1.立昂技术-IP地址与子网掩码

1、立昂技术股份有限公司ip地址与子网掩码立昂技术股份有限公司：徐伟民股票代码：3006032017.3.5123ip地址分类mac地址子网掩码与网络划分a类地址以32位的二进制表示法来看，a类地址的特点： 以0开头 第1字节表示网络号 第2、3、4字节表示网络中的主机号0* * * *以0开头8位2进制数8位2进制数b类地址以32位的二进制表示法来看，b类地址的特点： 以10开头 第1、2字节表示网络号 第3、4字节表示网络中的主机号10* * * *以10开头8位2进制数8位2进制数c类地址以32位的二进制表示法来看，c类地址的特点： 以110开头 第1、2、3字节表示网络号 第4个字节表示网

2、络中的主机号110* * * *以10开头8位2进制数8位2进制数d类地址组播地址 第1个字节以1110开头 第1字节的范围是224239； d类地址用以支持组播通信，即可定义一组ip地址对应一个d类地址。 不分配给单一主机使用e类地址保留地址 第1个字节以1111开头 第1字节的范围是大于240； 保留，不分配给单一主机使用有类ip地址十进制的范围可以作为普通主机地址进行分配的是a、b、c这3类地址。a类地址用于大型网络1.0.0.1 127.255.255.254b类地址用于中等规模的网络128.1.0.1 191.255.255.254c类地址用于小规模的局域网络192.0.1.1 22

3、3.255.255.254广播地址 tcp/ip规定，主机号全为“1”的ip地址用于广播； 例如，192.168.1.255是一个c类的广播地址网络地址 tcp/ip规定，主机号全为“0”的ip地址为网络号； 网络号被解释成“本地”网络； 例如，173.18.0.0表示“173.18”这个b类网络的网络地址私有地址 在可供分配的主机ip地址资源中，还可以分为共有ip地址和私有ip地址两类。 共有地址是连接到公用网络的主机使用的，必须是唯一的，需要统一管理和分配，通常从internet服务提供者处获得 a、b、c三类地址中均有部分地址被用作私有地址。私有地址被大量用于企业内部网络中。 私有网络由

4、于不与外部互连，因而私有网络管理者可能使用随意的ip地址。保留专门的私有地址供其使用，其目的是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。 在internet上，私有地址是不能出现的。 使用私有地址的私有网络在接入internet时，要使用地址翻译(nat)，将私有地址翻译成公用合法地址。私有地址内部网络(例如一个机房)internet无法访问使用私有ip地址的计算机，不能直接访问internet。 10.0.0.1私有地址internet使用私有地址的 地址转换计算机在接入 (nat）internet时，要使用地址翻译(nat)，将私有地址翻译成公用合法地址。内部网络(例如一个机房) 10.0.0.

5、1私有地址的范围地址私有地址范围网络类型个数a类10.0.0.0 10.255.255.2551b类172.16.0.0 172.31.255.25516c类192.168.0.0 192.168.255.255256123ip地址分类mac地址子网掩码与网络划分mac地址的定义mac（media access control或者medium access control）地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。在osi模型中，第三层网络层负责 ip地址，第二层数据链路层则负责 mac地址。因此一个主机会有一个mac地址，而每个网络位置会有一个专属于它的ip

6、地址。1mac（medium/media access control）地址，用来表示互联网上每一个站点的标识符，采用十六进制数表示，共六个字节（48位）。其中，前三个字节是由ieee的注册管理机构ra负责给不同厂家分配的代码(高位24位），也称为“编制上唯一的标识符”（organizationally unique identifier），后三个字节(低位24位)由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。一个地址块可以生成224个不同的地址。mac地址实际上就是适配器地址或适配器标识符eui-48。所以经常说三层路由器，二层交换机mac地址的定义mac地址对应于osi参考

7、模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机mac地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的mac地址”字段来转发数据帧。形象地说，mac地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。谈起mac地址，不得不说一下ip地址。ip地址工作在osi参考模型的第三层网络层。两者之间分工明确，默契合作，完成通信过程。ip地址专注于网络层，将数据包从一个网络转发到另外一个网络；而mac地址专注于数据链路层，将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点。在一个稳定的网络中，ip地址和mac地址是成对出现的。如果一台计算机要和网络中另一外计算机通信，那么要配置这两台计算

