管理信息系统 IP地址

IP地址与地址解析1、因特网地址目前因特网地址使用的是IPv4（IP第4版本）的IP地址，由32位二进制（4个字节）组成，通常用4个十进制来表示，十进制数之间用“.”分开。如：99为一个IP地址对应的

二进制数表示方法为：11001010

01110111

00000010

110001112、因特网IP地址的分类IP地址的一般格式为：类别

+

Netid

+

Hostid，其中：（1）类别：用来区分IP地址的类型：网络标识（Netid）：表示入网主机所在的网络；主机标识（Hostid）：表示入网主机在本网段中的标识。

通常将因特网IP地址分成5种类型：（A类、B类、

C类、D类、E类）（1）A类地址：地址范围从到。

网络标识占1个字节，第1位为“0”，允许有126个A类网络，每个网络大约允许有1670万台主机。通常分配给拥有大量主机的网络，如一些大公司（如IBM公司等）和因特网主干网络。（2）B类地址：地址范围从到55。网络标识占2个字节，第1，2位为“10”，允许有16383个网络，每个网络大约允许有65533台主机。通常分配给结点比较多的网络，如区域网。（3）C类地址：C类地址范围从到55。

网络标识占3个字节，第1，2，3位为“110”，允许有2,097,151个网络，每个网络大约允许有

254台主机。通常分配给结点比较少的网络，如

校园网。一些大的校园网可以拥有多个C类地址。（4）D类地址：前4位为“1110”，用于多址投递系统（组播）。目前使用的视频会议等应用系统都采用了组播技术进行传输。（5）E类地址：前4位为“1111”，保留未用。3、因特网规定的一些特殊地址

(一)

（1）Hostid为全"0"的IP地址，不分配给任何主机，用于表示某个网络的网络地址；例：

（2）Hostid为全"1"的IP地址，不分配给任何主机，作广播地址，对应分组传递给该网络中的所有结点（能否执行广播，则依赖于支撑的物理网络是否具有广播的功能）；例：55

（3）32位为全"1"的IP地址(55)，称为有限广播地址，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；

（4）32位为全"0"的IP地址()，表示本身本机地址；3、因特网规定的一些特殊地址（二）

（5）：为回送地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应用程序之

间的通信地址。一般在系统中都有一个

文件hosts（Windows

98/NT/2000操作系统为/Windows/hosts文件,Unix/Linux系统为/etc/hosts文件）文件中有一行：

localhost3、因特网规定的一些特殊地址（三）在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：A类地址：～55B类地址：～55C类地址：～554、IP地址的分配一个物理网络上的用户要想进入因特网，必须获得IP地址授权机构（称为网络信息中心NIC）分配的IP地址。IP地址必须全网唯一。

组网者可以根据网络的规模和用户的数目，向较高层次的网络管理中心申请IP地址；网络中心根据申请分配若干个连续的网络号（Netid），网内的Hostid则由该网的管理员进行指定。【例如】：中国教育科研网（）网络中心可以向亚太地区网络中心（APNIC）申请一批连续的B类或C类IP地址，支持国内所有高校接入因特网；东南大学（）网络中心向教育网网络中心申请地址若干个连续的C类地址；计算机系向东南大学校园网中心申请地址；从而获得所需的IP地址。4、IP地址的分配（续）

一般的企业网可以根据具体的接入因特网的情况，向他的上一级机构或其他代理机构申请IP地址，入网的每台主机或网络设备至少应有一个IP地址，也可以具有多个IP地址。•右图所示：路由器连接两个网段，因此两个端口各分配

了一个IP地址。5、子网掩码（subnet

maskaddress）

地址浪费、地址紧缺问题：一般讲，一个单位IP地址获取的最小单位是C类地址（256个），有的单位拥有IP地址却没有那么多的主机入网，造成IP地址浪费；有的则不够用，形成IP地址紧缺。解决IP地址紧缺的方法：

（1）单位内IP地址不够用——使用代理(Proxy)

或网络地址迁移（NAT）。

（2）通过拨号上网的主机——随机IP地址（由拨号访问服务器提供）。（3）利用子网掩码地址（Subnet

Mask

Address）子网掩码：利用一个码字来屏蔽原有的网络地址划分，而获得

一个范围较小的、实际的网络地址（子网地址）。一般情况下的子网掩码的地址为：Netid为全“1”，Hostid为全“0”。因此有：A类地址网络的子网掩码地址为：

B类地址网络的子网掩码地址为：

C类地址网络的子网掩码地址为：

子网掩码的用处：（1）便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。（2）将子网进一步划分，缩小子网的地址空间。将一个网段划分为多个子网段，便于网络管理。子网掩码的用处之一：01便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。例如：右图所示主机A与主机B交互信息。主机A:IP地址：1子网掩码：255.255.255.路由地址：202.183.58.主机B:IP地址：子网掩码：路由地址：子网掩码的用处之一路由器从端口接收到主机A发往主机B的IP数据报文后，（1）首先用端口地址与子网掩码地址

