网络通信技术应用 课件全套 1.1-2 OSI与TCP-IP,以太帧-2.14 BGP动态路由协议

OSI与TCP/IP模型、以太帧OSI与TCP/IP模型、以太帧OSI模型TCP/IP模型以太帧以太网交换机一、OSI模型国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrgnization）提出了一个关于计算机网络体系的理论标准——开放系统互联参考模型（OSI/RM，OpenSystemInterchangeReferenceModel），简称为OSI模型。要使各种各样的主机、设备联网通信，要解决的问题很多、很复杂。OSI模型按照网络的各种功能分类，将计算机网络在逻辑上分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，如图1-1-1左图所示。一、OSI模型物理层定义各种设备接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性，物理层传输的数据是比特（0、1）流，物理层为数据链路层提供了透过具体物理介质的比特数据传输服务。物理层主要接口标准（协议）有RS232、RJ45、EIA/TIA568、SC(LC,ST)、Serial等。各层功能如下：一、OSI模型数据链路层负责数据通信链路的建立、帧传输与链路释放，数据帧界定、透明传输、帧差错检测，设备接口硬件地址（物理地址、MAC地址），无线局域网还要保证数据链路层可靠传输服务。数据链路层可以分为介质访问控制子层（MAC子层）和逻辑链路控制子层（LLC子层）。数据链路层传输数据单位是帧，为网络层提供透过具体链路差别的服务。主要协议有PPP、HDLC、CSMA/CD、DIXEthernetV2、IEEE802.3、CSMA/CA、VLAN(IEEE802.1Q)、STP(IEEE802.1D)等。各层功能如下：一、OSI模型网络层负责点到点的数据通信，网络逻辑地址（IP地址）的定义与划分、IP数据报(将上层传下来的数据报文分片)、IP路由，OSI提议面向连接和面向无连接两种服务，实际网络层只提供面向无连接的服务。传输数据形式是IP数据报（IP分组、IP报文）。为传输层提供透过具体网络的报文传输服务。网络层的主要协议有IP、ARP、ICMP、IGMP、OSPF协议等。常将物理层、数据链路层和网络层合起来，称为OSI底层。各层功能如下：一、OSI模型传输层负责端到端（端点-端点）的数据通信，提供面向连接和无连接的两种服务。传输层还提供端到端可靠传输服务、流量控制和拥塞控制服务等。OSI模型中，传输层常被称为中间层，传输层利用底层提供的服务，实现端到端的通信，从而为高层服务。传输层的主要协议有UDP、TCP等。各层功能如下：一、OSI模型会话层主要提供通信会话的建立、维持、释放。表示层主要定义数据格式、加密与压缩等。应用层面向用户提供各种网络应用服务，如WWW（万维网）服务、文件传输（FTP）服务、电子邮件（e-mail）服务、域名解析（DNS）服务、远程登录（Telnet）、简单网络管理服务等。应用层的主要协议有http、https、DNS、SMTP、POP3、SNMP、Telnet、FTP、TFTP等。会话层、表示层和应用层常被称为高层，也有人将这三层合起来统称为应用层。各层功能如下：二、TCP/IP模型TCP/IP模型是由美国高级项目研究局，在研究实施ARPA-NET时，逐步探索出来的一种计算机网络标准，TCP/IP模型是因特网建设的标准和规范。TCP/IP模型将计算机网络从逻辑上分为四层：网络接口层、网际层、传输层和应用层。如图1-1-1右图所示。二、TCP/IP模型TCP/IP模型与OSI模型对应关系如下。TCP/IP模型的网络接口层，大致相当于OSI模型的物理层和数据链路层的MAC子层（省去了数据链路层的LLC子层），TCP/IP模型的网际层，相当于OSI模型的网络层，TCP/IP模型的传输层相当于OSI模型的传输层，TCP/IP模型的应用层大致相当于OSI模型的会话层+表示层+应用层。二、TCP/IP模型OSI模型与TCP/IP模型各有优缺点。OSI模型理论好，用OSI模型可以很清晰、科学地解释计算机网络各层的功能、原理，解释各种网络现象，且OSI模型是计算机网络的国际标准；但OSI模型不是具体的实践模型，还没有一个实际网络是按照纯粹的OSI模型建设起来的。TCP/IP模型实践好，TCP/IP模型是从实践中总结出来的模型，具有非常好的实战性，因特网就是按照TCP/IP模型组建起来的；但TCP/IP模型的理论提炼还不够，用它来解释有些网络现象和问题时，不够清晰明了。三、以太网协议与以太帧1.

以太网协议IEEE802.3与DIXEthernetV2按照通信链路独享还是共享，数据链路可分为点到点式链路和广播式链路。遵循PPP（或HDLC）协议的链路是点对点式链路。遵循CSMA/CD协议（CSMA/CD算法）的链路是广播式链路。采用CSMA/CD协议、广播式链路的局域网是有线以太局域网，简称以太网（Ethernet）；遵循CSMA/CA协议（CSMA/CA算法）是无线以太局域网（wifi网络），大多数局域网都是有线以太局域网。有线以太局域网的标准有：IEEE802.3标准和DIXEthernetV2标准。IEEE802.3是以太网的国际标准，DIXEthernetV2标准是因特网中以太局域网标准。无线以太局域网的标准是IEEE802.11。本课程主要学习有线以太局域网技术。三、以太网协议与以太帧2.

