第3章(A) IP地址

1、1第3章(A) IP地址3.1 IP地址地址3.2 分类分类IP地址地址3.3 特殊特殊IP地址地址3.4 网络字节顺序与私有网络字节顺序与私有网络网络地址地址3.5 IP地地 址配置址配置3.6 子网及子网掩码子网及子网掩码3.7 超网超网3.8 无类地址无类地址2 3.1 IP地址地址n地址是标识对象所处位置的标识符地址是标识对象所处位置的标识符。传输中的信。传输中的信息带有源地址和目的地址，分别标识通信的源结息带有源地址和目的地址，分别标识通信的源结点和目的结点。点和目的结点。n不同的物理网络技术（底层网络技术）通常具有不同的物理网络技术（底层网络技术）通常具有不同的地址结构不同的地址结

2、构和和不同的地址长度不同的地址长度。n在一个物理网络中，每个结点都至少有一个机器可在一个物理网络中，每个结点都至少有一个机器可识别的地址，该地址叫作识别的地址，该地址叫作物理地址物理地址。物理地址又称。物理地址又称为为硬件地址硬件地址、MAC地址地址或或第二层地址第二层地址。n物理地址有两个特点物理地址有两个特点：不一致性和不唯一性。：不一致性和不唯一性。 在进行网络互联时首先要解决的问题是物理在进行网络互联时首先要解决的问题是物理网络网络地址的统一问题地址的统一问题。因特网因特网在网络层（在网络层（IP层）完成地址的统一工层）完成地址的统一工作作，将不同物理网络的地址统一到具有全球，将不同物

3、理网络的地址统一到具有全球惟一性的惟一性的IP地址地址上，上，IP层所用到的地址叫作层所用到的地址叫作因特网地址，又叫因特网地址，又叫IP地址。地址。 物物理理网网络络 B地地址址 物物理理网网络络 A地地址址 物物理理网网络络 N地地址址 互互联联网网地地址址IP 地地址址 图图 3-1 用用 IP 地地址址统统一一物物理理网网络络地地址址 网网络络接接口口层层 IP 层层 因特网沿用了因特网沿用了ARPANET的思想，仍然采用的思想，仍然采用层次型地址层次型地址。IP地址由网络号和主机号构成。地址由网络号和主机号构成。表示为：表示为： IP-address := , 网网络络号号 （Net

4、work-number） 主主机机号号（Host-number） 网络标识网络标识(网络号网络号)的长度决定整个因特网中能的长度决定整个因特网中能包含多少个网络。包含多少个网络。 主机标识主机标识(主机号主机号)的长度决定每个网络能容的长度决定每个网络能容纳多少台主机。纳多少台主机。5 IPv4地址长度地址长度为为32比特（比特（IPv6规定地址长度规定地址长度为为128比特）。比特）。 IPv4的的地址空间地址空间为为232，4 294 967 296个个IP地址。地址。 IP地址一般用地址一般用点分十进制数表示点分十进制数表示，也可以用，也可以用二进制二进制或或十六进制十六进制表示。表示。

5、返回返回6 3.2 分类分类IP地址地址 A类类： 图图 3-3 互互联联网网 IP地地址址类类别别 0 B类类： 10 C 类类： 110 D 类类： 1110 E类类： 1111 第第一一字字节节 第第二二字字节节 第第三三字字节节 第第四四字字节节 0127 第第一一字字节节取取值值 128191 192223 224239 240255 网网络络号号 主主机机号号 1 字字节节 3 字字节节 2 字字节节 2 字字节节 3 字字节节 1 字字节节 A类类 图图 3-4 互互联联网网 IP地地址址空空间间 50% E类类 D 类类 B 类类 C 类类 25% 12.5% 6.25% 6.

