239理解网络中为什么采用IP地址

1、 通过本章的学习，理解网络中为什么采用通过本章的学习，理解网络中为什么采用 ipip地址、掌握地址、掌握ipip地址的组成以及子网划分的基地址的组成以及子网划分的基本规则。本规则。 第第8章章 ip地址地址 u 为什么采用为什么采用ipip地址？地址？ u ipip地址的层次结构和分类地址的层次结构和分类 u 如何进行子网划分如何进行子网划分 第第8章章 ip地址地址第第8章章 ip地址地址任务分解：为了解决以上问题，就需要首先了解如下内容：uip的概念、层次结构、分类。u子网划分的方法。uipv6的概念、表示方法。8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地

2、址第第8章章 ip地址地址8.1 ip地址地址3. ip3. ip地址分类地址分类8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用a 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用a 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用b 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用b 类

3、地址的主机号字段 host-id 为 2 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用c 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用c 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用d 类地址是多播地址 8.1 ip8.1 ip地址地址多 播 地 址保 留 为 今 后 使 用e 类地址保留为今后使用 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 a 126 (

4、27 2) 1 126 16,777,214 b 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 c 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 2548.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址1. 1. 网络地址网络地址用于表示网络本身，具有正常的网络号部分，主机id部分为全“0”的ip地址代表一个特定的网络，即作为网络标识之用，如102.0.0.0、137.1.0.0和197.10.1.0分别代表了一个a类、b类和c类网络。2. 2. 广播地址广播地址ip协议规定，主机id为全“1”的ip地址是保留给广播

5、用的。广播地址又分为两种：直接广播地址和有限广播地址。 8.1.3 保留保留ip地址地址8.1 ip地址地址（1 1）直接广播）直接广播 如果广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，那么称之为直接广播（directed broadcasting）地址。在ip互联网中，任意一台主机均可向其它网络进行直接广播。 例如 c类地址211.91.192.255就是一个直接广播地址。互联网上的一台主机如果使用该ip地址为数据报的目的ip地址，那么这个数据报同时发送到211.91.192.0网络上的所有主机。直接广播在发送前必须知道目的网络的网络号。8.1 ip地址地址（2 2）有限广播）有限广

6、播 32位全为“1”的ip地址（255.255.255.255）用于本网广播，该地址叫做有限广播（limited broadcasting）地址。有限广播将广播限制在最小的范围内。在主机不知道本机所处的网络时（如主机的启动过程中），只能采用有限广播方式，通常由无盘工作站启动时使用，希望从网络ip地址服务器处获得一个ip地址。 2. 2. 回送地址回送地址a类网络地址127.0.0.0是一个保留地址，也就是说任何一个以 127 开头的 ip地址（127.0.0.0127.255.255.255）是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机器进程间通信。这个ip地址叫做回送地址（loop back

7、address），最常见的表示形式为127.0.0.1。 8.1 ip地址地址3. 所有地址所有地址0.0.0.0代表所有的主机，路由器用0.0.0.0地址指定默认路由。 表8-1 特殊用途地址网络部分主机部分地址类型用途any全“0”网络地址代表一个网段any全“1”广播地址特殊网段的所有节点127any回环地址回环测试全“0”所有网络路由器指定默认路由全“1”广播地址本网段所有节点8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1.4 8.1.4 公有地址和私有地址公有地址和私有地址第第8章章 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1.5 8.1.5 子网

8、划分子网划分8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址net-id (24位)net-id (8位)host-id (24位)net-id (16位)1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 host-id (8位)host-id (16位)8.1

9、 ip地址地址第第8章章 ip地址地址3 3子网划分的方法子网划分的方法8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址 c类地址211.81.192.0划分8个子网示例子网的编号借来的子网位的二进制值子网地址子网广播地址主机位可能的二进制值（范围）（5位）子网主机十进制值的范围是否可用第0个子网000211.81.192.0211.81.192.310000011111031否第1个子网001211.81.192.32211.81.192.6300000111113263是第2个子网010211.81.192.64211.81.192.9500000111116495是第3个子网

10、011211.81.192.96211.81.192.127000001111196127是第4个子网100211.81.192.128211.81.192.1590000011111128159是第5个子网101211.81.192.160211.81.192.1910000011111160191是第6个子网110211.81.192.192211.81.192.2230000011111192223是8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址4. 4. 可变长子网掩码可变长子网掩码(vlsm) (vlsm) 在前面介绍的子网划分时，都使用了相同长度的子网掩码（这种设计被称为定长子网掩码（f

