第08章 IP地址与定址

第八章IP基础与寻址8.1、IP基础8.2、IP信息包的传递模式8.3、IP地址表示法8.4、IP地址的等级8.5、子网8.6、无等级的IP地址8.7、网络地址翻译8.1IP基础思考：还记得网络层的主要功能?

定址和路由，由IP地址来完成；IP协议的地位：互联网的核心和基础IPv4和IPv6IP所提供的服务：IP信息包的传送IP信息包的分割和重组学习本章考虑的问题：1.IP地址的表示方法和构成是怎样的？2.什么是网络地址？什么是主机地址？3.IP地址分为哪三类？范围分别是怎样的？4.什么是网络掩码？作用是什么？5.什么是私有地址？其范围是怎样的？有什么用处？6.我们教室机器的IP地址是哪一类？是私有还是公有地址？外部机器能否直接访问教室的机器？为什么？7.你可否规划类似我们教室网络的IP方案？8.1IP基础8.1.1传送IP信息包如何在网络中传送信息？IP地址和IP路由器IP地址：用来标识数据是谁发出的、发给谁IP地址的分配：ICANN，唯一性IP路由通过路由器选择路径8.1IP基础IP信息包的传输：非连接式的传送方式：指IP信息包传送时，来源与目的设备毋须事先沟通，即可将IP信息包送达。数据是以接力棒的形式传递的，棒交给下一路由器就完成自己的任务非连接式特点：过程简单、提高传输效率对方是否收到数据是由上一层来确认8.1IP基础8.1.2分割与重组IP信息包为什么要分割：不同的链路MTU(最大传输单元)不一样路由器分割IP信息包8.1.3IP信息包的结构IP报头：记录IP地址、路由、信息包识别IPPAYLOAD:载送上层协议IP数据包的格式:8.2IP信息包的传递模式8.2.1单点传送（Unicast，单播）：一对一的传递模式8.2IP信息包的传递模式8.2.2广播传送(BroadCast)：一对多的传递模式指网络中的所有计算机，IP地址：255.255.255.255或192.168.0.255等8.2IP信息包的传递模式8.2.3多点传送(MultiCast)介于单播和广播之间指特定的一组计算机，如视频会议等8.3IP地址表示法8.3.1IP地址表示法IP地址的概念：给每一个连接在Internet上的主机分配一个在世界范围的唯一的32bits（4个字节）地址。10.1.85.100001010.00000001.01010101.000000018.3IP地址表示法点分十进制记法（dotteddecimalnotation)1、首先以8比特为单位，将32BITS的IP地址分成4段：例：100000000000101100000011000111112、将各段的二进制数值转化为十进制记为：128.11.3.31计算机世界网址：61.135.135.58.4IP地址的等级

8.4.1IP地址的结构为什么需要层次型的地址？和电话好码的区号类似，否则无法寻址网络地址：位于IP地址的前段，用来识别所属网络，相当于区号。主机地址：位于IP地址的后段，用来识别网络上的个别设备，相当于市内的电话号码。网络号主机号IP地址结构8.4.2三种常见的地址等级为什么要分类？因为不知道哪一部分是网络地址、主机地址IP地址分类：A、B、C、D、E类。ClassA地址范围:(网络地址和主机地址不能全部为0或全部为1)00000001.00000000.00000000.0000000101111111.11111111.11111111.11111110即1.0.0.1到127.255.255.254网络数量：全世界只有126个（1-126）每个网络的主机数量：224-2=16777214ClassB地址范围:(网络地址和主机地址不能全部为0或全部为1)10000000.00000000.00000000.0000000110111111.11111111.11111111.11111110即128.0.0.1到191.255.255.254网络数量：214＝16384每个网络的主机数量：216-2=65534ClassC地址范围:(网络地址和主机地址不能全部为0或全部为1)11000000.00000000.00000000.0000000111011111.11111111.11111111.11111110即192.0.0.1到223.255.255.254网络数量：221＝2097152每个网络的主机数量：28-2=2548.4IP地址的等级

快速判断IP地址的类型：A类:1-126（127也被保留了，127.0.0.1）B类:128-191C类:192-22310000000120000001040000010080000100016000100003200100000640100000012810000000二进制和十进制的转换例如：168＝128+32+8=101001008.4IP地址的等级

8.4.3特殊的IP地址1、主机地址全零代表整个网络192.168.1.0代表网络本身2、主机地址全1代表网络上的全部设备192.168.1.2553、网络地址与主机地址全1称为广播信息包,仅限于同一网络。255.255.255.2554、各个类的最后1个网络地址代表“loopback”地址。127.0.0.05、在CLASSAbc中都保留了一些私人地址。A类：10.0.0.0—10.255.255.255B类：172.16.0.0—172.31.255.255C类：192.168.0.0—192.168.255.255课堂练习1、IPv4的地址长度是？

16Bits24Bits32Bits40Bits2、ClassC网络的主机地址长度是？

8Bits16Bits24Bits32Bits3、当IP地址的主机地址全为1时代表的意思是？（1）专用IP地址(2)对于该网络的广播信息包（3）不可使用的IP地址（4）Loopback地址4、请列出3种IP报头中重要的信息。5、IP信息包传送过程中为何需要分割信息包？6、简述IP报头中标识码的用途？7、简述3种IP信息包的传递模式。8、请列出ClassA、B、C的前导位。8.5子网