6、25% 231 230 229 228 228 A类地址类地址第一个字节的最高位固定为第一个字节的最高位固定为0，另外，另外7比特可比特可变的网络号可以标识变的网络号可以标识128个网络（个网络（0127），），0一般一般不用，不用，127用作环回地址。主机号为全用作环回地址。主机号为全0时用于表示时用于表示网络地址网络地址，主机号为全，主机号为全1时用于表示时用于表示广播地址广播地址，这两，这两个主机号不能用来标识主机。个主机号不能用来标识主机。A类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为0127。8B类地址类地址第一个字节的最高第一个字节的最高2比特固定为比特固定为10。

7、B类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为128191。C类地址类地址第一个字节的最高第一个字节的最高3比特固定为比特固定为110。C类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为192223。D类地址类地址用于组播（用于组播（multicasting），因此，），因此，D类类地址又称为组播地址。地址又称为组播地址。9D类地址的范围为类地址的范围为224.0.0.0239.255.255.255，每，每个地址对应一个组，发往某一组播地址的数据将个地址对应一个组，发往某一组播地址的数据将被该组中的所有成员接收。被该组中的所有成员接收。D类地址的第一个字类地址的第

8、一个字节的取值范围为节的取值范围为224239。有些。有些D类地址已经类地址已经分分配用于特殊用途。配用于特殊用途。E类地址类地址为为保留保留地址，可以用于地址，可以用于实验实验目的。目的。E类地址的范围类地址的范围: 240.0.0.0 255.255.255.254，E类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为240255。10表表3-1 各类网络地址块的示例各类网络地址块的示例类类别别起始地址起始地址结束地址结束地址网络地址网络地址主机地址范围主机地址范围广播地址广播地址A A类类86.0.0.086.0.0.086.255.255.25586.255.255.2558

9、6.0.0.086.0.0.086.0.0.186.0.0.186.255.255.25486.255.255.25486.255.255.25586.255.255.255B B类类188.6.0.0188.6.0.0188.6.255.255188.6.255.255188.6.0.0188.6.0.0188.6.0.1188.6.0.1188.6.255.254188.6.255.254188.6.255.255188.6.255.255C C类类206.8.2.0206.8.2.0206.8.2.255206.8.2.255206.8.2.0206.8.2.0206.8.2.1206.

10、8.2.1206.8.2.254206.8.2.254206.8.2.255206.8.2.255 每个网络都要占用两个每个网络都要占用两个IP地地址址，一个用于标识，一个用于标识网络，一个用于网络广播。每个网络使用该网网络，一个用于网络广播。每个网络使用该网络地址块的起始地址作为络地址块的起始地址作为网络地址网络地址，该地址仅，该地址仅作为网络的标识，主要用在网络路由中。网络作为网络的标识，主要用在网络路由中。网络地址块的结束地址被用作该网络的地址块的结束地址被用作该网络的广播地址广播地址。 在因特网的地址中包含了网络信息。当一个在因特网的地址中包含了网络信息。当一个路由器或网关连到多个网络

11、上时，路由器或网关连到多个网络上时，每个网络每个网络都会给路由器或网关分配一个都会给路由器或网关分配一个IP地址地址，每个，每个地址对应于一个物理连接。地址对应于一个物理连接。 因特网地址的本质因特网地址的本质是标识主机的网络连接。是标识主机的网络连接。图图3-5给出了多宿主设备的地址配置。给出了多宿主设备的地址配置。 图图 3-5 IP 地地址址标标识识网网络络连连接接 路路由由器器 203.16.22.0 203.16.21.0 203.16.20.0 多多宿宿主主主主机机 203.16.20.1 203.16.21.1 203.16.22.1 203.16.22.2 203.16.21.

