计算机网络IP地址第一讲

1、课程：计算机网络课程：计算机网络教材：计算机网络（第六版）教材：计算机网络（第六版）作者：谢希仁作者：谢希仁 编织编织课程：网络协议基础课程：网络协议基础教程：教程：TCP/IP详解详解 卷卷1:协议协议 作者：斯蒂文作者：斯蒂文IP地址地址TCP/IP详解详解 P5计算机网络计算机网络 P117121本讲内容：本讲内容： 3. 划分子网（划分子网（Subnetting） 4. 不分等级的不分等级的IP “CIDR”（无类域间路由）（无类域间路由）网卡里有地址可标识一台计算机网卡里有地址可标识一台计算机网卡地址网卡地址 / MAC地址地址 / 硬件地址硬件地址IP地址地址 / 逻辑地址逻辑地址

2、l你知道你知道 用于用于 标识标识 一台计算机的地址吗？一台计算机的地址吗？以太网以太网MAC地址地址 6组组8-bits组成的一个组成的一个48-bits的地址的地址 前前24-bits由由IEEE给生产厂商分配给生产厂商分配(不是非常不是非常正确的说法正确的说法)，后，后24-bits由厂商自己分配由厂商自己分配（不是拥有计算机的组织来分配地址）（不是拥有计算机的组织来分配地址） 全球唯一全球唯一 无逻辑性，难于查找无逻辑性，难于查找厂商自己分配厂商自己分配IEEE 分配分配问题：如果已经有了唯一标识作用的问题：如果已经有了唯一标识作用的MAC地址，地址， 为什么还需要为什么还需要IP地址

3、呢地址呢 ？Internet上基于上基于TCP/IP的网络中的设备的网络中的设备(例如例如:计计算机算机)，用用什么什么 地址可地址可 “标识标识 ” ？ 物理地址物理地址逻辑地址逻辑地址 MAC地址地址 (网卡地址网卡地址)IP地址地址数据链路层数据链路层网络层网络层IP地址地址32bitsNetwork IDHost ID32bitsl4组组8-bits组成的一个组成的一个32-bits的地址的地址l分为分为Network ID及及Host IDl每个每个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成。地址都是由网络号和主机号两部分组成。路由器转发路由器转发格式格式Ipv4格式格式: IP地址是由

4、四个地址是由四个8b二进制数值组二进制数值组成，共成，共32位，以位，以“”号将号将32b二进制数，每二进制数，每8b进行一次分割，分为进行一次分割，分为4个个8b组：组： 11000000.10101000.00000001.00000011为方便记忆，点分十进制表示：为方便记忆，点分十进制表示： 192.168.1.3 （4组八位十进制，每组都在组八位十进制，每组都在0255之间）之间） 192 . 289 . 110 . 301 是不存在的是不存在的IP概叙概叙在网络中在网络中 用来用来 识别主机的唯一标识识别主机的唯一标识便于便于 定位查找定位查找 计算机计算机 的位置的位置。由网络信

5、息中心由网络信息中心NICNIC统一分配。统一分配。最多分配给最多分配给2 23232 台主机（约为四十三亿的台主机（约为四十三亿的IPIP地址）地址）如果计算机已经配置了如果计算机已经配置了IPIP地址，可以用命令地址，可以用命令ipconfigipconfig查看查看进制转换进制转换01110110011*128 1*64 0*32 1*16 1*80*40*21*11286401680012172726252423222120128 643216842100000000=000000001=100000010=200000011=3 . .11111101=25311111110=254

6、11111111=255128 6432168421进制转换进制转换02CalculatorEdit View HelpHexDecOctBinDegreesRadiansGradsInvHypBackspaceCECStaAveSumsDatStaF-EdmssincostanExpInxylogx3x2nl1/xpiM+MSMRMC7894561230+/-.ABCDEF/*-+=LshOrModAndXorNotInt0.进制转换进制转换03（验证）（验证）Network IDHost ID32bitsl每个每个IP地址都是由地址都是由 网络号网络号 和和 主机号主机号 两部分组成两部分