8、机的ip地址，mac地址是网卡出厂时设定的，这样配置的ip地址就和mac地址形成了一种对应关系。在数据通信时，ip地址负责表示计算机的网络层地址，网络层设备（如路由器）根据ip地址来进行操作；mac地址负责表示计算机的数据链路层地址，数据链路层设备（如交换机）根据mac地址来进行操作。ip和mac地址这种映射关系由arp（address resolution protocol，地址解析协议）协议完成。mac地址的作用osi模型把网络工作分为七层，ip地址在osi模型的第三层，mac地址在第二层，彼此不直接打交道。在通过以太网发送ip数据包时，需要先封装第三层（32位ip地址）、第二层（48位m

9、ac地址）的报头，但由于发送时只知道目标ip地址，不知道其mac地址，又不能跨第二、三层，所以需要使用地址解析协议。使用地址解析协议，可根据网络层ip数据包包头中的ip地址信息解析出目标硬件地址（mac地址）信息，以保证通信的顺利进行。适配器就是网卡，网卡是工作在链路层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。网卡上面装有处理器和存储器（包括ram和rom）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信

10、则是通过计算机主板上的i/o总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。工作过程-i当主机a要与主机b通信时，地址解析协议可以将主机b的ip地址（192.168.1.2）解析成主机b的mac地址，以下为工作流程：第1步：根据主机a上的路由表内容，ip确定用于访问主机b的转发ip地址是192.168.1.2。然后a主机在自己的本地arp缓存中检查主机b的匹配mac地址。第2步：如果主机a在arp缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将arp请求

11、帧广播到本地网络上的所有主机。源主机a的ip地址和mac地址都包括在arp请求中。本地网络上的每台主机都接收到arp请求并且检查是否与自己的ip地址匹配。如果主机发现请求的ip地址与自己的ip地址不匹配，它将丢弃arp请求。工作过程-ii第3步：主机b确定arp请求中的ip地址与自己的ip地址匹配，则将主机a的ip地址和mac地址映射添加到本地arp缓存中。第4步：主机b将包含其mac地址的arp回复消息直接发送回主机a。第5步：当主机a收到从主机b发来的arp回复消息时，会用主机b的ip和mac地址映射更新arp缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机b的mac地

12、址一旦确定，主机a就能向主机b发送ip通信了。地址解析协议arp：address resolution protocolarp缓存是个用来储存ip地址和mac地址的缓冲区，其本质就是一个ip地址-mac地址的对应表，表中每一个条目分别记录了网络上其他主机的ip地址和对应的mac地址。每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表。当地址解析协议被询问一个已知ip地址节点的mac地址时，先在arp缓存中查看，若存在，就直接返回与之对应的mac地址，若不存在，才发送arp请求向局域网查询。123ip地址分类mac地址子网掩码与网络划分子网掩码介绍 使用掩码（masking）区分网络部分和主机部分

13、掩码使用与ip地址一样的格式 掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0例如： b类网络的网络掩码为255.255.0.0子网掩码的作用 在使用tcp/ip协议的两台计算机之间进行通信时，我们通过将本机的子网掩码与接受方主机的ip地址进行与运算，即可得到目标主机所在的网络号，又由于每台主机在配置tcp/ip协议时都设置了一个本机ip地址与子网掩码，所以可以知道本机所在的网络号。 通过比较这两个网络号，就可以知道接受方主机是否在本网络上。如果网络号相同，表明接受方在本网络上，那么可以通过相关的协议把数据包直接发送到目标主机；如果网络号不同，表明目标主机在远程网络上，那么数据包将会发送给本

14、网络上的路由器，由路由器将数据包发送到其他网络，直至到达目的地。在这个过程中你可以看到，子网掩码是不可或缺的！子网掩码分离ip地址网络地址和主机地址既然子网掩码这么重要，那么它是如何分离出ip地址中的网络地址和主机地址的呢？过程如下：1.将ip地址与子网掩码转换成二进制；2.将二进制形式的ip地址与子网掩码做与运算，将答案化为十进制便得到网络地址；3.将二进制形式的子网掩码取反；4.将取反后的子网掩码与ip地址做与运算，将答案化为十进制便得到主机地址。如何确定网络号例题自定义子网掩码的意义-i我举个例子来跟你说吧：比如你是某个学校的网管，你的学校有四个处于不同物理位置的网络教室，每个网络教室2

15、5台机器，你的任务是给这些机器配置ip地址和子网掩码。你可能会觉得这再简单不过了，申请4个c类地址，每个教室一个，然后在一一配置不就搞定了。嗯，这样做理论上没错，但你有没有想到这样做很浪费，你一共浪费了(254-25)*4=916个ip地址，如果所有的网管都像你这样做，那么internet上的ip地址将会在极短的时间内枯竭，显然，你是不能这样做，你应该做子网划分。自定义子网掩码将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。 形式如下：未做子网划分的ip地址：网络号主机号做子网划分后的ip地址：网络号子网号子网主机号也