12、2 返回返回123.3 特殊特殊IP地址地址 在在IP地址中有些地址并不是用来标识主机的，地址中有些地址并不是用来标识主机的，这些地址具有特殊意义。这些地址具有特殊意义。 特殊地址：特殊地址：网络地址网络地址直接广播地址直接广播地址有限广播地址有限广播地址本网络地址本网络地址环回地址环回地址131 1网络地址网络地址 因特网上的每个网络都有一个因特网上的每个网络都有一个IPIP地址，其主机号部地址，其主机号部分为分为“0”0”。 网络地址的一般表达式为：网络地址的一般表达式为：，=Network-=number，00 该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能该地址用于标识网络，不能分配给主

13、机，因此不能作为数据的源地址和目的地址。作为数据的源地址和目的地址。 142直接广播地址直接广播地址直接广播直接广播向某个网络上所有的主机发送报文。向某个网络上所有的主机发送报文。TCP/IP规定，主机号各位全部为规定，主机号各位全部为“1”的的IP地址用于广播，叫作广播地址。地址用于广播，叫作广播地址。直接广播直接广播地址的一般表达式为：地址的一般表达式为：，=, -1这里的这里的“-1”表示全表示全“1”。直接广播地址只能作为目的地址直接广播地址只能作为目的地址。153受限广播地址受限广播地址受限广播地址是在本网络内部进行广播的一种广受限广播地址是在本网络内部进行广播的一种广播地址播地址。

14、TCP/IP规定，规定，32比特全为比特全为“1”的的IP地址地址用于本网络内的广播。用于本网络内的广播。受限广播地址的受限广播地址的一般表达式一般表达式为：为：，=-1, -1其点分十进制表示为：其点分十进制表示为：255.255.255.255。 受限广播地址只能作为目的地址受限广播地址只能作为目的地址。 路由器隔离受限广播路由器隔离受限广播，因特网不支持全网络范围，因特网不支持全网络范围的广播。的广播。164本网络地址本网络地址本网络特定主机地址的一般表达式为：本网络特定主机地址的一般表达式为：，=0,Hostnumber 本网络特定主机地址只能作为目的地址本网络特定主机地址只能作为目的

15、地址。 本网络本主机地址本网络本主机地址的一般表达式为：的一般表达式为： ，=0, 0 本网络本主机地址的点分十进制表示为：本网络本主机地址的点分十进制表示为：0.0.0.0。 本网络本主机地址只能作为源地址本网络本主机地址只能作为源地址。17 5环回地址环回地址环回地址（环回地址（Loopback Address）是）是用于网络软用于网络软件测试以及本机进程之间通信件测试以及本机进程之间通信的特殊地址。的特殊地址。 A类网络地址类网络地址127.X.X.X被用作环回地址。被用作环回地址。环回地址的一般表达式为：环回地址的一般表达式为： ，=127, any习惯上采用习惯上采用127.0.0.

16、1作为环回地址，命名为作为环回地址，命名为localhost。18环回接口对环回接口对IP数据报的处理过程如图数据报的处理过程如图3-6所示。所示。 图图 3-6 环环 回回 接接 口口 对对 IP 数数 据据 报报 的的 处处 理理 IP 输输 出出 函函 数数 IP 输输 入入 函函 数数 放放 入入 IP 输输 入入 队队 列列 根根 据据 帧帧 类类 型型 进进 行行 分分 用用 地地 址址 解解 析析 目目 的的 IP 地地 址址 是是 广广 播播 地地 址址 /组组 播播 地地 址址 ？ 是是 目目 的的 IP 地地 址址 与与 本本 接接 口口 的的 IP 地地 址址 相相 同同

17、 ？ 否否 是是 否否 目目 的的 IP 地地 址址 是是 环环 回回 地地 址址 ？ 否否 是是 返回返回193.4.1 网络字节顺序网络字节顺序网络字节序与主机字节序网络字节序与主机字节序不同的不同的CPU有不同的字节序类型有不同的字节序类型 这些字节序是指整数在这些字节序是指整数在内存中保存的顺序内存中保存的顺序 这个叫做主机序这个叫做主机序 最常见的有两种最常见的有两种1 Little endian(小端点机小端点机)：将低序字节存储在起始地址：将低序字节存储在起始地址2 Big endian(大端点机大端点机)：将高序字节存储在起始地址：将高序字节存储在起始地址20LE little