以太帧以太数据帧（简称以太帧）由帧首部、数据(data)和帧校验(FCS)三部分组成，如图1-2-1所示。帧首部为14字节（Byte），其中目的MAC地址6字节、源MAC地址6字节、类型或长度2字节，帧的数据部分为46~1500字节，帧校验(FCS)为4字节。三、以太网协议与以太帧2.

以太帧由于以太网有2个标准，以太帧也分为DIXEthernetV2以太帧和IEEE802.3以太帧两种。两种以太帧的不同之处在于，以太帧的首部第3个字段（第13、14字节）的数值大小与含义不同。DIXEthernetV2规定帧首部第13、14字节代表类型，表示以太帧的数据部分DATA属于另外哪一种协议类型的报文；而IEEE802.3帧的首部第13、14字节，表示以太帧的数据部分DATA的长度（单位字节）。两种以太帧的结构区别如图1-2-2所示。三、以太网协议与以太帧DIXEthernetV2以太帧首部第13、14字节的值大于或等于0x0800。若这个字段的值为0x0800，表示该以太帧的DATA部分是IPv4数据报；若这个字段的值为0x0806，则其DATA部分是ARP报文；若这个字段的值为0x86dd，表示其DATA部分是IPv6数据报。IEEE802.3以太帧首部第13、14字节表示该帧DATA部分的长度，其值小于0x0600，因为以太帧数据部分DATA最长不能超过1500字节，变换为十六进制数为0x05DC（小于0x0600）。三、以太网协议与以太帧当抓到一个以太帧时，可以根据其第13、14字节的值来判断是DIXEthernetV2以太帧还是IEEE802.3以太帧。帧首部第13、14字节的值大于或等于0x0800的，就是DIXEthernetV2以太帧，若小于0x0600则是IEEE802.3以太帧。图1-2-3是用Wireshark工具软件在实验中抓取到的2个以太帧，图1-2-3上图所示以太帧首部第13、14字节值为0x0800，表示该帧是DIXEthernetV2以太帧，0x0800表示帧的数据部分是IP分组（IP报文，IP数据报）；图1-2-3下图所示的以太帧首部第13、14字节值为0x0069（小于0x0600），该帧就是IEEE802.3以太帧，数据部分的长度为0x0069（十进制数为105字节），DATA部分是从第一行第15字节(第一个42)开始，到最后一行末尾(14)为止，共105字节，Wireshark抓取的数据帧不显示帧校验(FCS)的内容。现实局域网中的以太帧，大多是DIXEthernetV2帧，少数是IEEE802.3帧。四、以太网交换机以太网交换机（EthernetSwitch）是一种多接口的网桥（Bridge），常简称交换机（Switch）。交换机是数据链路层设备，交换机的每一个接口是一个冲突域，交换机所有接口共同一个广播域（未划分vlan的情况下）。作为对比，集线器（HUB）是物理层设备，集线器的所有接口共同一个冲突域、所有接口共同一个广播域。交换机外形、仿真符号如图1-2-4所示。手绘交换机符号时，可用一个小矩形再内画一个X表示。常用的交换机为二层交换机（具有物理层和数据链路层功能），还有一种三层交换机（具有部分网络层的功能），仿真符号有区别，如图1-2-3(b)所示。四、以太网交换机交换机三大主要功能：（1）自动MAC地址学习功能，将学习到的MAC地址与交换机端口号存入交换表中。（2）转发数据帧功能，识别数据帧首部的目的MAC地址、源MAC地址，查找交换表，若交换表中有该帧的目的MAC地址，就将该帧从交换表指定的端口发出去；若交换表中没有该帧的目的MAC地址，就将该帧从除进入端口以外的其它所有端口转发出去（广播）。（3）VLAN功能，交换机上可创建多个vlan，交换机的端口分为访问接口（access接口）、主干接口（trunk接口）和混合接口（hybrid接口，华为独有的接口类型），access接口只允许一种vlan的帧通过、trunk接口允许多种不同vlan帧通过，hybrid接口则同时具有access接口和trunk接口的功能。四、以太网交换机（1）交换表与自动MAC地址学习交换机工作期时，内存（RAM）中动态地维持一个交换表（也叫MAC地址表），交换表内有多条记录，每一条记录记载着交换机一个接口的名称、该接口所连接设备的MAC地址和该接口所属VLAN等信息。交换表中MAC地址等信息，是交换机在转发数据帧过程中自学而得到的。图1-2-5所示是一台Cisco交换机的交换表（MAC地址表，使用showmac-address-table命令查看）。四、以太网交换机（1）交换表与自动MAC地址学习交换机刚启动时，交换表的内容为空白；当有一个以太帧从交换机一个接口进来，交换机就读取这个帧首部的源MAC地址，将这个MAC地址和这个接口号等信息写入交换表，这样就建立了交换表的第一条记录；照此循环，直至交换表记录了该交换机下所有设备的MAC地址信息，此时交换表就稳定（收敛）了；交换表里的MAC地址记录维持时间只有几分钟（大约5分钟），如果在几分钟内没有收到来自该MAC地址的帧或去往该MAC地址的帧，则会将该条MAC地址记录从交换表中删除。四、以太网交换机（2）交换机数据帧转发交换机内有一个数据转发的硬件交换结构，通过这个交换结构可以实现数据帧从一个接口到另一个接口的高速转发。