16、就是说ip地址在化分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。自定义子网掩码的意义-ii子网划分说白了是这样一个事情：因为在划分了子网后，ip地址的网络号是不变的，因此在局域网外部看来，这里仍然只存在一个网络，即网络号所代表的那个网络；但在网络内部却是另外一个景象，因为我们每个子网的子网号是不同的，当用化分子网后的ip地址与子网掩码（注意，这里指的子网掩码已经不是缺省子网掩码了，而是自定义子网掩码，是管理员在经过计算后得出的）做与运算时，每个子网将得到不同的子网地址，从而实现了对网络的划分子网编址技术解决的问题子网编址技术，即子网划分将会有助于以下问题的解决：1）巨大的网

17、络地址管理耗费：如果你是一个a类网络的管理员，你一定会为管理数量庞大的主机而头痛的；2）路由器中的选路表的急剧膨胀：当路由器与其他路由器交换选路表时，互联网的负载是很高的，所需的计算量也很高；3）ip地址空间有限并终将枯竭：这是一个至关重要的问题，高速发展的internet,使原来的编址方法不能适应，而一些ip地址却不能被充分的利用，造成了浪费。因此，在配置局域网或其他网络时，根据需要划分子网是很重要的，有时也是必要的。现在，子网编址技术已经被绝大多数局域网所使用。子网编址技术的步骤确定子网掩码的步骤：第一步：确定物理网段的数量，并将其转换为二进制数，并确定位数n。如：你需要6个子网，6的二进

18、制值为110，共3位,即n=3；第二步：按照你ip地址的类型写出其缺省子网掩码。如c类，则缺省子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000；第三步：将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置置1，其余位置置0。若n=3且为c类地址：则得到子网掩码为11111111.11111111.11111111.11100000化为十进制得到255.255.255.224b类地址：则得到子网掩码为11111111.11111111.11100000.00000000化为十进制得到255.255.224.0a类地址：则得到子网掩码为11111111.11100000.0000

19、0000.00000000化为十进制得到255.224.0.0vlsmvlsm：variable length subnet mask 可变长子网掩码vlsm可以更有效利用ip地址方案一：使用有类的ip地址寻址设计例：设如下拓扑，三个路由器之间为点对点互联，每个lan中要求容纳50台主机。设计方案一：使用c类网192.168.4.0/24用c类标准子网掩码： 192.168.1.0/24router b255.255.255.0 （每个子网可容纳254台主机）结果：占用了6个c类网段192.168.2.0/24192.168.5.0/24router arouter c192.168.3.0/

20、24192.168.6.0/24router d图5-1-1使用有类网络方案二例：设如下拓扑，三个路由器之间为点对点互联，每个lan中要求容纳50台主机。设计方案二：使用单一子网划分用单一的子网掩码：192.168.1.0/26router b255.255.255.192192.168.1.128/26（每个子网可容纳62台主机）router arouter c结果：占用了2个192.168.2.0/26c类网段router d192.168.1.64/26192.168.1.192/26192.168.2.64/26使用vlsm的ip寻址设计例：设如下拓扑，三个路由器之间为点对点互联，每个

21、lan中要求容纳50台主机。设计方案三：使用vlsm划分192.168.1.0/26用了两种子网掩码： 192.168.1.192/30router b255.255.255.192192.168.1.196/30（每个子网可容192.168.1.64/26纳62台主机）和router arouter c255.255.255.252192.168.1.200/30192.168.1.128/26（每个子网可容纳2台主机）router d结果：占用了1个c类网段备注：路由器的作用就是用来链接不同网段的，在交换机上不同的网段是无法通讯的，这时就需要路由器进行转发，因此路由器的 端口之间必须在一个

22、网段vlsm规划步骤在网络拓扑图中找出区域中最大的网段（连接最多数量主机的网段）。为此最大网段找出合适的子网掩码。并记下满足子网掩码的子网号。对于更小的网段，选取一个新划分的子网，然后在其上应用一共不同于原来子网掩码的更适合的新子网掩码（得到比原子网更小的子网）。并记下最新子网化的子网号。重复第步，进行更小网段的划分，直至所有网段规划完毕。vlsm规划原则 使用vlsm对一个子网化的子网作进一步的子网划分，可以产生极为高效的ip寻址方案。 在无类的网络规划中，必要时可以使用主机号全0的子网（必须用专用指令声明）。 但是，在做高效的ip规划时，仍需要为每个子网预留空间，以备将来网络增长之用。例如