18、-endiann符合人的思维的字节序 地址低位存储值的低位 地址高位存储值的高位 n怎么讲是最符合人的思维的字节序，是因为从人的第一观感来说 低位值小，就应该放在内存地址小的地方，也即内存地址低位 反之，高位值就应该放在内存地址大的地方，也即内存地址高位 21BE big-endiann最直观的字节序 地址低位存储值的高位 地址高位存储值的低位 n为什么说直观，不要考虑对应关系 只需要把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出 把值按照通常的高位到低位的顺序写出 两者对照，一个字节一个字节的填充进去 22n例子：在内存中双字0 x01020304(DWORD)的存储方式 内存地址 4000 40

19、01 4002 4003 LE 04 03 02 01 BE 01 02 03 04 23n例子：如果我们将0 x1234abcd写入到以0 x0000开始的内存中，则结果为 big-endian little-endian0 x0000 0 x12 0 xcd0 x0001 0 x23 0 xab0 x0002 0 xab 0 x340 x0003 0 xcd 0 x12x86系列CPU都是little-endian的字节序. 24n网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用

20、big endian排序方式。 25n为了进行转换 bsd socket提供了转换的函数 有下面四个htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序n网络与主机字节转换函数:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)n同样 在网络程序开发时 或是跨平台开发时 也应该注意保证只用一种字节序 不然两方的解释不一样就

21、会产生bug.26n2、不同的CPU上运行不同的操作系统，字节序也是不同的，参见下表。处理器 操作系统 字节排序Alpha 全部 Little endianHP-PA NT Little endianHP-PA UNIX Big endianIntelx86 全部 Little endian -x86系统是小端字节序系统Motorola680 x() 全部 Big endianMIPS NT Little endianMIPS UNIX Big endianPowerPC NT Little endianPowerPC 非NT Big endian -PPC系统是大端字节序系统RS/6000

22、UNIX Big endianSPARC UNIX Big endianIXP1200 ARM核心 全部 Little endian273.4 .2 私有网络地址私有网络地址n因特网地址分配机构为因特网地址分配机构为私有网络私有网络保留了三组保留了三组IP地址地址（RFC 1918），任何位于防火墙和代理服务器后），任何位于防火墙和代理服务器后面的私有网络都可以使用这三组地址。这三组保留面的私有网络都可以使用这三组地址。这三组保留地址如下：地址如下： A类：类：10.0.0.010.255.255.255 B类：类：172.16.0.0172.31.255.255 C类：类：192.168.0

23、.0192.168.255.255n节省大量的节省大量的IP地址，缓解地址，缓解IP地址不足的问题。地址不足的问题。n借助于代理服务器的网络地址转换（借助于代理服务器的网络地址转换（NAT）功能，）功能，隐藏私有网络的地址框架，保证私有网络的安全。隐藏私有网络的地址框架，保证私有网络的安全。返回返回283.5 IP地址配置地址配置n为了确保网络上的主机能够正常工作，在为主机配为了确保网络上的主机能够正常工作，在为主机配置置IP地址时，应遵守以下地址时，应遵守以下原则原则：同一物理网络上的所有主机应该采用相同的网络号；同一物理网络上的所有主机应该采用相同的网络号；在一个网络中主机号必须是惟一的；

24、在一个网络中主机号必须是惟一的；主机号不能为全主机号不能为全“1”(主机号为全主机号为全“1”是广播地址是广播地址)；主机号不能为全主机号不能为全“0”(主机号为全主机号为全“0”表示网络表示网络)；因特网上的网络号必须是惟一的；因特网上的网络号必须是惟一的；网络号不能为全网络号不能为全“1”；网络号不能为全网络号不能为全“0”(“0”表示一个本地网表示一个本地网)；网络号不能以网络号不能以127开头开头(127是环回地址是环回地址)。返回返回293.6 子网及子网掩码子网及子网掩码一个标准的一个标准的A类、类、B类和类和C类网络可以进一步划分类网络可以进一步划分为子网。为子网。子网划分技术能

