互联网体系课件：第9课 IP地址（新）

第九课

IP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

IP地址有什么功能？

IP地址有哪些分类？子网掩码有什么功能？

IP地址有哪些使用规则？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：知识重、难点分析重点：

IP地址的组成、结构、分类子网掩码的功能

IP地址的使用规则子网划分难点：

IP地址的使用规则子网划分地址是网络设备和主机的标识，网络中存在两种寻址方法：MAC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。IP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MAC地址IP地址IP地址的组成：IP地址长度：32bits（4个字节），组成:网络地址（NetworkID）—标识主机所在的网络主机地址（HostID）—标识在该网络上的主机IP地址的格式网络地址主机地址32Bits8Bits8Bits8Bits8BitsIP地址的格式

6

1100101001110000000000000100110

IP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1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 1IP地址的定义所有的IP地址都由国际组织NIC（NetworkInformationCenter）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心：INTERNIC：负责美国及其它地区RIPE-NIC：负责欧洲地区APNIC：负责亚太地区，总部设在日本东京大学。IP地址的五种类型D类C类IP地址的分类0xxxxxxx.

xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx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

——55。A类地址10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：

10000000.00000000.0.0——10111111.111111.111111.111111

即---55B类地址110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：11000000.00000000.00000000.00000000——11011111.111111.11111111.11111111，即---55C类地址D类地址1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：

11100000.00000000.0.0——11101111.111111.11111111.11111111即：—55E类地址11110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：

11110000.00000000.0.0-----11110111.11111111.11111111.11111111即：---55网络地址：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。例如：主机36所在网络的网络地址为。网络地址00000000主机地址特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)直接广播地址: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36所在网络的广播地址为55。一台主机可以用直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IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)子网广播地址:主机标识位全部为1，有特定子网号的地址。例如：目的子网掩码为,IP地址为55就是一个子网广播地址。特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)全子网广播地址：子网标识位和主机标识位全部为1。例如：目的子网掩码为,IP地址为55就是一个全子网广播地址。特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)

0000000000000000

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）

1111111111111111

11111111

11111111

有限广播地址(limitedbroadcastaddress)不可作为源主机地址

有限广播地址=32个比特为全1

如：55

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

0000000000000000

00000000

特殊IP地址

01111111XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX回送地址(loopbackaddress)（A类地址）

任何一个以数字127开头的IP地址 如：127.any.any.any 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

1111111111111111

11111111

特殊IP地址特殊用途的IP地址受限广播地址(55)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。BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)net-idhost-id源地址使用目的地址使用代表的意思00可以不可系统启动时，用来指定本网络上的本地主机0Host-id可以不可系统启动时，用来指定当前网络上的目的主机全1全1不可可以在当前网络上的所有节点进行广播(各路由器均不转发)net-id全1不可可以对指定网络上的所有节点广播127任何数可以不可回送地址，用作本地软件回送测试(loopbacktest)之用，不在网上传输．特殊IP地址公共和私有IP地址公共地址（PublicAddress）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。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。私有地址（PrivateAddress）不能直接与Internet连接的地址，解决公共地址短缺的问题，RFC1918规定了3种私有地址：1个A类地址：16个B类地址：到256个C类地址：到内部网使用，通过代理（Proxy）或网络地址翻译（NetworkAddressTranslation）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不能全为1和全为0，全为1时表示广播网络号

不能全为1和全为0网络号在INTERNET中网络号是唯一主机号

对于本地网络中

来说是唯一/8、/16--/16、/16为私有地址55表示广播地址掩码技术的提出在主机之间通信的情况有同一个网络中，两台主机之间相互通信在不同网络中，两台主机之间相互通信区分这两种情况获取远程主机IP地址的网络地址判断结果：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。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。问题是如何获得一个主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助于掩码(NetMask)。功能：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,我们平时使用时用进行表示。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。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/24。

子网掩码子网掩码的提出00600050E0E1172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1NewRoutingTableSubnet缺省掩码A类地址B类地址C类地址掩码的计算16NetworkHost172001010110011111111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000缺省时,并不使用子网0000001060

Network

Number

子网路由器子网1子网212HubHub0001000000IP地址HostIDNetworkID子网分配网络ID

12

3

路由器分配主机ID

12

路由器2100103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。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。划分子网以后，每个子网看起来象一个独立的网络。而对于远程网络而言，子网是透明的。子网划分根据地理分布特点划分子网易于组网技术的实现节约经费根据网络应用特点划分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。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原则：将主机号借给网络号，作为子网号使用。公式：划分子网的个数：2n-2，n是网络位向主机位所借的位数。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116NetworkHost60

17220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010SubnetNetwork

Number128192224240248252254255划分子网举例2NetworkHost60

92101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010Subnet161722128Network

Number128192224240248252254255128192224240248252254255C类地址的子网设计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/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：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xxxxxxxx网络地址C类地址子网地址主机地址0000010100111001011101116个有效子网地址子网地址1子网地址2子网地址3

1111111111111111

1111111111100000子网掩码24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=0012/27

3

4

5

6

子网地址2=0104/27

5

6

7

7子网地址3=0116/27

8

9路由器不进行子网划分网络互联网一个B类地址表示的一个网段能容纳65000个主机地址

进行划分子网互联网IP地址总结10101100000100001010000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921161722160IP地址总结1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212161722160IP地址总结1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst123161722160IP地址总结101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234161722160IP地址总结10101100111111110001000011111111111111111010000011000000100000000000001010111111HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345161722160IP地址总结1010110011111111000100001111111111111111101000001100000010000000000000101011111110000001HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123456161722160IP地址总结101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010101111111000000110111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234567161722160IP地址总结101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345678161722160WAN上海北京合肥WAN上海网络号相同,所以错误北京合肥掩码：掩码：掩码：掩码：网络号都是原IP：11001010.10100010.00000000.00000000原掩码：11111111.11111111.11111111.00000000现IP：

11001010.10100010.00000000.00000000现掩码：11111111.11111111.11111111.11100000即掩码：24子网号不能全为0和全为111001010.10100010.00000000.0000000011001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.0100000011001010.10100010.00000000.0110000011001010.10100010.00000000.1000000011001010.10100010.00000000.1010000011001010.10100010.00000000.1100000011001010.10100010.00000000.11100000子网地址范围11001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.0010000111001010.10100010.00000000.00111110第一个IP最后的IP即：3第一子网即：2子网地址范围11001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.01000001110010