7、组成 网络号具有唯一性，网络号具有唯一性，不能全不能全0，也不能全，也不能全1中的中的 主机主机 必须分配相同必须分配相同的网络号才能进行通信。的网络号才能进行通信。 第一个第一个8b组不能为组不能为127，127保留用于本机保留用于本机环回测试，检测本机环回测试，检测本机TCP/IP协议软件的工协议软件的工作状态。作状态。（配置是否正确）（配置是否正确）xxxx.xxxx.xxxx.xxxx 网络号网络号主机号主机号192.168.1.3 网络号网络号 主机号主机号X: 代表代表2比特比特 主机号具有唯一性，主机号具有唯一性，不能全不能全0，也不能全，也不能全1 主机号是代表网络中的某主机。

8、主机号是代表网络中的某主机。xxxx.xxxx.xxxx.xxxx 网络号网络号主机号主机号192.168.1.3 网络号网络号 主机号主机号IP地址的IP地址共分五类：地址共分五类：A、B、C、D、E类类A、B、C类 为 D类 用于 E类 属于 只有基本类的只有基本类的IP地址可以分配给计算机和网络设备地址可以分配给计算机和网络设备IP地址的 Class A: Class B: Class C: Class D: 用于用于 多点广播多点广播/组播组播 Class E: 保留保留NetworkNetworkHostHostHostNetwork NetworkHostHostNetwork N

9、etwork NetworkHost8bits8bits8bits8bitsIP地址的分类类别使用环景 类类用于主机数量特别多的网络用于主机数量特别多的网络1126 (127保留) 类类用于大、中型网络用于大、中型网络128191 类类用于局域网用于局域网192223 类类用于多点广播用于多点广播/组播地址组播地址224239类类保留地址保留地址(用于科学研究、测试用于科学研究、测试)24024718916 1724 25320NNNNNNNHostHostHost(1-126)A类类:B类类:C类类:D类类:E类类:10NNNNNNNetworkHostHost(128-191)18916

10、1724 2532110NNNNNNetworkNetworkHost(192-223)18916 1724 25321110MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group(224-239)18916 1724 253211110MMM保留保留保留保留保留保留(240-247)18916 1724 253218916 1724 25320NNNNNNNHostHostHost(1-126)A类类:B类类:C类类:10NNNNNNNetworkHostHost(128-191)18916 1724 2532110NNNNNNetworkNe

11、tworkHost(192-223)18916 1724 2532A类地址第一位设为第一位设为0前前7位代表网络号，后位代表网络号，后24位代表主机号；位代表主机号；网络号网络号主机号主机号0 xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxA类地址A类地址允许类地址允许27-2= 126个网络；个网络； （除去（除去127网段和网段和全全0）每个网络可容纳每个网络可容纳224-2=16777214个主机；个主机； （除去全（除去全0和全和全1）第一个域值第一个域值 的范围为的范围为1126 （0000000101111110） 全全 0（00000000）和）和127（0

12、1111111）除去）除去有效网段范围：有效网段范围：1.0.0.0126.0.0.0有效的主机号：有效的主机号： .0.0.1.255.255.254 。例：例：39.130.131.610 xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxB类地址前两位设为前两位设为10前前14位代表网络号，后位代表网络号，后16位代表主机号；位代表主机号；网络号网络号主机号主机号10 xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxB类地址B类地址允许类地址允许214 -1 = 16383个网络个网络 （除去（除去128.0.0.0）每个网络可以容纳每个网络可以容纳2

13、16-2=65534个主机个主机 （除去全（除去全0和全和全1）第一个域的范围为第一个域的范围为128191（1000000010111111）有效网段范围：有效网段范围：128.1.0.0191.255.0.0有效的主机号：有效的主机号：.0.1.255.254例：例： 140.16.121.4510 xxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxC类地址前三位设为前三位设为110前前21位代表网络号，后位代表网络号，后8位代表主机号；位代表主机号；网络号网络号主机号主机号110 xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxC类地址C类地址允许类地址允