25、够使单块网络地址横跨子网划分技术能够使单块网络地址横跨几个物理网络几个物理网络，这样路由器所连接的多个物理网，这样路由器所连接的多个物理网络可以是同属于一个网络的不同子网。络可以是同属于一个网络的不同子网。划分子网的原因划分子网的原因：（1）有效地利用地址空间。）有效地利用地址空间。（2）便于进行管理便于进行管理。（3）可以）可以隔离广播隔离广播和通信，减少网络拥塞。和通信，减少网络拥塞。（4）出于）出于安全安全方面的考虑。方面的考虑。（5）由于）由于历史的原因和应用的需要历史的原因和应用的需要。n划分子网的方法划分子网的方法是将是将IP地址的主机号部分划分成两地址的主机号部分划分成两部分，拿

26、出一部分来标识子网，另一部分仍然作为部分，拿出一部分来标识子网，另一部分仍然作为主机号。带子网标识的主机号。带子网标识的IP地址结构如图地址结构如图3-9所示。所示。n划分后划分后IP地址由地址由三部分三部分组成：网络号、子网号以及组成：网络号、子网号以及主机号。因此，主机号。因此，IP地址可以表示为：地址可以表示为： IP-address := ， 网网络络号号 （Network-number） 图图 3-9 带带子子网网的的 IP地地址址结结构构 主主机机号号（Host-number） 子子网网号号 （Subnet-number） 网网络络号号 （Network-number） 主主 机机

27、 号号（Host-number） n在划分子网后，我们如何知道网络号、子网在划分子网后，我们如何知道网络号、子网号以及主机号的长度呢？为此，号以及主机号的长度呢？为此，TCP/IP采用采用了了子网掩码子网掩码。n子网掩码子网掩码是一个是一个32位的二进制数字，指定了位的二进制数字，指定了子网标识和主机号的子网标识和主机号的分界点分界点。子网掩码中对。子网掩码中对应于网络号和子网号的所有比特都被设为应于网络号和子网号的所有比特都被设为1，而对应于主机号的所有比特都被设为而对应于主机号的所有比特都被设为0。TCP/IP协议使用子网掩码判断目的主机是位协议使用子网掩码判断目的主机是位于本地子网，还是

28、位于远程子网。于本地子网，还是位于远程子网。n获得子网地址的方法是将子网掩码和获得子网地址的方法是将子网掩码和IP地址地址进行按位进行按位“与与”运算。运算。n究竟拿出多少比特作为子网号来标识子网，取决究竟拿出多少比特作为子网号来标识子网，取决于子网的数量和子网的规模。于子网的数量和子网的规模。n各类网络的主机号的比特数用各类网络的主机号的比特数用p表示，如果从表示，如果从p比比特主机号中拿出特主机号中拿出m比特来划分子网，则剩下比特来划分子网，则剩下n=p-m比特用于标识主机。比特用于标识主机。nm比特可以标识比特可以标识2m个子网，但一般不建议使用个子网，但一般不建议使用m比特子网号为全比

29、特子网号为全“0”和全和全“1”的子网，原因是有的子网，原因是有些路由协议并不同时发布网络地址和子网掩码。些路由协议并不同时发布网络地址和子网掩码。这样，这样，m比特实际可以划分比特实际可以划分2m-2个可用的子网。个可用的子网。nn比特可以标识比特可以标识2n台主机，但台主机，但n比特为全比特为全“0”时用时用于标识子网，为全于标识子网，为全“1”时用于表示子网广播地址。时用于表示子网广播地址。这样，这样，n比特主机号实际可以标识比特主机号实际可以标识2n-2台主机。台主机。通常规划一个网络时划分子网的通常规划一个网络时划分子网的步骤步骤如下：如下：（1）确定需要多少个子网号来惟一标识每一）

30、确定需要多少个子网号来惟一标识每一个子网。个子网。（2）确定需要多少个主机号来标识每个物理）确定需要多少个主机号来标识每个物理网络网络 (子网子网)上的每台主机。上的每台主机。（3）综合考虑子网数和子网中的主机数后，）综合考虑子网数和子网中的主机数后，确定一个符合要求的子网掩码。确定一个符合要求的子网掩码。（4）确定标识每个子网的网络号。）确定标识每个子网的网络号。（5）确定每个子网上可以使用的主机号的范）确定每个子网上可以使用的主机号的范围。围。n例：假设已经得到一个例：假设已经得到一个B类网络地址类网络地址160.46.0.0。要求把整个网络划分成。要求把整个网络划分成18个不个不同的子网