当一个以太帧进入交换机以后，交换机找到这个以太帧首部的目的MAC地址，按照交换表的接口和MAC地址信息将这个帧从目地接口转发出去；如果交换表中不存在这个目的MAC地址，则发一个广播帧，将广播帧从除输入端口以外其它所有端口转发出去，目标地址相符的主机回复一个以太帧，其余主机不回复。四、以太网交换机（3）交换机VLAN功能VLAN是网管型交换机（智能交换机）基本功能。交换机原本所有接口属于同一个广播域，若人为地将交换机划分为几个VLAN以后，每一个VLAN对应一个广播域，交换机里原来的一个广播域就分割为几个广播域了，以太帧广播转发只在同一个VLAN内发生。当交换机划分VLAN以后，以太帧流进交换机后其首部将增加一个VLANTAG字段（4Bytes）。使用VLAN后，交换机的接口（或端口）分为三种类型：ACCESS接口（或端口，只允许一种VLAN帧通过）、TRUNK接口（或端口，允许多种VLAN帧通过）和Hybrid接口（将ACCESS与TRUNK混合的接口或端口，这种类型只有华为交换机具有）。IP协议与路由器IP协议与路由器IP地址IP数据报IP路由路由器与网络互联作业一IP协议与路由器IP（InternetProtocol）协议是网络层的主要协议。IP协议分为IPv4协议和IPv6协议两种，IPv4是传统的IP协议，IPv6是新一代网络的IP协议。与IP协议配套的网络层协议还有ICMP、ARP、IGMP，以及动态路由协议OSPF等。IP协议主要包括三大内容：（1）IP地址，（2）IP数据报，（3）IP路由。实现网络层功能的主要设备是路由器，三层交换机也具有一些网络层的功能（IP地址和IP路由功能）。一、IP地址IP地址是IP协议最基本的内容。IP地址分为IPv4地址和IPv6地址，IPv4地址是32位的二进制数，IPv6地址是128位的二进制数。IP协议规定连接在网络上的每一台主机必须有一个与众不同的IP地址、路由器的每一个接口须有一个同的IP地址。通常讲的IP地址是指IPv4地址。IPv4地址（以下简称为IP地址）又有分类IP地址和无分类IP地址之说。一、IP地址1.分类IP地址按照IP地址前几位的特征和网络号、主机号位数不同进行分类，将IP地址分为A、B、C、D、E五类。其中A、B、C三类IP地址中，每一个IP地址都是由网络号（net-id）和主机号（host-id）组成，如图1-3-1所示。D类和E类IP地址不分段。一、IP地址1.分类IP地址五种类型IP地址特点如下。A类IP地址：第1位（bit）是0，网络号位数为8位、主机号位数为24位；B类IP地址：前2位（bit）是10，网络号位数为16位、主机号位数为16位；C类IP地址：前3位（bit）是110，网络号位数为24位、主机号位数为8位；D类IP地址：前4位（bit）是1110；E类IP地址：前4位（bit）是1111。A、B、C类IP地址是通用IP地址，D类IP地址是组播IP地址，E类IP地址一般做实验测试之用。一、IP地址1.分类IP地址IP地址的表示。32位的IP地址，分为4个字节，将每1个字节用1个十进制数(0~255)表示，中间用点"."隔开，形成点分十进制形式。例如，一个IP地址的二进制形式如下11000010101010000000101010000001用点分十进制表示为：29从IP地址的十进制表示形式来看，第1个字节在0-126范围的IP地址是A类IP地址（第1字节为127的IP地址作为回环测试地址），第1个字节在128-191范围的IP地址是B类IP地址，第1个字节在192-223范围的IP地址是C类IP地址；第1个字节在224-239范围的IP地址是D类IP地址，第1个字节在240-255范围的IP地址是E类IP地址。上述IP地址29，是C类IP地址。一、IP地址1.分类IP地址网络号（net-id）相同的IP地址，属于同一个网络。在同一个网络里，所有IP地址的网络号（net-id）都相同，每一个IP地址的主机号（host-id）都不相同。A、B、C类网络各有多少个？一个网络里有多少个IP地址、可指派的IP地址数？下面进行分析。在同一个网络里，每一个IP地址的网络号（net-id）都相同，但主机号（host-id）不同，所以一个网络里IP地址数，是由IP地址中主机号（host-id）位数决定的。按照排列组合法进行计算，若一个IP地址的主机号为h位，则其所在网络共有2h个不同的IP地址。一、IP地址1.分类IP地址一个网络所有IP地址中，有2个特殊IP地址：（1）主机号全0的IP地址——网络地址；（2）主机号全1的IP地址——广播地址。网络地址和广播地址不能指派给任何一个具体网络设备（主机、路由器等）使用，其它IP地址则可以指派给具体网络设备使用。网络地址是唯一代表一个网络的IP地址，网络地址在路由、访问控制列表、网络地址转换中有着非常重要的应用；广播地址则是当网络设备向整个网络发布广播IP数据报时，需要用到广播地址。譬如一个C类网络的网络号为192.168.10，主机号全为0的IP地址，就是该C类网络的网络地址；主机号全1的IP地址55，是这个C类网络的广播地址。一、IP地址除了网络地址和广播地址，网络内其它IP地址，都可以指派给主机或路由器接口使用，被称为可指派的IP地址。因而，每一个网络里可以指派的IP地址数为2h-2个（h为IP地址中主机号的位数）。