23、：某网络目前有30台主机，则可以为其使用/27的网络前缀（子网掩码255.255.255.224），此子网刚好可容纳30台主机。如果此网络很长时间内主机数不可能增多并且可用于自主规划的ip地址块很有限，则此种规划是可行的。但如果此网络在未来主机数必然扩张，则将导致必须对部分子网重新规划，对现有已规划的网络来说这可能产生巨大的工作量。vlsm规划案例1例1：已获得一个c类地址192.168.2.0/24，用于对下面14个网络使用vlsmrouter a进行ip规划。lan a 30台主机router blan b 30台主机router clan c 30台主机wan d 2台主机router

24、dlan d 30台主机中心路由器router elan e 30台主机图5-1-4 例1拓扑结构router flan f 30台主机router glan g 30台主机vlsm规划案例1答案解：先作出最大子网段的ip规划： 网络拓扑图中最大的子网段需要为30台主机提供ip地址。 为此最大网段找出合适的子网掩码。可使用cidr网络前缀 /27 （子网掩码255.255.255.224），此种子网占用32个ip，可以提供30个主机ip空间。即：192.168.2.0/24被划分为8个子网：192.168.2.0/27192.168.2.32/27192.168.2.64/27192.168.

25、2.96/27192.168.2.128/27192.168.2.160/27192.168.2.192/27192.168.2.224/27vlsm规划案例1答案续中心路由器到各路由器的子网段因为是点对点链路，每网段只有2台主机。所以在上面8个能容纳30台主机的子网中选取一个划分新的更小的子网。选择 192.168.2.224/27，使用cidr网络前缀 /30（子网掩码255.255.255.252）将其划为8个更小的子网，每个子网占用4个ip地址，可提供2台主机的容量。即：192.168.2.224/27被划分为8个子网：192.168.2.224/30192.168.2.228/301

26、92.168.2.232/30192.168.2.236/30192.168.2.240/30192.168.2.244/30192.168.2.248/30192.168.2.252/30vlsm规划例1192.168.2.0/24192.168.2.0/27用于lan a192.168.2.32/27用于lan b192.168.2.64/27用于lan c192.168.2.96/27用于lan d192.168.2.128/27 用于lan e192.168.2.160/27 用于lan f192.168.2.192/27 用于lan g192.168.2.224/27在此例子中，使用

27、了2个子网掩码划分了15个子网： /27 255.255.255.224 /30 255.255.255.252192.168.2.224/30 用于wan a192.168.2.224/30 用于wan b192.168.2.224/30 用于wan c192.168.2.224/30 用于wan d192.168.2.224/30 用于wan e192.168.2.224/30 用于wan f192.168.2.224/30 用于wan g192.168.2.224/30 没有使用 40结果ip规划结果：c类地址192.168.2.0/24被使用vlsm划分为15个子网络，其中router

28、 a192.168.2.0/27192.168.2.252/30router b没有被使用。192.168.2.32/27router c192.168.2.64/27192.168.2.236/30router d192.168.2.96/27中心路由器router e192.168.2.128/27router f192.168.2.160/27router g192.168.2.192/27vlsm规划例2例2：已获得一个c类地址192.168.3.0/24，用于对下面7个网络使用vlsmrouter alan a进行ip规划。30台主机wan 16台主机骨干网wan 2router b

29、lan b100台主机6台主机30台主机中心路由器wan 36台主机router clan c30台主机图5-1-6 例2 拓扑结构vlsm规划例2解：先作出最大子网段的ip规划： 网络拓扑图中最大的子网段骨干网需要为100台主机提供ip地址。为此最大网段找出合适的子网掩码。可使用cidr网络前缀 /25 （子网掩码255.255.255.128），此种子网占用128个ip，可以提供126个主机ip空间。即：192.168.3.0/24被划分为2个子网：192.168.3.0/25用于需要100台主机容量的骨干网192.168.3.128/25用于进一步子网划分43vlsm规划例2下面考虑第二大的子网：lan a、lan b和lan c，每网段要容纳30台主机。所以在上面2个能容纳126台主机的子网中选取一个划分新的更小子网。选择192.168.3.128/25 ，使用cidr网络前缀 /27（子网掩码255.255.255.224）将其划为4个更