14、许221 -1 = 2097151万个网络万个网络 （除去（除去192.0.0.0）每个网络可容纳每个网络可容纳28-2=254个主机个主机 （除去全（除去全0和全和全1）第一个域的范围为第一个域的范围为192223（1100000011011111）有效网段范围：有效网段范围：192.0.1.0223.255.255.0有效的主机号：有效的主机号：.1.254例：例：210.73.64.1110 xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxIP地址的分配原则1 ABC类类IP地址可分配地址可分配 给给 计算机和网络设计算机和网络设备备2IP地址第一个地址第一个8b组不能为

15、组不能为127（环回测试）（环回测试）3网络地址不能全网络地址不能全0，也不能全，也不能全14 主机地址不能全主机地址不能全0，也不能全，也不能全15网络地址相同时，主机地址必须唯一网络地址相同时，主机地址必须唯一6主机地址相同时，网络地址必须唯一主机地址相同时，网络地址必须唯一不能被分配的IP地址“有限广播有限广播”/ /本地广播：本地广播：网络号、主机号全网络号、主机号全1 代表本网络的有限广播代表本网络的有限广播( (本地网络不能被路由本地网络不能被路由) ) 11111111111111111111111111111111255 . 255 . 255 . 255“本机本机”：网络号、

16、主机号：网络号、主机号 全全0 0 代表本机代表本机0 . 0 . 0 . 000000000000000000000000000000000“无意义无意义”：网络号全网络号全1、主机号有、主机号有0有有1 无意义无意义 xxxxxxxx xxxxxxxx1111111111111111255 . 255 . x . x“本网络中的主机本网络中的主机”：网络网络号全号全0 0、主机号有、主机号有0 0有有1 1 代表这是本网络中的一台主机代表这是本网络中的一台主机0 . 0 . x . x0000000000000000 xxxxxxxxxxxxxxxx不能被分配的IP地址“直接广播直接广播”

17、：主机号全：主机号全1 1 代表对代表对某个某个网络的直接广播网络的直接广播x . x . 255.255xxxxxxxxxxxxxxxx1111111111111111“本机或标识本网络的地址本机或标识本网络的地址”：以以0 0作作为主机号，代表当前网络的网络号为主机号，代表当前网络的网络号 0000000000000000 xxxxxxxxxxxxxxxxx . x . 0.0不能被分配的IP地址“标识本网络子网掩码标识本网络子网掩码”：网络号全网络号全1，主机号全主机号全0 ，代表着本网络的子网掩码，代表着本网络的子网掩码00000000 000000001111111111111111

18、255 . 255 . 0 . 0不能被分配的IP地址 私有地址（内部地址）私有地址（内部地址） 地址：地址： 公有地址（公网地址）公有地址（公网地址） 内部（私有）地址 内部地址是内部地址是Internet分配数据机构保留的供内网或专网分配数据机构保留的供内网或专网(Intranet)使用的使用的IP地址，这些地址不在地址，这些地址不在Internet上使用，上使用，不能通过任何不能通过任何Internet路由器进行转发路由器进行转发这些地址如下：这些地址如下： 10.0.0.0 1个个A类类 172.16.0.0172.31.0.0 16个个B类类 192.168.0.0192.168.2

19、55.0 256个个C类类IP地址的分配有两种方法：静态分配地址的分配有两种方法：静态分配 动态分配动态分配(DHCP)你认为在校园网内你使用的是什么地址？你认为在校园网内你使用的是什么地址？公网地址 公网公网IP地址是地址是Internet上通信所使用的上通信所使用的IP地地址是公有地址，由址是公有地址，由InterNIC机构正式发布在网机构正式发布在网络中，必须全球唯一。一般我们能够涉及到的络中，必须全球唯一。一般我们能够涉及到的公有地址由公有地址由ISP服务商提供服务商提供eg: 的的IP地址：地址：203 . 208 . 35 . 101测试工具 Ipconfig用于查询本机的用于查询