由此，可得出每一个A类、B类、C类网络内，共有IP地址数和可指派的IP地址数。（1）每一个A类网络（IP地址中主机号位数为24位），有224=16777216个不同IP地址，可以指派的IP地址数为224-2=16777214个；（2）每一个B类网络（IP地址中主机号位数为16位），有216=65536个不同IP地址，可以指派的IP地址数为216-2=65534个；（3）每一个C类网络（IP地址中主机号位数为8位），有28=256个不同IP地址，可以指派的IP地址数为28-2=254个。一、IP地址IP地址中的不同网络号，代表着不同的网络。若2个IP地址的网络号不同，则说明这2个IP地址在不同的网络里。已知A、B、C三类网络IP地址的网络号（net-id）位数分别为8位、16位和24位。但A类IP网络号的前1位（bit）固定为0、B类IP网络号的前2位（bit）固定为10、C类IP网络号的前3位（bit）固定为110，于是A、B、C三类网络的可变化的网络号位数分别为7位、14位和21位，所以（1）A类网络共有126个（27-2=126，除去0号、127号网络）；（2）B类网络共有16384个（214）；（3）C类网络共有2097152个（221）。一、IP地址2.私有IP地址与公有IP地址由于IPv4地址不够用，Internet管理委员会就从A、B、C三类网络中，分别拿出1个A类、16个B类、256个C类网络作为私有网络。私有网络的IP地址（私有IP地址、局部IP地址、专有IP地址）范围如下：（1）A类私有IP地址范围：-55（可表示为10/8）（2）B类私有IP地址范围：-55（可表示为172.16/12）（3）C类私有IP地址范围：-55（可表示为192.168/16）例如：是一个A类私有IP地址，9是一个B类私有IP地址，0是一个C类私有IP地址。一、IP地址2.私有IP地址与公有IP地址A、B、C三类网络的IP地址中，除了私有IP地址和回环地址的/8，其余IP地址都是公有IP地址（也叫全局IP地址，或全球IP地址）。例如：6是一个A类公有IP地址，8是一个B类公有IP地址，9是一个C类公有IP地址。公有IP地址，既可以在公网（因特网）上使用，也可以在网络自治系统（AS）内部使用，公有IP地址要全世界统一安排、分配使用。所有的私有IP地址，都可以在每一个网络自治系统（AS）内部使用，但公网（因特网）上不能识别所有的私有IP地址。一、IP地址3.掩码与网络地址的计算IPv4地址由网络号和主机号组成，IPv4地址可以分为A、B、C、D、E类，其中A、B、C类IP地址的网络号分别为8位、16位、24位。IPv6地址也分为网络前缀号和主机号2部分，但是IPv6地址却不分类，其网络前缀号的位数可以从1到128。（1）IPv4地址的掩码IP地址分类时，为了体现出一个IPv4地址中前面多少位是网络号、后面多少位是主机号，采用一个新的量——掩码（mask）来表示。IPv4协议规定，每一个IPv4地址都要有一个伴随的掩码，掩码也是一个32位（bit）的数。掩码的特征：前面连续若干个1，后面连续若干个0，例如掩码：11111111111111110000000000000000。掩码从左到右出现第一个0以后，后面各位就全是0（不再出现1）。掩码中1的位数，等于其伴随IP地址的网络号的位数。一、IP地址3.掩码与网络地址的计算由于A、B、C三类IP地址网络号的位数分别为8、16、24位，所以A类IP地址伴随的掩码为11111111000000000000000000000000B类IP地址伴随的掩码11111111111111110000000000000000

C类IP地址伴随的掩码11111111111111111111111100000000IPv4掩码掩码记法一，常采用点分十进制数形式记录，形式如下m1.m2.m3.m4//m?:0-255(未划分子网时，取值为0或255)A、B、C三类IP地址的伴随掩码分别可记为、、

一、IP地址3.掩码与网络地址的计算该IP地址采用点分十进制数记为：29伴随掩码点分十进制数记为：

IPv4掩码记法二，采用斜线法以记为/M的形式，M即是掩码前面1的位数。于是，IP地址与伴随掩码用斜线法表示为：x.x.x.x/M//M:0-32，未划分子网时取8、16或24这是IP地址与伴随掩码的简便记法。例如上述IP地址的掩码，可以用斜线法记为：/24。这样，上述IP地址及其伴随掩码，可以简便地记为：29/24一、IP地址3.掩码与网络地址的计算未划分子网时，分类IP地址的三种掩码，采用斜线记法时分别为/8、/16和/24（2）网络地址的计算与可变长子网掩码每一个A、B或C类网络，有且仅有一个网络地址，根据网络地址的定义，每一个网络的网络地址是IP地址中主机号全为0的IP地址。网络地址虽然不能指派给某一个具体设备使用，但网络地址代表了整个网络，网络地址具有非常重要的意义，它在路由设计中有重要应用。除了网络地址的定义，求网络地址还有一个严谨的计算方法——“位与”计算法。一、IP地址3.掩码与网络地址的计算“位与”计算法中的“位与”就是将两个二进制数按位相与的运算，是将某一个IP地址（二进制形式）的与其伴随的掩码（二进制形式）作按位逻辑与(&)的运算，其计算结果就是该IP地址所在网络的网络地址。