黄朋 IP地址(新).

1、第九课第九课 IP IP地址地址 引入 IP地址是基于TCP/IP通讯的最基本的要素。 为对某一网段地址进行有效的使用，我们 采用子网划分。 学习目标学习目标 n IP地址有什么功能？ n IP地址有哪些分类？ n 子网掩码有什么功能？ n IP地址有哪些使用规则？ n 为什么进行子网划分，如何进行子网划分？ 学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够： 知识重、难点分析 o重点： n IP地址的组成、结构、分类 n 子网掩码的功能 n IP地址的使用规则 n 子网划分 o难点： n IP地址的使用规则 n 子网划分 p 地址是网络设备和主机的标识，网络中存在两种寻址方 法： n MA

2、CMAC地址：地址： 是设备的物理地址，位于OSI参考模型的第2层，全网唯 一标识，无级地址结构（一维地址空间），固化在硬件中 ，寻址能力仅限在一个物理子网中。 n IPIP地址：地址： 是设备的逻辑地址，位于OSI参考模型的第3层，全网唯 一标识，分级地址结构（多维地址空间），由软件设定， 具有很大的灵活性，可在全网范围内寻址。 网络中的两种寻址方法网络中的两种寻址方法 MACMAC地址地址 IPIP地址地址 p IPIP地址的组成：地址的组成： IP地址长度： 32bits（4个字节），组成: n 网络地址（Network ID） 标识主机所在的网络 n 主机地址（Host ID） 标识在

3、该网络上的主机 IP地址的格式 网络地址 主机地址 32Bits 8Bits8Bits8Bits8Bits IP地址的格式 202 . 112 . 0 . 36202 . 112 . 0 . 36 11001010 0111000 00000000 00100110 p IPIP地址的表示地址的表示: : 每个字节以十进制数表示，4个十进制数 之间用小数点区分。 IP地址的表示法 十进制和二进制的转换 10000000=128 11000000=192 11100000=224 11110000=240 11111000=248 11111100=252 11111110=254 111111

4、11=255 128 6432168421 IPIP地址的定义地址的定义 o所有的所有的IP地址都由国际组织地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有）负责统一分配，目前全世界共有 三个这样的网络信息中心：三个这样的网络信息中心： nINTERNIC：负责美国及其它地区 nRIPE-NIC：负责欧洲地区 nAPNIC：负责亚太地区，总部设在日本东京大学。 IP地址的五种类型 32bit A类 B类 C类 D类 E类 0net-idhost-id 10net-idhost-id 110 1110 11110 组播地址 保留为今后使用

5、 net-idhost-id net-id:网络号host-id:主机号 IPIP地址的分类地址的分类 分 类 首字节 开始位 首字节数 值范围 网络地址格式 最大网 络个数 每个网络最 多主机个数 A0 0 01 12 27 7网络.主机.主机.主机1 12 27 7 1 16 6 7 77 77 7 2 21 14 4 B101 12 28 81 19 91 1网络.网络.主机.主机1 16 6 3 38 84 46 65 5 5 53 34 4 C1101 19 92 22 22 23 3网络.网络.网络.主机 2 2 0 09 97 7 1 15 52 22 25 54 4 D1110

6、2 22 24 42 23 39 9用于多播(Multicast)，不再分配 E11112 24 40 02 25 55 5用于实验用，不再分配 0 xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx o地址范围： 00000001.00000000.00000000.00000000 01111111.11111111.11111111.11111111，但 网络号127为系统保留地址，所以为 1.0.0.0126.255.255.255。 A类地址 10 xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx o地址范围： 10000000.00000000.

7、0.0 10111111.111111. 111111. 111111 即128.0.0.0-191.255.255.255 B类地址 110 xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx. xxxxxxxx o地址范围： 11000000.00000000.00000000.00000000 11011111.111111.11111111.11111111，即 192.0.0.0-223.255.255.255 C类地址 D类地址 1110 xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx o地址范围： 11100000.00000000.0.0 11101111.1111

8、11.11111111.11111111 即：224.0.0.0239.255.255.255 E类地址 11110 xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx o地址范围： 11110000.00000000.0.0- 11110111.11111111.11111111.11111111 即：240.0.0.0-255.255.255.255 o网络地址：网络地址： n主机标识位全部为0的地址从不分配给单个主机， 而是作为网络本身的标识。 n例如：主机 212.111.44.136所在网络的网络地 址为 212.111.44.0。 网络地址 00000000 主机地址