20、本机的TCP/IP的设置的设置 Ipconfig Ipconfig /all Ping用于查询计算机之间的连接状态用于查询计算机之间的连接状态 Ping ip_address Ping computer_name测试工具 （ 一般步骤） Ipconfig （ Ipconfig/all） 显示所有网络适配器的显示所有网络适配器的完整完整TCP/IP配置信息配置信息 Ping 127 用于检测本机的用于检测本机的TCP/IP协议栈安装是否正常协议栈安装是否正常 Ping 自己自己 用于检测本机用于检测本机IP地址配置是否有效地址配置是否有效(没联网肯定不通没联网肯定不通) Ping 网关网关 用于

21、检测本机到网关连接是否正常用于检测本机到网关连接是否正常 Ping 对方对方 用于检测本机与对方连接是否正常用于检测本机与对方连接是否正常测试工具Ping 的参数举例：的参数举例： Ping -n count指定指定ping的次数的次数 Ping -l size指定指定ping包的大小包的大小 （上限（上限65500 下限下限0 ） Ping -tping到指定的计算机直到中断到指定的计算机直到中断( 终止终止 CtrlC ).默认默认自定义参数自定义参数Ping 192.168.1.1 l 39 n 3地址图例01172.16.2.71172.16.3.10172.16.12.12192.1

22、68.1.2192.168.1.43192.168.1.27172 . 16 12 . 12网络网络主机主机192. 168 . 1 . 27网络网络主机主机IP各属哪个网段、不同各属哪个网段、不同连接连接PC是否互是否互ping通？通？地址图例02172.16.2.71172.16.3.10172.16.12.12192.168.1.2E1172.16.2.1E0172 . 16 12 . 12网络网络主机主机192. 168 . 1 . 27网络网络主机主机192.168.1.43192.168.1.27192.168.1.1总结：总结： 路由器相连的不同网段可以通信路由器相连的不同网段可

23、以通信 交换机相连的不同网段不可以通信交换机相连的不同网段不可以通信课堂练习10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10地址地址 类别类别 网络网络 主机主机A10.0.0.00.2.1.1例如：例如：课堂练习答案10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10地址地址 类别类别 网络网络 主机主机A10.0.0.00.2.1.1例如：例如：BCCBNonexistent128.63.0.0 0.0.2.10

24、0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.0.0.640.0.0.20.0.64.16 172.16.0.0 网段可以有多少计算机？网段可以有多少计算机？ 192.168.1.0 网段可以有多少计算机？网段可以有多少计算机？ 课堂练习 172.16.0.0 网段：网段： 主机号占主机号占16位，位， 216，除去全，除去全0和全和全1，有，有 216 265536265534 台主机台主机 192.168.1.0 网段：网段： 主机号占主机号占8位，位， 28，除去全，除去全0和全和全1，有，有 28 22562254 台主机台主机问题：至少需要几个问题：至少需要

25、几个IP地址地址一共有多少个网段（一共有多少个网段（/ 网络）网络）172.16.12.12192.168.1.27 计算机是如何判别以上计算机是如何判别以上IP地址的地址的哪部分是主机号，哪部分是网络哪部分是主机号，哪部分是网络号呢？号呢？ 利用利用 子网掩码子网掩码 由由X个连续的个连续的1及及Y个连续个连续的的0组成，且组成，且1总在总在0前前面面 XY32 子网掩码与子网掩码与IP地址作一个地址作一个AND（与）的运算，保与）的运算，保留下所需要留下所需要的的Network ID子网掩码 什么是缺省？什么是缺省？ 简单的说就是简单的说就是“默认默认” (缺省的就是可以改变缺省的就是可以

26、改变的的)CIDR 表示法IPAddressSubnet MaskNumber of Subnet Mask Bits (ones)IP Address in CIDR Notation11111111 11111111 11110000 0000000000001010 11011001 01111011 000001118 + 8 + 4 + 0 = 20172.16.12.12192.168.1.27 利用子网掩码和利用子网掩码和IPIP做做“与与”运算运算 得到网络号和主机号得到网络号和主机号255.255.0.0255.255.255.0IP地址：地址：子网掩码：子网掩码：回顾回顾 与运算与运算 0 AND 0=0 0 AND 1=0 1 AND 0=0 1 AND 1=1子网掩码和子网掩码和IP“IP“与