按照数字逻辑运算法则，一位(bit)数的逻辑“与”（&）运算的基本法则是：0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1IP地址和掩码作“位与”计算是要将两个32位的二进制数按数位对齐，然后进行按位相“与”(&)的运算。由于掩码的特点是前面连续多个1后面连续多个0，为简化运算过程，将多位二进制数的逻辑“与”（&）运算法则，修改为如下阳氏“位与”运算口诀：一、IP地址3.掩码与网络地址的计算阳氏运算口诀：1”位与(&)”任何数得原数，0”位与(&)”任何数得0。这个口诀没有改变运算逻辑“位与”的运算规则，却使得IP地址与掩码的“位与”运算变得更简单。例如，一个C类IP地址31/24，其掩码的点分十进制形式为，其中255对应的二进制数为11111111，0对应的二进制数为00000000。按照上述运算口诀，多个1位和任何数相与得原数，多个0位和任何数相与得0，以字节（8bit）为单位的2个二进制数的位与运算如下：一、IP地址3.掩码与网络地址的计算写成横式：31&=。即IP地址31/24所在网络的网络地址为。一、IP地址3.掩码与网络地址的计算采用“位与”运算口诀，不仅可用于计算A、B、C类IP地址的网络地址，还可以方便地计算可变长子网掩码（VariableLengthSubnetMask，VLSM）时的网络地址，在划分子网时，掩码就叫子网掩码了。可变长子网掩码不是指32位的子网掩码总位数发生变化（总位数32位不变），而是指掩码前面1的位数，不一定是8、16或24位，而是可以变化为0~32之间任意一个整数。例如，二进制形式的子网掩码11111111111111111111111111000000采用斜线法可记为：/26采用点分十进制形式则表示为：92。一、IP地址3.掩码与网络地址的计算例如，一个IP地址和子网掩码为20/26，试计算出该IP地址所在网络的网络地址。IP地址最后一个字节220对应的二进制数为11001010。按照“位与”运算口诀（1位与任何数得原数、0与任何数得0），则：写成横式：02&92=92，即IP地址20/26所在网络的网络地址为172.18.19.192，该IP网络可用172.18.19.192/26表示。路由器设备能使用这种运算规则，自动计算各接口IP地址所在网络的网络地址。一、IP地址4.IPv6地址IPv6提出的缘由。由于IPv4地址只有32位（bit），总共只有232个IPv4地址，IPv4地址早已分配完毕。可是因特网却在不断地扩张，特别是物联网时代的到来，联网的每一个设备都需要IP地址。这就需要很多的IP地址，只有扩展IP地址的位数才能满足要求，IP地址的位数每增加一位，IP地址数就会扩大一倍。IPv6协议将IP地址的位数扩展到128位，从理论上来讲，IPv6最多可以有2128个IP地址，这是一个非常巨大的数字，可以满足全世界各种联网对IP地址的需求。128位的IPv6地址由网络前缀（net-prefix-id）和主机号（host-id）组成，如下图所示一、IP地址4.IPv6地址——IPv6地址的表示和书写128位的IPv6地址比较长，直接使用二进制数，不便于记忆和书写。即使像IPv4一样，采用按字节分组、点分十进制数形式表示，也有16个十进制数，还是太长、不方便记忆和书写。于是，采用如下方法来记录和表示IPv6地址。（1）按2字节分组。将128bit的IPv6地址分为8小组，每一小组2个字节(16bit)。（2）十六进制数表示。将每一小组转换为4位十六进制数，组与组之间用:分隔。当4位十六进制数全为0时，可以省写为1个0；4位十六进制数部分为0时，第1个非零数字前面的0可以省略。例如一个IPv6地址：FDB9:0000:78AB:0003:0000:0000:025C:7600可以写为：FDB9:0:78AB:3:0:0:25C:7600一、IP地址4.IPv6地址——IPv6地址的表示和书写（3）零压缩记法::。可以将IPv6地址地址中连续多个0压缩，书写为::，但是一个IPv6地址只能使用一次零压缩符号::。例如，上述IPv6地址，采用零压缩法以后，可以缩写为FDB9:0:78AB:3::25C:7600另一个IPv6地址8BA:0:0:0:0:0:0:D1采用零压缩记法后，缩写为8BA::D1。一、IP地址5.IPv6掩码与网络地址IPv6地址（128bit）也是由网络前缀和主机号组成，每一个IPv6地址也有一个伴随掩码,这种掩码也是128bit，特征是前面连续若干个1、后面连续若干个0，掩码中1的位数与其伴随的IPv6地址中网络前缀号位数相等。IPv6掩码，一般是采用斜线法来表示，IPv6的掩码记为：/M(M:0-128)M取值范围是十进制0-128，即IPv6地址的网络前缀号位数可以是0-128之间任意数。例如：一个IPv6地址及其掩码880f:120d::a011/120，说明：880f:120d::a011这个IPv6地址的前120位(bit)880f:120d::a0是网络前缀；128-120=8，其后8位(bit)11是主机号。一、IP地址5.IPv6掩码与网络地址每一个网络都有一个不同的网络前缀，同一个网络内所有的IP地址具有相同的网络前缀、不同的主机号，IPv6网络也是如此。