9、特殊特殊IPIP地址地址 Broadcast Addresses 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.3.255 (Directed Broadcast) 255.255.255.255 (Local Network Broadcast) 172.16.255.255 (All Subnets Broadcast) o直接广播地址直接广播地址: n主机标识位全部为1的地址从不分配给单个主机， 而是作为同网络的广播地址，例如：主机 212.111.44.136所在网络的广播地址为 212.111.44.255。 n一台主机可以用直

10、接广播地址向任何指定的网络 直接广播它的分组报文，即使发送和接站点不在 同一个子网内，也可以用广播地址向某个子网上 所有的主机广播信息。每台主机和路由器等设备 都会接收和处理目的地址为本网广播地址的分组 报文。 11111111网络地址 特殊特殊IPIP地址地址 Broadcast Addresses 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.3.255 (Directed Broadcast) 255.255.255.255 (Local Network Broadcast) 172.16.255.255 (All Subnets

11、Broadcast) o子网广播地址子网广播地址: n主机标识位全部为1，有特定子网号的地址。 n例如：目的子网掩码为255.255.255.0, IP地址 为192.168.1.255就是一个子网广播地址 。 特殊特殊IPIP地址地址 Broadcast Addresses 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.3.255 (Directed Broadcast) 255.255.255.255 (Local Network Broadcast) 172.16.255.255 (All Subnets Broadcast) o全

12、子网广播地址：全子网广播地址： n子网标识位和主机标识位全部为1。 n例如：目的子网掩码为255.255.0.0, IP地址为128. 1. 255. 255就是一个全子网广播地址 。 特殊特殊IPIP地址地址 Broadcast Addresses 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.3.255 (Directed Broadcast) 255.255.255.255 (Local Network Broadcast) 172.16.255.255 (All Subnets Broadcast) 00000000 000000

13、00 00000000 00000000 全0地址表示本主机，不可作为有效目的地址使用。 （3） （4） 11111111 11111111 11111111 11111111 有限广播地址(limited broadcast address) 不可作为源主机地址 有限广播地址 = 32个比特为全1 如：255.255.255.255 有限广播地址被用做在本网络内部广播，主机在不知道自己的网络 地址的情况下，使有限广播地址也可以向本子网上所有的其它主机 发送消息。 网络地址部分全0表示本网的某台主机，不可作为有效目的地址使 用。 （5） 主机地址 00000000 00000000 00000

14、000 特殊特殊IPIP地址地址 01111111 XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX 回送地址(loopback address)（A类地址） 任何一个以数字127开头的IP地址 如： 127.any.any.any 127.0.0.1 任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议 软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返 回给本主机。 不可作为有效地址出现在网络上。 问题:当网络地址部分=全1时，该地址是否有效？ （6） 主机地址 11111111 11111111 11111111 特殊特殊IPIP地址地址 特殊用途的IP地址 o受限广播地址受限广播地址 (

15、255.255.255.255) (255.255.255.255) n有限广播地址被用在本网络内部广播，这样的数 据报仅出现在本地网络中，所有路由器不转发该 目的地址的数据报，主机在不知道自己的网络地 址的情况下，使有限广播地址也可以向本子网上 所有的其它主机发送消息。 Broadcast Addresses 172.16.1.0 172.16.2.0 172.16.3.0 172.16.4.0 172.16.3.255 (Directed Broadcast) 255.255.255.255 (Local Network Broadcast) 172.16.255.255 (All Sub

16、nets Broadcast) net-idhost-id源地址使源地址使 用用 目的地址使目的地址使 用用 代表的意思代表的意思 00可以可以不可不可系统启动时，用来指定本系统启动时，用来指定本 网络上的本地主机网络上的本地主机 0Host- id 可以可以不可不可系统启动时，系统启动时，用来指定当用来指定当 前网络上的目的主机前网络上的目的主机 全全1全全1不可不可可以可以在当前网络上的所有节点在当前网络上的所有节点 进行广播进行广播(各路由器均不各路由器均不 转发转发) net-id全全1不可不可可以可以对指定网络上的所有节点对指定网络上的所有节点 广播广播 127任何数任何数可以可以不

17、可不可回送地址，用作本地软件回送地址，用作本地软件 回送测试回送测试(loop back test) 之用，不在网上传输之用，不在网上传输 特殊特殊IPIP地址地址 公共和私有公共和私有IPIP地址地址 o公共地址（Public Address） n在一个公共性网络上传输数据，必须使用公共地址， 这些地址在网上是唯一的。 n如Internet上，需向ISP申请分配公共地址，各ISP都 要从更上一层的地址注册机构申请。 o私有地址（Private Address） n不能直接与Internet连接的地址，解决公共地址短缺 的问题，RFC 1918规定了3种私有地址： n1个A类地址：10.0.0

18、.0 n16个B类地址：172.16.0.0到172.31.0.0 n256个C类地址：192.168.0.0到192.168.255.0 n内部网使用，通过代理（Proxy）或网络地址翻译 （Network Address Translation）等系统将私有地址 转换成公共地址，从而连接到Internet。 IP地址使用原则 主机号主机号 不能全为不能全为1和全为和全为 0，全为，全为1时表示广播时表示广播 网络号网络号 不能全为不能全为 1和全为和全为0 网络号在网络号在INTERNET中网络号是唯一中网络号是唯一 主机号主机号 对于本地网络中对于本地网络中 来说是唯一来说是唯一 10.

