tcp ip协议原理两套第二套04章编址

Chapter4IPAddressesIPaddressstructureClassfuladdressingSpecialaddressesPrivateaddressesSubnettingandmaskSupernettingClasslessaddressing

1IPAddressIPaddressAuniversalidentifierUniquelydefinesahostorarouterontheInternetHostidentifierName：whatweseekAddress：whereitisRoute：howtogetthere建设北路一环路NetworkdeviceNetworkinterface

2Networkid4.1IPAddressStructure32-bitbinaryaddressHierarchicaladdressing32bitsHostid

3IPAddressPresentationDecimalpointnotation（点分十进制）8bits101011000000011001111010110011008bits8bits8bits1726122204...10101100128二进制数权值加权结果+1726432168421128032084002726252423222120

4Binary

DecimalBinaryDecimalDecimalBinary100111026+23+22+21=64+8+4+2=786078391994210quotientremainder0111001

54.2ClassfulIPClassAClassBClassCClassDClassE121811bits110NetidHostid1724bits0NetidHostid114161bits10NetidHostid12411bits1110Multicast124bits1111Reserved11110.0.0.0~127.255.255.255128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.255Net=27，Host=224Net=214，Host=216Net=221，Host=28

6Exercises确定一个IP地址的类提取Netid和Hostid0.0.0.0128.0.0.0192.0.0.0224.0.0.0240.0.0.0ClassAClassBClassCClassDClassE127.255.255.255191.255.255.255223.255.255.255239.255.255.255255.255.255.2550128127191192223224239240255Example:142.34.2.17,208.57.128.30,238.6.0.1NoNo标识网络连接

7Solution142.34.2.17二进制10001110.00100010.00000010.00010001十进制142:（128,191）ClassBNetid=142.34Hostid=2.17B类NetidHostid

8Solution（cont.）208.57.128.30十进制208:（192,223）ClassCNetid=208.57.128Hostid=30238.6.0.1十进制238:（224,239）ClassDNetid：无Hostid：无

94.3SpecialAddressesSpecialAddressNetidHostidSourceorDestinationNetworkaddressSpecificAll0snoneDirectbroadcastaddressSpecificAll1sDestinationLimitedbroadcastaddressAll1sAll1sDestinationThishostonthisnetworkAll0sAll0sSourceSpecifichostonthisnetworkAll0sSpecificDestinationLoopbackaddress127anyDestinationSpecific——neitherall1snorall0s

10NetworkAddress网络地址SpecificAll0sNetidHostid123.50.16.90123.0.0.0123.65.7.34123.90.123.4ClassA216.45.7.0216.45.7.64ClassC216.45.7.20216.45.7.126149.14.0.0149.14.27.8ClassB149.14.45.9149.14.67.64标识网络

11Directbroadcastaddress直接广播地址216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126149.14.27.8149.14.0.0149.14.67.64149.14.45.9Destination216.45.7.255SpecificAll1sNetidHostidNetidHostidDestination216.45.7.255标识对特定网络的广播

12Limitedbroadcastaddress受限广播地址216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126149.14.27.8149.14.0.0149.14.67.64149.14.45.9255.255.255.255Destination255.255.255.255Destination255.255.255.255Destination255.255.255.255blocked标识对本地网络的广播

13Thishostonthisnetwork本网络上的本主机?.?.?.?216.45.7.0216.45.7.1260.0.0.0Source：0.0.0.0Destination：255.255.255.255BootstrapServer（DHCPServer）

14Specifichostonthisnetwork本网络上的特定主机216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126Destination0.0.0.64SpecificAll0sNetidHostidDestination0.0.0.64HostidNetid

15Loopbackaddress回送地址216.45.7.20216.45.7.0127.X.Y.ZProcess1Process2TCPorUDPIPDestination127.X.Y.ZNetworkAccess测试本机器软件

16MultihomedDevicesMultihomedhost（多接口主机）CanbeattachedtooneormorenetworksOneinterfaceoneIPaddressRouter（路由器）MustconnecttomorethanonenetworksOneinterfaceoneIPaddress205.67.7.0123.0.0.0141.14.0.0123.5.16.90141.14.22.9123.7.9.11141.14.6.80205.67.71.2