进行“逻辑与”，得到端口网段地址：，（2）然后将目的地址与子网掩码地址

进行“逻辑与”，得,（3）将结果与端口网段地址

比较，如果相同，则认为是本网段的，不予转发。如果不相同，则将该IP报文转发到端口

所对应的网段。子网掩码的用处之二将子网进一步划分，缩小子网的地址空间。将一个网段划分为多个子网段，便于网络管理。例如：右图所示学校校园网信息中心可以将（C类地址）分配给两个系，每个系约有120台计算机，则可以将子网掩码地址定义为：28这样将原来的一个网段分成两个独立的子网段，便于网络管理。系1的地址范围：

—26子网地址：11001010

10110111

001110000xxxxxxx系2的地址范围：

29—54子网地址：11001010

10110111

001110001xxxxxxx6、专用IP地址TCP

/IP协议需要IP地址支持，IP地址资源具有告急的趋势，一种解决方案是：利用专用网的地址分配方案（RFC1918)。原理：定义两类IP地址，（1）全局IP地址：用于因特网——公共主机；（2）专用IP地址：仅用于组织的专用网内部——本地主机。公共主机和本地主机可以共存于同一网络和进行互访；大多数路由器不转发携带本地IP地址的分组。本地主机必须经网络地址迁移服务器（NAT或代理服务器）才能访问因特网。RFC1918定义的专用IP地址：

—

55

—

55

—

551个A类地址；16个连续的B类地址；256个连续的C类地址。企业内部网的主机的IP地址可以设置成专用IP地址，进行企业内部的网络应用；并可通过代理服务器访问因特网（如下图所示）。这样只需要申请少量的因特网IP地址，既解决了

IP地址不足的问题，又解决了网络安全问题7、IP地址的配置（1）IP地址和子网掩码的配置以Win7为例，右击“网络”—〉“属性”—>“选择Internet宽带连接”—>“属性”—>“网络”—>“选择TCP/IPV4协议”—>“属性”，其界面如下图所示，标注“指定IP地址”，输入本机的IP地址

“4”，8、IP地址与物理地址的映射•IP地址标识了因特网中的一个设备，因特网用户之间的数据交换是通过IP地址进行传输的，而数据传输必须通过物理网络实现。物理网络不能直接识别IP地址，必须经过一定的转换，将IP地址映射为网络的物理地址。在因特网协议中，IP地址到物理地址的映射由ARP（地址解析协议）完成。左图显示了IP地址与硬件地址的关系：不同的物理网络，具有不同的物理地址表示方式。例如：以太网采用网卡的MAC地址；X.25网采用X.25地址。IP地址-->物理地址的映射IP地址向物理地址的映射是有ARP（地址解析协议）实现的。（1）具有广播能力的网络（如，各种类型的局域网）如下图所示，主机A与主机B进行数据通信：

1、主机A发ARP请求广播帧（带接收方IP地址、本机

IP地址和物理地址）；

2、主机B收到A发来的ARP请求后，发ARP响应帧，并

返回自己的物理地址；

3、主机A和主机B用物理地址在物理网中进行数据通

信。IP地址-->物理地址的映射（2）无广播能力的网络（如X.25网）,由因特网网关（路由器）实现。

跨网段投递：利用ARP获得路由器的IP地址对应的物理地址，将数据直接发给该路由器，由路由器转发。9、物理地址-->IP地址的映射物理地址向IP地址的映射是由RARP（反向地址解析协议）实现的。应用场合主要有：无盘工作站，动态主机配置无盘工作站因为没有硬盘，无法事先存储IP地址。要使无盘工作站与普通的主机一样，连入因特网，需要在网络上设置一个服务器，存放无盘工作站所需的IP地址。同时在无盘工作站的网卡上增加了特殊的ROM模块。无盘工作站启动时是通过网络由服务器引导（BOOTP）的，它的IP地址保留在服务器上（如下图所示）。当无盘工作站加电时，ROM模块中驻留的软件以广播的方式发出携带本结点物理地址的RARP请求，具有此项服务功能的服务器予以响应，返回该结点的IP地址，保存在无盘工作站的内存中。物理地址-->IP地址的映射（1）无盘工作站：物理地址-->IP地址的映射（2）动态主机配置

为了提高IP地址的利用率，可以借助于地址服务器动态获取IP地址，（如下图所示），动态主机配置是通过DHCP协议（DHCP—Dynamic