每一个IPv6网络都有一个网络地址和一个广播地址。IPv6的网络地址是主机号全为0的IPv6地址，广播地址是主机号全为1的IPv6地址。网络地址和广播地址也是不可指派给一个具体设备的IPv6地址，但是网络地址在路由中有重要应用。一个IPv6地址的伴随掩码为/M（M为十进制数）时，该IPv6地址的主机号位数为128-M。设h=128-M，则这个IPv6地址所在的网络内共有2h个IPv6地址，可指派给设备使用的IPv6地址数为2h-2个（减去的2是网络地址和广播地址）。一、IP地址5.IPv6掩码与网络地址IPv6网络地址计算方法，与IPv4的计算方法一样。例如，IPv6地址及其伴随掩码880f:120d::a011/120（注意IPv6地址是十六进制数，掩码120是十进制数），按照“位与”运算口诀，将掩码写成十六进制数的计算竖式如右：其中...代表若干个f，因此，IPv6地址880f:120d::a011/120所在网络的网络地址为880f:120d::a000，该IPv6地址所在网络可用880f:120d::a000/120表示；该IPv6地址所在网络的广播地址为880f:120d::a0ff。该IPv6地址的主机号占128-120=8位，其所在网络共有256（28）个IPv6地址，可指派的IPv6地址数为254（28-2）个，可指派的IPv6地址范围是880f:120d::a001~880f:120d::a0fe。一、IP地址6IPv6地址分类IPv6地址可以分为单播地址、组播地址、任播地址等几类。IPv6单播地址（UnicastAddress）对应一个接口，发往单播地址的数据报会被对应的接口接收。单播地址又分为链路本地地址、网点本地地址和全局单播地址。链路本地地址的特点是IPv6地址的前10位是1111111010，网点本地地址的特点是IPv6地址的前10位是1111111011。IPv6组播地址（MulticastAddress）对应一组接口，发往组播地址的数据报会被这组的所有接口接收。组播地址的特点是IPv6地址的前8位是11111111。IPv6任播地址（AnycastAddress）对应一组接口中的一个，发往任播地址的数据报会被这组接口中的一个接口接收，具体有哪一个接口接收须由具体的路由协议确定。一、IP地址6IPv6地址分类此外，还有回环地址、未指定地址等特殊地址。::1是回环地址，相当与IPv4中的。这几类IP6地址的特点如表1.1所示。一、IP地址7无分类IP地址现在来学习无分类IPv4地址。为了与IPv6地址统一，也为了灵活使用IPv4地址块，IPv4地址可以分类，也可以不分类不分类。不分类时就叫无分类域间路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR），也就是IPv4地址不分A、B、C、D、E类，每一个IPv4地址都是由网络前缀和主机号组成（与IPv6地址类似），如下图所示。一、IP地址7无分类IP地址无分类IPv4地址的伴随掩码。设无分类IPv4地址的网络前缀位数M，采用斜线记法掩码为/M，M可以是0-32中任意整数，例如/7、/8、/12、/15、/19、/24、/25、/26、/29、/32等。这样，IPv4地址及其伴随掩码的可以表示为：

x.x.x.x/M(M取值范围:0-32)例如：9/7，/13，0/25，0/29，/30无分类IPv4地址伴随的掩码，可以用点分十进制形式表示。掩码/7、/13、/25、/29、/30的点分十进制形式分别为、、28、48、52。一、IP地址7无分类IP地址虽然CIDR掩码位数M可以取0-32中任意一个数，但一定要遵守前面连续若干个1、后面连续若干0的规则。掩码的点分十进制形式中，每一字节只能是0、128、192、224、240、248、252、254或255中的一个，它们的对应关系如下。思考一下，斜线记法的掩码/11、/23、/26、/27、/28，点分十进制掩码分别是什么？当IP地址采用无分类CIDR技术以后，一个网络的所有IP地址构成一个地址块（以前叫一个网络）。例如，地址块/24，地址块/12，地址块/7等。地址块/12也可以写成172.16/12，地址块/7也可以写成10/7。二、IP数据报IP数据报（IP数据包，IP报文，IP分组）分为IPv4数据报和IPv6数据报两种，基于IPv4协议的网络层数据报是IPv4数据报，基于IPv6协议的网络层数据报是IPv6数据报。1.IPv4数据报IPv4数据报分为首部和数据两部分，首部的固定部分为20字节，首部的可变部分为0~40字节。如图1-3-4所示。二、IP数据报IPv4首部固定部分的各字段含义如下。版本(4bit)：二进制值为0100，第4版的意思；首部长度(4bit)：二进制值范围0000-1111（十进制值范围0-15），以4字节为一个单位；区分服务(8bit)：前3位表示优先级（值越大越优先），中间4为分别表示对D(时延)、T(吞吐量)、R(可靠性)、C(服务费用)是否有要求，最后一位未定义。