17Unicast,Multicast,andBroadcastAddressUnicast（单播）Communication：one-to-one，SourceordestinationaddressEverynodeintheInternetmusthasatleastoneuniqueunicastaddressExample：ClassA,B,andCMulticast（多播）Communication：one-to-many，OnlydestinationaddressAnodeintheInternetcanhasoneormoremulticastaddressExample：ClassDBroadcast（广播）Communication：one-to-all，OnlydestinationaddressExample：directorlimitedbroadcastaddress

184.4PrivateAddressesPrivatenetwork（私有网，专用网）不需接入Internet，但需要用TCP/IP通信AddressingScheme申请，并使用A、B、C类地址不申请，直接使用A、B、C类地址不申请，直接使用私有地址Privateaddress（私有地址，专用地址）类私有地址总数A10.0.0.0~10.255.255.2551*AB172.16.0.0~172.31.255.25516*BC192.168.0.0~192.168.255.255256*C全网唯一本网唯一全网不唯一

19NumberofNetworksandHosts网络信息中心为每个网络分配唯一的netid该网络的管理机构为运行TCP/IP的主机和路由器分配网内唯一的hostidClassNetwork#Host#pernetworkA27-2=126224-2=16777214B214=16384216-2=65534C221=209715228-2=254

20SampleInternet222.13.16.0220.3.6.0201.2.5.0124.0.0.0134.18.0.0129.8.0.0222.13.16.3222.13.16.1222.13.16.23129.8.14.12129.8.0.1220.3.6.1220.3.6.2134.18.1.1134.18.1.7134.18.6.1134.18.4.9201.2.5.1201.2.5.2124.42.51.45124.42.5.45124.42.33.77

21思考路由器的一个接口接在两个IP网上的可能性路由器的多个接口接在一个IP网上的可能性可能不可能Net1Net2IP分组的选路：基于IP网络的选路IP地址——网络层，标识网络连接逻辑而非物理

224.5Subnetting&MaskClassfulIPAddressing（分类IP编址）FixedsizeofthreetypesofnetworksC类：少于255台主机的网络B类：介于255~65535台主机的网络A类：超过65535台主机的网络Alargewasteinaddressspace只有两、三台主机的网络，也至少要用256个IP地址A、B类浪费严重，少有达上万台主机的大型IP网络Solution：ClasslessIPaddressing（无类IP编址）Subnetting子网划分

Supernetting超网划分

23Subnetting子网划分AgivenIPnetworkisdividedintoasetofsubnetsOneormorephysicalnetworksformingasubsetofanIPnetworkTwo-levelmodelThree-levelmodel32bitsNetidHostidSubnetidHostidphysicalnetworkphysicalnetworkvariableRFC950anorganization(asite)

24Subnet141.14.2.20141.14.2.21141.14.2.105Subnet141.14.7.0Subnet141.14.2.0Subnet141.14.22.0141.14.7.45141.14.7.44141.14.7.96141.14.22.64141.14.22.9141.14.22.8TotherestoftheInternet2222777722222222Network141.14.0.0Analogy：Telephonenumber

25Mask（掩码）Subnetting更适合于物理网的实际大小不能再用首字节判定网络大小字节边界没有意义，仅用在点分十进制表示法中Mask（掩码）Identifythesizeofanetworkorasubnet32-bitbinarynumber1：Netid（网络）orNetid+Subnetid（子网）0：Hostid（主机）11001010011100110000110000000000202.115.12.0111111111111111111111111

00000000111111111111111111111111

11000000MaskNetidSubnetidHostid

26KeyTermsNetworkPhysicalnetwork：LAN、WAN——OSI’sL1&L2IPnetwork——OSI’sL3Majornetwork：classA,B,andCSubnetMaskSubnetmask：Netid+SubnetidDefaultmask：NetidNetworkMask

27SpecialAddressesintheSubnetNotall0sor1sNotall0sor1sNetidHostidSubnetidNetidHostidNotall0sor1sNetid+SubnetidHostidNotall0sor1sNotall0sor1s理论上实际上SubnetaddressSubnetbroadcastaddressNetworkaddressNetworkbroadcastaddress

28KeyTerms（cont.）网络号vs.网络地址网络号（Netid）：IP地址的一个组成部分网络地址（Netaddress）：一个IP地址子网号vs.子网地址子网号（Subnetid）：IP地址的一个组成部分子网地址（Subnetaddress）：一个IP地址主机号vs.主机地址主机号（Hostid）：IP地址的一个组成部分主机地址（Hostaddress）：一个IP地址