31、，该网络的最大的段要求同的子网，该网络的最大的段要求1800个可个可供主机寻址的地址。供主机寻址的地址。想要提供想要提供18个子网，必须占用主机地址的个子网，必须占用主机地址的5比特。除去子网号为全比特。除去子网号为全“0”和全和全“1”的子网的子网外，外，5比特可以提供比特可以提供30个可用的子网（个可用的子网（25-2=30）。这样，子网掩码为：）。这样，子网掩码为：255.255.248.0。每个子网可以容纳的主机。每个子网可以容纳的主机数为数为211-2=2046，可以满足要求。表，可以满足要求。表3-3给出给出了各个子网的地址、子网中主机了各个子网的地址、子网中主机IP地址的范地址的

32、范围以及子网的直接广播地址。围以及子网的直接广播地址。35表表3 3- -3 3 1 16 60 0. .4 46 6. .0 0. .0 0的的3 32 2个个 子子 网网 划划 分分 子子 网网 地地 址址 开开 始始 地地 址址 结结 束束 地地 址址 广广 播播 地地 址址 160.46.0.0 n/a n/a n/a 160.46.8.0 160.46.8.1 160.46.15.254 160.46.15.255 160.46.16.0 160.46.16.1 160.46.23.254 160.46.23.255 160.46.24.0 160.46.24.1 160.46.31

33、.254 160.46.31.255 160.46.32.0 160.46.32.1 160.46.39.254 160.46.39.255 160.46.240.0 160.46.240.1 160.46.247.254 160.46.247.255 160.46.248.0 n/a n/a n/a A类网络的默认掩码类网络的默认掩码（Default mask）：255.0.0.0B类网络的默认掩码：类网络的默认掩码：255.255.0.0C类网络的默认掩码：类网络的默认掩码：255.255.255.0。n引入子网概念后，由于路由器对广播的隔离作引入子网概念后，由于路由器对广播的隔离作用，受

34、限广播数据被限制在子网中。用，受限广播数据被限制在子网中。n针对某一子网的直接广播针对某一子网的直接广播可以表示为：可以表示为：，= , , -1n针对某一网络内所有子网的直接广播针对某一网络内所有子网的直接广播可以表示可以表示为：为：，= , -1, -1n在上面所讨论的子网划分中，在上面所讨论的子网划分中，各个子网的地址空间各个子网的地址空间是一样大是一样大，各个子网的掩码也是一样的。，各个子网的掩码也是一样的。n为了为了提高地址空间的利用率提高地址空间的利用率，需要将子网进行进一，需要将子网进行进一步的划分，从主机号中再拿出一些比特来划分子网，步的划分，从主机号中再拿出一些比特来划分子网

35、，这就使得在一个网络中有多个这就使得在一个网络中有多个不不同规模的子网同规模的子网，每，每个子网都有其惟一的子网掩码，这便是个子网都有其惟一的子网掩码，这便是可变长子网可变长子网掩码掩码VLSM（Variable-Length Subnet Mask）。）。n可变长子网掩码要求路由器支持子网掩码和路由信可变长子网掩码要求路由器支持子网掩码和路由信息的同时发布。息的同时发布。当系统中的所有路由协议都支持子当系统中的所有路由协议都支持子网掩码和路由信息的同时发布时，不仅可以使用可网掩码和路由信息的同时发布时，不仅可以使用可变长子网掩码，全变长子网掩码，全“0”的子网号和全的子网号和全“1”的子网号