19、0.0.0/8、172.16.0.0/16-172.31.0.0/16、192.168.0.0/16为私有地址为私有地址 255.255.255.255表示广播地址表示广播地址 掩码技术的提出 o在主机之间通信的情况有在主机之间通信的情况有 n同一个网络中，两台主机之间相互通信 n在不同网络中，两台主机之间相互通信 o区分这两种情况区分这两种情况 n获取远程主机IP地址的网络地址 n判断结果： o如果源主机所在的网络地址等于目的主机所在网络地 址，则为相同网络主机之间的通信。 o如果源主机所在的网络地址不等于目的主机所在网络 地址，则为不同网络主机之间的通信。 n问题是如何获得一个主机IP地址

20、的网络地址信息，这就需 要借助于掩码(NetMask) 。 o功能：功能： n 区分IP地址的网络ID和主机ID。用连续的“1”表示IP地址 网络ID，用连续的“0”表示主机ID，如： 11111111.11111111.11111111.00000000,我们平时使用时用 255.255.255.0进行表示。 n 区分是本地主机还是远程主机，本地主机发送不经过路由 器，若是远程主机则将请求发送到路由器。 o说明：子网掩码的简写形式：在IP地址后面加上“/n”，n 为子网掩码中“1”的位数，如192.168.0.1/24。 子网掩码 子网掩码的提出 172.16.2.200 172.16.2.

21、2 172.16.2.160 172.16.2.1 172.16.3.5 172.16.3.100 172.16.3.150 172.16.3.1 E0 E1 172.162160 NetworkHost . NetworkInterface 172.16.2.0 172.16.3.0 E0 E1 New Routing Table Subnet 缺省掩码 oA类地址 255.0.0.0 oB类地址 255.255.0.0 oC类地址 255.255.255.0 掩码的计算 16 NetworkHost 17200 10101100 11111111 10101100 00010000 111

22、11111 00010000 00000000 00000000 10100000 00000000 00000000 缺省时,并不使用子网 00000010172.16.2.160 255.255.0.0 Network Number 子网 子网子网 1子网子网 2 192.168.1.0192.168.3.0 192.168.1.100192.168.2.101 192.168.2.100192.168.3.100 192.168.2.0 IP 地址地址 Host ID Network ID 子网 分配网络 ID 10.0.0.0192.168.2.0172.16.0.0 分配主机 ID

23、172.16. 0.12 172.16. 0.11 172.16. 0.10 10.0.0.12 10.0.0.11 10.0.0.10 192.168.2.11 192.168.2.10 192.168.2.1 10.0.0.1172.16. 0.1 10.0.0.0192.168.2.0172.16.0.0 n将网络进一步划分成独立的组成部分，每个部分称为这 个网络（或者更高一级子网）的子网。子网的设计是为 了便于网络的管理。 n对于A类和B类的地址可以把一个大网划分成几个子网， 每个子网可以对应一个地理范围或者区域，每个子网也 可以对应一种不同的物理介质。 n划分子网以后，每个子网看起来

24、象一个独立的网络。而 对于远程网络而言，子网是透明的。 子网划分 o根据地理分布特点划分子网根据地理分布特点划分子网 n易于组网技术的实现 n节约经费 o根据网络应用特点划分根据网络应用特点划分 n将共享相同网络资源的主机划分成一个子网，可减 少子网间的网络传输流量，提高网络性能。 n将具有相同安全密级程度的主机划分为同一个子网， 保障系统的安全。 子网划分 划分子网的方法 o原则原则： 将主机号借给网络号，作为子网号使用。 o公式：公式： n划分子网的个数：2n-2 ，n是网络位向主机位所借 的位数。 n每个子网的主机数：2m-2 ,m是借位后所剩的主机位 数。 划分子网举例1 16 Net

25、workHost 172.16.2.160 255.255.255.0 17220 10101100 11111111 10101100 00010000 11111111 00010000 11111111 00000010 10100000 00000000 00000000 00000010 Subnet Network Number 128 192 224 240 248 252 254 255 划分子网举例2 NetworkHost 172.16.2.160 255.255.255.192 10101100 11111111 10101100 00010000 11111111 00