29KeyTerms（cont.）网络地址（Networkaddress）特定Netid全0Subnetid+全0Hostid子网地址（Subnetaddress）特定（Netid+Subnetid）全0Hostid主机地址（Hostaddress）特定（Netid+Subnetid）+特定Hostid全1网络广播地址全1子网广播地址直接广播地址

30Contiguousvs.NoncontiguousMaskNoncontiguousMaskex：111111011110111011110111011111100、1混杂在一起使网络构成和路由选择变得复杂——不实用ContiguousMaskex：11111111111111111111111111000000推荐使用

31MaskPresentationDecimalpointnotation255.255.255.192Netid+Subnetid=26bits，Hostid=6bitsBit-countnotation/26Thenumberofbit1用网络（含子网）地址和掩码表示一个网络202.115.12.64255.255.255.192202.115.12.64/26128，192，224，240，248，252，254，255/1，/2，/3，/4，/5，/6，/7，/8prefix（前缀）

32ANDoperationNetworkaddress=IPaddress&MaskHostaddress=IPaddress&MaskAddressrange={Networkaddress，Networkaddress+Mask}Ex：IPaddress=200.6.12.55，Mask=255.255.248.0Networkaddress=Hostaddress=Addressrange=200.6.12.55&255.255.248.0=200.6.12.55&0.0.7.255={200.6.8.0，Total：2048200.6.8.00.0.4.55200.6.15.255}200.6.12.5511111111111111111111100000000000Mask11001000000001100000110000110111200.6.8.01100100000000110000010000000000000000000000000000000011111111111Mask0.0.4.5500000000000000000000010000110111

33NetworkandSubnetPresentationMajornetwork20.0.0.0255.0.0.020.0.0.0/8160.2.0.0255.255.0.0160.2.0.0/16200.15.12.0255.255.255.0200.15.12.0/24Subnet20.1.0.0255.255.0.020.1.0.0/16160.2.4.0255.255.252.0160.2.4.0/22200.15.12.64255.255.255.192

200.15.12.64/26

34Exercises最小的IP子网的掩码是多少？分别以255.255.255.224和255.255.255.248为掩码值时，以下IP地址中哪些是子网地址？哪些是子网广播地址？哪些是主机地址？X.Y.Z.0，X.Y.Z.8，X.Y.Z.15，X.Y.Z.31，X.Y.Z.96128，192，224，240，248，252，254，255/1，/2，/3，/4，/5，/6，/7，/827，26，25，24，23，22，21，0IP地址+掩码

确定一个IP网络255.255.255.252

35SolutionX.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.15,X.Y.Z.31,X.Y.Z.960000000000001000000011110001111101100000255.255.255.224224:11100000子网地址:X.Y.Z.0,X.Y.Z.96子网广播地址:X.Y.Z.31主机地址:X.Y.Z.8,X.Y.Z.15子网中IP地址个数=25=320=0x32,96=3x3231=1x32

-1Rules：1、IP子网中IP地址个数NIP=2n,n=2,3,4,…2、子网地址中子网id所在字节值

=nxNIP,n=0,1,2,…

36Solution（cont.）X.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.15,X.Y.Z.31,X.Y.Z.96255.255.255.248248:11111000子网地址:X.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.96子网广播地址:X.Y.Z.15,X.Y.Z.31主机地址:无子网中IP地址个数=23=8

37UsingIPAddressWhereamI，位置Whatsizeisthisnetwork网络大小WherecanIgooutside路径

38SubnettingExample1一个具有A类地址的组织需要至少1000个子网，试找出子网掩码和每个子网的配置。分析至少需要1000个子网理论上，考虑全0和全1的subnetid，至少1002个子网29（512）<1002<210（1024），子网位数=10A类地址主机位数=A类网主机位数–10=24–10=14255.255.192.0MaskNetidHostid11111111111111111100000000000000Subnetid将hostid中的某些0改为1

39RangeofAddressesinExample1

40Discussion地址类别，Netid位数子网数，Subnetid位数主机数，Hostid位数地址类别，Netid位数主机数，Hostid位数子网数，Subnetid位数#Netid+#Subnetid+#Hostid=32A类：#Netid=8，#Subnetid+#Hostid=24B类：#Netid=16，#Subnetid+#Hostid=16C类：#Netid=24，#Subnetid+#Hostid=8