36、的子网号也可以使用。也可以使用。 返回返回3.7 超网超网n利用利用超网技术，可以将超网技术，可以将C类网络地址块合并为一个类网络地址块合并为一个大的地址块大的地址块。理论上，也可以将多个。理论上，也可以将多个B类地址块合类地址块合并为一个更大的地址块。并为一个更大的地址块。n超网技术使用与子网技术正好相反的方法，如图超网技术使用与子网技术正好相反的方法，如图3-11所示，构造超网时，所示，构造超网时，从网络号中拿出一些比特和从网络号中拿出一些比特和主机号拼接在一起形成新的主机号主机号拼接在一起形成新的主机号。 超网号（超网号（Supernet-number） 图图 3-11 超网的超网的 I

37、P 地址结构地址结构 主机号（主机号（Host-number） 网络号 （网络号 （Network-number） 主主 机机 号（号（Host-number） m 位位 l 和子网的划分类似，超网通过和子网的划分类似，超网通过超网掩码超网掩码来来指定超网号和主机号的分界点。超网掩码指定超网号和主机号的分界点。超网掩码中对应于超网号的所有比特都被设为中对应于超网号的所有比特都被设为1，而，而对应于主机号的所有比特都被设为对应于主机号的所有比特都被设为0。l与子网划分不同的是，与子网划分不同的是，子网划分是通过增子网划分是通过增加掩码中加掩码中“1”的位数来实现的，而超网划的位数来实现的，而超网

38、划分是通过减少掩码中分是通过减少掩码中“1”的位数来实现的的位数来实现的。获得超网地址的方法也是将超网掩码和获得超网地址的方法也是将超网掩码和IP地址进行按位地址进行按位“与与”运算。运算。返回返回n在构造超网时，须在构造超网时，须注意注意以下以下3点：点：（1）构造超网的地址块必须连续。）构造超网的地址块必须连续。（2）待合并的地址块的数量必须是）待合并的地址块的数量必须是2m（m=1，2，）。）。（3）被合并的）被合并的C类网络的第一个地址块的地类网络的第一个地址块的地址中的第三字节的值必须是待合并的地址址中的第三字节的值必须是待合并的地址块的整数倍。块的整数倍。41n例如，可以将下列8个

39、C类地址块合并为一个超网n192.168.168.0 192.168.169.0 192.168.170.0 192.168.171.0 192.168.172.0 192.168.173.0 192.168.174.0 192.168.175.0423.8 无类地址无类地址n通过前面对子网和超网的介绍，我们看到利通过前面对子网和超网的介绍，我们看到利用掩码中用掩码中“1”的位数的增加或减少可以方便的位数的增加或减少可以方便地控制网络的规模。在实际应用中许多单位地控制网络的规模。在实际应用中许多单位都只需要很少的都只需要很少的IP地址，地址，为了方便为了方便IP地址的地址的分配和提高分配和提高

40、IP地址的利用率地址的利用率，1996年因特网年因特网组织机构发布了无类别域间路由组织机构发布了无类别域间路由CIDR （Classless Interdomain Routing）。）。nCIDR去掉了去掉了A类地址、类地址、B类地址和类地址和C类地址类地址的概念，采用了无类地址的概念，不再由地的概念，采用了无类地址的概念，不再由地址的前几个比特来预先定义网络类别。每一址的前几个比特来预先定义网络类别。每一个地址仅仅包含网络号部分和主机号部分。个地址仅仅包含网络号部分和主机号部分。整个整个IP地址空间被分割为一些不同大小的块。地址空间被分割为一些不同大小的块。每一块对应一个物理网络。每一块对

41、应一个物理网络。n对每个无类地址块的对每个无类地址块的要求要求：地址块由：地址块由2m个连个连续的续的IP地址构成，地址块的起始地址必须是地址构成，地址块的起始地址必须是能够被能够被2m整除的地址。整除的地址。n注意注意：由于：由于IP地址地址X.Y.Z.0一定是一定是28的整数倍，的整数倍，X.Y.0.0一定是一定是216的整数倍，的整数倍，X.0.0.0一定是一定是224的整的整数倍，因此我们在考察起始地址是否合法时，可以数倍，因此我们在考察起始地址是否合法时，可以简化计算过程。简化计算过程。n当地址块中的地址数小于当地址块中的地址数小于28时，只需要考察起始地时，只需要考察起始地址的最后