26、010000 11111111 00000010 10100000 11000000 10000000 00000010 Subnet 161722128 Network Number 128 192 224 240 248 252 254 255 128 192 224 240 248 252 254 255 C类地址的子网设计 o 某公司组建在合肥设立总公司，在北京、 上海分别设立了分公司，在三地都已组建了 局域网，计算机都在10台以下。今申请了一 段202.162.0.0/24网段的地址，如何确保 三地的局域网内的计算机能够通信，局域网 之间的计算机也能够通信？ 子网划分举例 划分原则：

27、 一个C类地址子网划分可借位数在2-6位之间。 每种子网划分方案中有2个子网地址不可分配（子网地址=全0，子网地址=全1） 每个子网中至少有2个主机地址不可分配，（主机地址 = 全0，主机地址 = 全1） 例：3个子网，需借3位，共有23-2 = 6个有效子网 每个子网中最多可有25-2 = 30台主机地址 xxx xxxxx 网络地址 C类地址 子网地址 主机地址 000 001 010 011 100 101 110 111 6个有效子网地址 子网地址1 子网地址2 子网地址3 11111111 11111111 11111111 111 00000子网掩码 255.255.255.224

28、 或用27个1表示 子网划分举例 采用子网地址结构后，3个物理网段可以在同一个C类地址中进行IP地址分配， 大大地提高了地址的利用率。 子网地址1=001 202.120.1.32/27 202.120.1.33 202.120.1.34 202.120.1.35 202.120.1.36 子网地址2=010 202.120.1.64/27 202.120.1.65 202.120.1.66 202.120.1.67 202.120.1.97 子网地址3=011 202.120.1.96/27 202.120.1.98 202.120.1.99 路由器 不进行子网划分 网络网络131.108.

29、0.0 互联网互联网 一个一个B类地址表示的一个网段能容纳类地址表示的一个网段能容纳65000个主机地址个主机地址 进行划分子网 131.108.0.0 互联网互联网 131.108.1.0131.108.2.0 131.108.5.0 131.108.3.0 131.108.4.0 131.108.9.0 131.108.6.0 131.108.7.0 131.108.10.0 131.108.11.0 131.108.8.0 IP地址总结 10101100000100001010000000000010Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16

30、.2.160 255.255.255.192 1 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 00010000 1111111111111111 10100000 11000000 00000010Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 00010000 1111111111111111 10100000 11000000 00000010Host Mask Subnet Broadcast Las

31、t First 1 2 3 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 00010000 1111111111111111 10100000 11000000 10000000 00000010Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 3 4 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 00010000 1111111111111111 10100000 11000000 10000000 00000010 10111111 Host Mask

32、 Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 3 4 5 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 00010000 1111111111111111 10100000 11000000 10000000 00000010 10111111 10000001 Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 3 4 5 6 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 000

33、10000 1111111111111111 10100000 11000000 10000000 00000010 10111111 10000001 10111110 Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 3 4 5 6 7 161722160 IP地址总结 10101100 11111111 10101100 00010000 11111111 00010000 11111111 00000010 10100000 11000000 10000000 00000010 10101100

34、000100000000001010111111 101011000001000000000010 10000001 10101100000100000000001010111110 Host Mask Subnet Broadcast Last First 172.16.2.160 255.255.255.192 1 2 3 4 5 6 7 8 161722160 WAN 上海 北京 合肥 WAN 上海 网络号相同网络号相同,所以所以错误错误 北京 合肥 202.162.0.1 掩码：255.255.255.0 202.162.0.4 掩码：255.255.255.0 202.162.0.2

35、 掩码：255.255.255.0 202.162.0.3 掩码：255.255.255.0 网络号都是202.162.0.0 o原IP： 11001010.10100010.00000000.00000000 o 原掩码： 11111111.11111111.11111111.00000000 o 现IP： 11001010.10100010.00000000.00000000 o 现掩码： 11111111.11111111.11111111.11100000 o 即掩码： 255.255.255.224 子网号不能全为0和全为1 o11001010.10100010.00000000.0

36、0000000 o11001010.10100010.00000000.00100000 o11001010.10100010.00000000.01000000 o11001010.10100010.00000000.01100000 o11001010.10100010.00000000.10000000 o11001010.10100010.00000000.10100000 o11001010.10100010.00000000.11000000 o11001010.10100010.00000000.11100000 子网地址范围 o11001010.10100010.00000000.00100000 o11001010.10100010.00000000.00100001 o11001010.10100010.00000000.00111110 第一个IP 最后的IP o即：202.162.0.33 第一子网 o即：202.162.0.62 子网地址范围 o11001010.10100010.00000000.00100000 o11001010.10100