什么是子网？在标准的A、B、C类地址下划分的更小的网络

为什么划分子网？节约IP地址资源；使网络更精确，便于路由；8.5.1子网划分两类划分方法：1、从考虑要划分为几个子网开始的方法；2、从考虑一个子网内准备容纳多少部主机开始的方法，即CIDR无类划分的方法；学习本节要注意：划分子网的步骤，各子网的掩码、IP取值范围、网络地址和广播；学习方法：理解并记住后面子网划分的两个实例；从考虑要划分为几个子网开始的方法例：某单位现有C类IP地址192.168.1.0/24,现要划分4个子网，分配给4个不同的部门，如何划分？分析：划分子网，必须从主机位借位，使这些主机位成为网络位，则网络位增大，网络变小，成为子网；8.5子网

192.168.1.011000000.10110010.00000001.00000000网络位主机位如果让主机位左边的几位也变成网络位，就会出来几个子网11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0划分步骤：4个子网，应借几位？2n>=4n=2所以要借2位；192.168.1.011000000.10110010.00000001.00000000网络位主机位8.5子网

网络位11111111.11111111.11111111.11000000子网掩码变为：255.255.255.192借的两位有00/01/10/11四种变化，据此列出子网8.5子网

192.168.1.011000000.10110010.00000001.0000000011111111.11111111.11111111.11000000第一个子网：11000000.10110010.00000001.0100000011000000.10110010.00000001.1000000011000000.10110010.00000001.11000000第二个子网：第三个子网：第四个子网：192.168.1.64192.168.1.128192.168.1.192掩码：8.5子网

3.写出每个子网的广播地址(主机位全为1)、IP取值范围(主机位从000001变到111110)192.168.1.011000000.10110010.00000001.00000000第一个子网：255.255.255.192掩码：001111110000000100111110广播地址：IP起始：IP结束：63162即：第1个子网的网络地址是192.168.1.0/26；广播地址是：192.168.1.63/26；IP取值范围是：196.168.1.1---62….….….8.5子网

4.以此类推，写出其余子网的广播地址、IP取值范围192.168.1.6411000000.10110010.00000001.01000000第2个子网：255.255.255.192掩码：第2个子网的网络地址是192.168.1.64/26；广播地址是：192.168.1.127/26；IP取值范围是：196.168.1.65---126第3个子网的网络地址是192.168.1.128/26；广播地址是：192.168.1.191/26；IP取值范围是：196.168.1.129---190第4个子网的网络地址是192.168.1.192/26；广播地址是：192.168.1.255/26；IP取值范围是：196.168.1.193---2548.5子网

总结：共4个步骤，要特别注意子网掩码的变化问题：192.168.1.0/24划为4个子网解决方案：2n>=4n=2即从主机位借2位子网掩码广播地址IP范围192.168.1.0255.255.255.192192.168.1.631to62192.168.1.64……192.168.1.12765to126192.168.1.128……192.168.1.191129to190192.168.1.192……192.168.1.255193to254练习：将C类网络202.96.1.0/24划分6个子网

8.5子网

8.5.2子网掩码用途：表示哪些位是网络位子网掩码必须是一连串的1，再跟上一连串的0组成。子网掩码可用点分十进制表示：同样是4个字节子网掩码必须与IP地址配对使用才有意义原有等级式的网络地址仍然可继续使用缺省子网掩码:A类：255.0.0.0（1个字节网络位）B类：255.255.0.0（2个字节网络位）C类：255.255.255.0（3个字节网络位）一组CCNA练习:需要记忆的知识点1、OSI7层中各层PDU（PayloadDataUnit）的特点是什么，可否简述封装和拆封的过程？2、IP地址的分类是什么？其前导位分别是什么？子网掩码是什么？10进制中如何快速区分？3、三类IP地址中的保留（或私有）地址分别是什么？为什么要有私有地址？4、子网掩码的作用是什么？可否用本机IP地址和子网掩码来说明？5、实例分割子网：A企业的IP地址为203.74.205.0/24，因为有四个独立的部门，要求内部分为四个独立的子网，如何划分？（P.144）8.6无等级的IP地址CIDRCIDR－ClasslessInter-DomainRouting:无类别域间路由不用考虑地址的ABC分级，只是依靠掩码来识别网络地址，CIDR提供一种更灵活、更有效、更节约的地址分配方法能够缩小路由表，大幅度提高路由器效率目前大都是以CIDR的方式来划分IP地址8.6无等级的IP地址CIDRCIDR划分实例：某企业给定的地址是203.74.0.0/16，但只需要1500个IP地址，请用CIDR方法为其设计一个最合适地址分配方案；分析：和子网划分不同的是，CIDR划分没有指定要划几个子网，而是给出一个子网所要求容纳的最大主机数目；因此，解决问题的出发点就是看从32位IP地址的最右边开始，多少个主机位才能满足这个主机数目；8.6无等级的IP地址CIDR1.看需要多少个主机位？

2n–2>=1500最小的n=11

此处两点注意(1)因为主机位不允许同时为0不允许同时为1，所以要减2；(2)此处n代表主机位；而前面的子网划分中，n表示子网位数；

2.由主机位n=11可知，子网掩码应是：

11111111.11111111.11111000.00000000n=11主机位即：255.255.248.0(网络位为21)8.6无等级的IP地址CIDR3.因此，可以得到一个满足要求的子网如下：网络地址：203.74.00000000.00000000/21广播地址：203.74.00000111.11111111/21起始IP:203.74.00000000.00000001/21结束IP:203.74.00000111.11111110/2110进制为：203.74.0.0/21203.74.7.255/21203.74.0.1/21203.74.7.254/21

当然，子网也可以是203.74