42、一个字节是否可以被址的最后一个字节是否可以被2m整除；整除；n当地址块中的地址数小于当地址块中的地址数小于216时，只需要考察起始地时，只需要考察起始地址的最后两个字节是否可以被址的最后两个字节是否可以被2m整除；整除；n当地址块中的地址数小于当地址块中的地址数小于224时，只需要考察起始地时，只需要考察起始地址的后三个字节是否可以被址的后三个字节是否可以被2m整除即可。整除即可。45n无类地址也是利用掩码来划分网络号和主无类地址也是利用掩码来划分网络号和主机号的界线。只要给出了起始地址和掩码，机号的界线。只要给出了起始地址和掩码，就可以确定整个地址块。就可以确定整个地址块。n例如，起始地址为

43、例如，起始地址为10.126.60.40，掩码为，掩码为255.255.255.248的地址块所对应的地址范的地址块所对应的地址范围是围是10.126.60.4010.126.60.47。同样，该。同样，该地址范围的第一个地址作为网络地址，最地址范围的第一个地址作为网络地址，最后一个地址作为直接广播地址后一个地址作为直接广播地址。46n掩码的点分十进制数表示较复杂，在无类地掩码的点分十进制数表示较复杂，在无类地址中常采用的一种表示法是址中常采用的一种表示法是斜线表示法斜线表示法（Slash Notation）。斜线表示法将）。斜线表示法将地址和地址和掩码一起表示掩码一起表示出来，其格式为：出来

44、，其格式为：W.X.Y.Z/n。斜线前面是斜线前面是IP地址，斜线后面是前缀长度。地址，斜线后面是前缀长度。这里的前缀是指这里的前缀是指IP地址中的网络号部分，因地址中的网络号部分，因此前缀长度是指此前缀长度是指IP地址中的网络号部分的比地址中的网络号部分的比特数，也就是掩码中连续特数，也就是掩码中连续“1”的比特数。的比特数。表表3 3- -5 5 前前 缀缀 长长 度度 与与 掩掩 码码 的的 关关 系系 /n 掩掩 码码 /n 掩掩 码码 /n 掩掩 码码 /n 掩掩 码码 /1 128.0.0.0 /9 255.128.0.0 /17 255.255.128.0 /25 255.255

45、.255.128 /2 192.0.0.0 /10 255.192.0.0 /18 255.255.192.0 /26 255.255.255.192 /3 224.0.0.0 /11 255.224.0.0 /19 255.255.224.0 /27 255.255.255.224 /4 240.0.0.0 /12 255.240.0.0 /20 255.255.240.0 /28 255.255.255.240 /5 248.0.0.0 /13 255.248.0.0 /21 255.255.248.0 /29 255.255.255.248 /6 252.0.0.0 /14 255.25

46、2.0.0 /22 255.255.252.0 /30 255.255.255.252 /7 254.0.0.0 /15 255.254.0.0 /23 255.255.254.0 /31 255.255.255.254 /8 255.0.0.0 /16 255.255.0.0 /24 255.255.255.0 /32 255.255.255.255 斜线表示法又称为斜线表示法又称为CIDR表示法表示法。斜线表示法中的前。斜线表示法中的前缀长度与掩码是一一对应的，前缀长度与掩码的对应缀长度与掩码是一一对应的，前缀长度与掩码的对应关系如表关系如表3-5所示。所示。48本章要点本章要点n一个物理网络中的每个结点都至少拥有一个机一个物理网络中的每个结点都至少拥有一个机器可识别的物理地址。器可识别的物理地址。物理地址物理地址又称为硬件地又称为硬件地址、址、MAC地址或第二层地址。地址或第二层地址。n因特网在因特网在IP层（网络层）用层（网络层）用IP地址实现了地址实现了地址地址的统一的统一。nIP地址体现了因特网的层次化结构。地址体现了因特网的层次化结构。32比特的比特的IPv4地址由网络号和主机号构成，