41SubnettingExample2一个具有A类地址的组织的每个子网最多需要分配1000个IP地址，试找出子网掩码。分析最多需要分配1000个IP地址考虑全0和全1的Hostid，至少要1002个IP地址29（512）<1002<210（1024），主机位数=10A类地址子网位数=A类网主机位数–10=24–10=14255.255.252.0MaskNetidHostid11111111111111111111110000000000Subnetid

42Discussion子网数量Subnetid位数是否考虑全0和全1的Subnetid，根据题目要求考虑：实际子网数+2不考虑：实际子网数主机数量Hostid位数必须考虑全0和全1的Hostid实际主机数（主机地址数）+2理论实际区分：主机地址vs.IP地址

43HowtoSubnetting?Fixlengthsubnetting（定长子网划分）共享同一IP网络前缀的子网大小相同划分依据：子网数量与子网内主机数量折中特点：划分简单，地址分配较浪费Variablelengthsubnetting（变长子网划分）共享同一IP网络前缀的子网大小不同划分依据：子网内的主机数量特点：灵活、高效利用地址空间变长子网掩码（Variable-LengthSubnetMask，VLSM）

44SubnettingExample3每个物理网络所需的IP地址数量Net1=Net2=3+3+2=8Net3=50+1+2=53Net4=40+1+2=43Net5=60+1+2=63Net1Net2Net3Net4Net525台主机3台主机40台主机60台主机50台主机25+3+2=30本子网内主机数+本子网内路由器接口数+2

45Example3——定长划分Mask=每个IP子网的实际IP数量：64IP地址总空间：5*64=320Net1Net2Net3Net4Net5308436353255.255.255.192 Net1:10.1.0.0/26Net2:10.1.0.64/26 Net3:10.1.0.128/26Net4:10.1.0.192/26 Net5:10.1.1.0/26

46Example3——变长划分Net1Mask=Net2Mask=Net3Mask=Net4Mask=Net5Mask=IP地址总空间：32+8+64+64+64=232Net1Net2Net3Net4Net5308436353/27/29/26/26/26Net1:10.1.0.0/27Net2:10.1.0.32/29 Net4:10.1.0.128/26Net3:10.1.0.64/26 Net5:10.1.0.192/26VLSM

47Discussion1Net1：10.1.0.0/2710.1.0.0~10.1.0.31Net2：10.1.0.32/2910.1.0.32~10.1.0.39Net3：10.1.0.64/2610.1.0.64~10.1.0.127Net4：10.1.0.128/2610.1.0.128~10.1.0.191Net5：10.1.0.192/2610.1.0.192~10.1.0.255掩码中0bit个数=32-27=5子网中IP地址个数=25=32问题：Net3的IP地址范围能否是10.1.0.40~10.1.0.103？40 00101000103 0110011164 01000000127 01111111不是

48Discussion2为Net4分配IP地址10.1.0.128/26（10.1.0.128~10.1.0.191）分析需要分配IP地址的设备：路由器、主机可以分配的IP地址：10.1.0.129~10.1.0.190解答路由器接入Net4的接口IP地址：10.1.0.129Net4中的主机IP地址：10.1.0.130~10.1.0.190

49AssignIPAddressNet4Net2Net2：10.1.0.32/29Net4：10.1.0.128/2610.1.0.32~10.1.0.3910.1.0.128~10.1.0.19110.1.0.33~10.1.0.3810.1.0.129~10.1.0.190IP地址=10.1.0.33掩码=255.255.255.248IP地址=10.1.0.34，掩码=255.255.255.248IP地址=10.1.0.129，掩码=255.255.255.192IP地址=10.1.0.130掩码=255.255.255.192默认网关=10.1.0.129

504.6SupernettingSupernetting将几个C类网合并成一个更大的地址范围Method将Netid中的某些1改为032bitsSupernetidNetidHostidNetidHostidHostid

51Discussion子网构成：主机号子网号使用：地址分配一个物理网络超网构成：网络号主机号使用：地址申请一个组织（含多个物理网络）该组织可在超网地址范围内，使用子网技术为内部的每个物理网络分配适当的IP地址空间使用：路由聚合，即CIDR合分分类（Classful）分类（Classful）

52Supernet超网表示：X.Y.32.0255.255.252.0或X.Y.32.0/22超网的网络地址思考：超网的网络地址能否是X.Y.33.0X.Y.32.0:XY0010000000000000X.Y.33.0:XY0010000100000000X.Y.34.0:XY0010001000000000X.Y.35.0:XY0010001100000000Mask:255.255.1111110000000000

53Exercises某公司需要600个I