192 168 5 192 26用二进制表示 11000000 10101000 00000101 11000000 26主机位保留2位 即在现有基础上网络位向主机位借4位 可划分出16个子网 11000000 10101000 00000101 11000000 30 192 168 5 192 30 11000000 10101000 00000101 11000100 30 192 168 5 196 30 11000000 10101000 00000101 11001000 30 192 168 5 200 30 11000000 10101000 00000101 11110100 30 192 168 5 244 30 11000000 10101000 00000101 11111000 30 192 168 5 248 30 11000000 10101000 00000101 11111100 30 192 168 5 252 30 路由器互联网段我们从这16个子网中选择一个即可 我们就选择192 168 5 252 30 综合实例2本例通过计算主机数来划分子网 步骤 D 整理本例的