11、ixed-length subnet mask-flsm）设计。而在一些情况下为了最大限度地节省地址，会在不同网络中使用不同的掩码长度。如在一个一个网段中有30台主机，因此需保留5比特作主机位，所以子网掩码长度为27比特，而两个路由器之间的点到点的连接只需要两个ip地址，设置子网掩码30位，刚好可容纳两台主机。这样规划ip地址是最节省的方式，根据不同网段中的主机个数是用不同长度的子网掩码，这种设计方式被称为变长子网掩码（variable-length subnet mask-vlsm）设计。8.1 ip地址地址5. 无类别域间路由无类别域间路由cidr路由器的增多不但让路由表变大，增加查找的时

12、间，而且加大了数据处理转发的过程。 通过用通配掩码代替地址类别来判定地址的网络部分，无类别域间路由cidr(classless inter-domain routing)使路由器能够聚合或者归纳路由信息，并且因此可以缩小路由表的大小。换句话说，只用一个地址和掩码的组合就能表示到多个网络的路由。在地址连续下，路由器可以根据ip地址的前几位决定将数据发向目的地，以加快路由转发的处理过程。 8.1 ip地址地址超网和路由聚合实际上是同一过程的不同名称。当被聚合的网络是在共同管理控制之下时，更常用超网这个术语。超网和路由聚合实质上是子网划分的反面。超网就是将多个网络聚合起来，构成一个单一的、具有共同地

13、址前缀的网络。也就是说，把一块连续的c类地址空间模拟成一个单一的更大一些的地址空间，模拟一个b类地址。超网的合并过程为：首先获得一块连续的c类地址空间。然后从默认掩码（255.255.255.0）中删除位，从最右边的位开始，并一直向左边处理，直到它们的网络id一致为止。 8.1 ip地址地址下面以任务3为例来说明路由聚合的合并过程。假设已经获得了下列的16个c类网络地址：211.81.16.0211.81.17.0211.81.31.0这16个c类网地址分别是独立的c类网络，它们的默认掩码为255.255.255.0。通过从右向左删除位，可得它们相同的网络id为211.81.16.0。子网掩码

14、为255.255.240.0，过程如图8.7所示。 211.81.16.0 11010011 01010001 00010000 00000000211.81.17.0 11010011 01010000 00010001 00000000211.81.18.0 11010011 01010001 00010010 00000000211.81.31.0 11010011 01010001 00011111 00000000网络id为 11010011 01010001 0001xxxx xxxxxxxx 即211.81.16.0 图8.8.7 超网合并8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址

15、1.6 ip1.6 ip地址的规划与分配地址的规划与分配8.1 ip地址地址8.1 ip地址地址ipip地址的分配可以采用地址的分配可以采用静态分配静态分配和和动态分配动态分配两种方式两种方式: :（1 1）静态分配是指由网络管理员为用户指定一个固）静态分配是指由网络管理员为用户指定一个固定不变的定不变的ipip地址并手工配置到主机上；地址并手工配置到主机上；（2 2）动态分配则通常以客户机服务器模式通过动）动态分配则通常以客户机服务器模式通过动态主机控制协议态主机控制协议(dynamic host control protocol(dynamic host control protocol，

16、简，简称称dhcp)dhcp)来实现。来实现。8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2.1 ipv6 8.2.1 ipv6 地址表示方法地址表示方法其中其中,x,x代表十六进制数值代表十六进制数值, ,例如例如: :1254:dafe:45df:adbe:af24:bdf3:1210:eacd1254:dafe:45df:adbe:af24:bdf3:1210:eacdx x：x x：x x：x x：x x：x x：x x：x x128128位位8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2.

17、2 ipv68.2.2 ipv6前缀前缀8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址地址前缀 前缀分配状况及意义地址前缀 前缀分配状况及意义001 可聚集全球单播传送地址 0000 001 预留给nsap分配 010 基于运营商地址0000 010 未分配 011 未分配 0000 011 未分配 100 基于地理位置的地址1111 110 未分配 101 未分配 1111 1111 多播传送地址 110 未分配 0000 0000 保留 0001 未分配 0000 0001 未分配 1110 未分配 1111 1110 0 未分配 0000 1 未分配 1111 1110 10 本地链路地址

18、 1111 0 未分配 1111 1110 11 本地地区单播传送地址 1111 10 未分配 8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2.3 ipv68.2.3 ipv6地址类型地址类型8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址 3 13 8 24 16 64 bitsfptla idresnla idsla idinterface id图8.8 可聚合全球单播传送地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址 n bits （128n）bitssubnet prefix000000图8.9 任播地址结构8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址 8 4 8 112 bits11111111flagsscopgroup id图8.10 组播地址结构8.2 知识扩展：知识扩展：ipv6地址地址值值范围域范围域 值值范围域范围域 0保留 8