默认全为0（0x00）；总长度(16bit)：最大值0xffff，单位字节，即IP数据报最大总长度为65535B（64KB）；标识(16bit)：此IP数据报的ID号；标志(3bit)：第1位未定义，第2位DF表示此IP数据报是否可分片（0表示可分片，1表示不可分片），第3位MF表示此IP数据报是否是最后一个分片（1表示后面还有分片，0表示这是最后一个分片）；二、IP数据报片偏移(13bit)：表示此分片报文的数据部分的第1字节，在原始未分片时报文中的字节序号，以8字节为一个数据单位；生存时间TTL(8bit)：发出IP数据报的源主机设一个初始TTL值，源主机系统平台不同初始值分别设置为255、128或64，然后IP数据报被路由器每转发一次就减1，直至TTL值变为0以后，不再转发；协议(8bit)：是指IP数据报的的数据部分是哪一种协议的报文，常见的协议及协议号有ICMP协议号为1，TCP协议号为6，UDP协议号为17，OSPF协议号为89，等等；首部校验和(16bit)：采用二进制反码运算求和方法计算出IP数据报首部的校验和，二进制反码运算求和是先将IP数据报按照每16bit为一个字进行划分，再计算第1、2个字的二进制和（采用循环进位法），将计算结果与第3个字相加，直至所有字都加完以后，将结果按位变反（1变0，0变1）；二、IP数据报源IP地址(32bit)：发送IP数据报源主机的IP地址，在路由器转发过程中，一般保持不变，除非经过路由器时作了地址转换；目地IP地址(32bit)：要接收该IP数据报的目的主机IP地址，在路由器转发过程中，一般保持不变，除非经过路由器时做了地址转换；选项：该字段是为了增加IP数据报的功能，但同时也使得IP数据报的首部长度成为可变，从而增加了每一个路由器处理数据报的开销,实际上这些选项很少被使用;填充：填充若干bit的0,是为了确保首部长度为4字节(32位)的整数倍。选项+填充的长度为0~40字节，但必须为4字节整倍数。二、IP数据报图1-3-5是采用WireShark抓取的一个IPv4数据报。二、IP数据报该IPv4数据报的首部各字段值及含义如下：0x45表示版本号为4，首部长度为5（5*4B=20B）；0x00表示区分值全为0，即无优先级、不区分服务；0x003c表示IP数据报总长度为0x3c字节(十进制60字节)；0xb193表示该IP数据报的id号；0x4000前3bit为010，DF=1表示不分片，MF=0表示这是最后一片；后13bit全为0，表示片偏移为0；0x7f表示生存时间TTL，十进制数为127；0x01表示协议号为1，该IP数据报的数据部分是ICMP协议的报文；0xaabe是该IP数据报的首部校验和；0xc0a80a0a表示源IP地址，点分十进制形式是0;0xc0a81414表示目的IP地址，点分十进制形式是0.说明：图1-3-5所示报文，最前面14个字节（0x5489...0800）是以太帧首部的信息，最后40字节（0x0800...2627）是ICMP报文。二、IP数据报2.IPv6数据报IPv6数据报分为基本首部和有效载荷（扩展首部，数据部分），基本首部40字节，有效载荷是可变部分，有效载荷最大可达64KB（65535字节）。如图1-3-6所示。二、IP数据报2.IPv6数据报IPv6数据报的基本首部各字段的含义如下。版本(4bit)：二进制值为0110，第6版的意思；区分服务(8bit)：与IPv4区分服务字段相同；流标号(20bit)：为源站点到目的站点的一系列数据报指定一个随机流标识符（1~220-1之间一个随机数），流标号为0时表示未采用流标号；有效载荷长度(16bit,第5、6字节)：有效载荷（扩展首部+数据）的长度，单位字节，最大为64KB（65535字节）；下一个首部(8bit,第7字节)：指第一个扩展首部的协议号，如没有扩展首部，该字段值是数据部分所属协议的协议号，如TCP协议号6、UDP协议号17、ICMPv6协议号58等；二、IP数据报2.IPv6数据报跳数限制(8bit,第8字节)：表示该数据报还能允许的跳数，跳数的初始值由源站点设置（一般初值为255,128或64），路由器每转发一次该值减1，当该值变为0时，路由器就不再转发；源IPv6地址(128bit,第9~24字节)：指明该数据报发送站点的IPv6地址；目的IPv6地址(128bit,第25~40字节)：指明接收该数据报的站点的IPv6地址。扩展首部不是必须，扩展首部可以是以下6种之一（RFC2460定义）：二、IP数据报2.IPv6数据报a.逐跳选项、b.源路由选择、c.分片与重装、d.数据完整性与鉴别、e.封装安全有效载荷、f.目的站点可选信息。我们来分析一个实际的IPv6数据报，图1-3-7是用WireShark抓取的一个IPv6数据报。二、IP数据报该IPv6数据报的固定首部各字段值及含义如下：0x60000000：前4bit值为0110，说明版本号为6；区分服务8bit全0，说明不区分服务；流标号20bit全0，说明不设流标号；0x0028：有效载荷(包括扩展首部与数据)长度40字节（0x28）；0x3a：下一个首部58号协议，58是ICMPv6协议，属于数据部分，说明没有扩展首部；0xfe：跳数限制为254（与IPv4中的TTL相似，比255少1，说明已经历过一跳）；0x00a1000000000000000000000000000a：源IPv6地址为a1::a；0x00b2000000000000000000000000000b：目的IPv6地址为b2::b。图1-3-7的IPv6报文，最前面14字节（0x5489...86dd）是以太帧的首部，最后面40字节（0x8000...2627）是ICMPv6报文。三、IP路由IP路由是为路由器指明如何转发已收到的IP数据报而设计的，IP路由是IP协议的重要内容之一。IP路由一般包括目的网络地址、掩码（子网掩码）、下一跳地址（或接口）、优先级（或开销）等信息。路由器将所有的路由保存在一张表——路由表。譬如一个路由器的路由表里有以下2条路由。目的网络地址

子网掩码

下一跳地址(或接口)

2892按照路由形成方式不同，IP路由可分为直连路由、静态路由和动态路由。三、IP路由1.直连路由直连路由（DirectlyConnected路由）是与路由器直接相连网络的路由，路由器会自动发现其直连网络的路由。路由器发现直连路由的方法是将路由器接口IP地址跟掩码作“位与”运算得出。华为网络技术将直连路由简称为“D”路由（DirectRoute），思科网络技术将直连路由简称为“C”路由（ConnectedRoute），都是指直连路由。每一条直连路由包括目的网络地址、掩码（子网掩码）、路由器接口等信息。例如图1-3-8(a)所示的路由器R1有三个接口，每一个接口有一个IP地址，每一个接口直连一个不同的网络。三、IP路由1.直连路由该路由器R1的直连网络就有3个：/24、/24、/30，路由表如图1-3-8(b)所示，3条前面都有一个“C”的路由就是直连路由，如下所示。C/24fa0/0C/24fa0/1C/30fa1/0在所有的路由中，直连路由的优先级最高。三、IP路由2.静态路由实际的网络往往不只一台路由器，可能有多台路由器多个网络段，路由器能自动发现直连网络的路由。可是还有不直接与路由器相连的网络——非直连网络，路由器不能自动发现非直连网络的路由。让路由器获得非直连网络路由的办法之一，就是让工程技术人员在路由器上给每一个非直连网络配置一条路由命令，从而使路由器获得非直连网络的路由——静态（Static）路由。每一条静态路由包含网络地址、掩码、下一跳地址（或接口）等信息。图1-3-8(b)所示的2条前面有“S”的路由就是路由器R1获得的静态路由。类型

网络地址/掩码

下一跳地址S/24S/24三、IP路由2.静态路由技术人员在给路由器配置静态路由之前，必须先分析该路由器的非直连网络有哪些，找出该路由器每一个非直连网络的网络地址、子网掩码、下一跳地址，再按照路由命令的格式，分别给每一个非直连网络设计一条静态路由命令，然后在适当的模式或视图下配置该命令。思科配置静态路由命令须在全局模式下进行，华为配置静态路由命令须在系统视图下进行。设计静态路由时，须关注路由器的每一条非直连网络。三、IP路由3.动态路由使路由器获得非直连网络的路由，办法之二是采用动态路由的方式。动态路由的实施，先要有一个动态路由算法，按照这个算法编程形成动态路由协议，在网络内每一台路由器上运行同一种动态路由协议（进程），在每一个协议进程内发布本路由器的所有直连网络；然后，相邻路由器之间不断交换有关路由信息的协议报文（BPDU，协议数据单元），直至每一台路由器都获得所有非直连网络的路由。常用的动态路由协议有RIP（RIPv2,RIPng）、OSPF（OSPFv2,OSPFv3）、BGP（BGP4）等。三、IP路由3.动态路由图1-3-9所示的三个路由表，(a)路由表中标有R的路由是RIP动态路由，(b)路由表中标有O的路由是OSPF动态路由，(c)路由表中标有B的路由是BGP动态路由。这些形式的动态路由，在后续课程中我们都将学习到。实际网络，常采用动态路由与静态路由相结合的路由方案。四、路由器与网络互联1.路由器路由器是OSI模型中第三层（网络层）的设备，能识别和支持网络层的所有标准协议（如IP、ICMP、OSPF、RIP等协议）。路由器的外观与仿真符号如图1-3-10所示。手绘路由器符号，可以先画一个小圆圈，在里面再画一个X。四、路由器与网络互联1.路由器路由器的主要功能：连通不同的网络，选择信息传送的线路转发数据分组（报文），自动过滤网络广播。路由器的每一个接口是一个冲突域，路由器的每一个接口是一个广播域，也就是说路由器内没有广播信息——隔离广播域。路由器的结构，从物理组成看，路由器由CPU、ROM、RAM、接口、线路等组成；从逻辑功能上看，由路由选择和分组转发两部分组成。路由选择部分包括CPU、路由选择协议、路由表等，分组转发部分包括交换结构、转发表、输入输出端口等，如图1-3-11所示。四、路由器与网络互联1.路由器其中，转发表的内容来自路由表，但路由器最终按照转发表来转发数据分组（数据报）。路由器的输入输出流程是这样的，输入端口从线路接收分组，接着进行物理层处理、数据链路层处理、网络层处理，然后将分组发送到交换结构；输出端口从交换结构获取分组，接着进行网络层处理、数据链路层处理和物理层处理，然后发送到线路。如图1-3-12所示。四、路由器与网络互联2.路由器IP地址与网络互联路由器是实现网络互联的设备。路由器的每一个接口必须连接不同的网络，每一个接口必须配置一个IP地址。按照IP协议，路由器接口IP地址设计配置须遵守规定以下规则。（1）路由器内每一个接口的IP地址，应分别属于不同的网络（子网），路由器每一个接口的IP地址应分别是其所属网络（子网）内一个可指派的IP地址，有经验的技术人员常常给路由器接口分配所属网络（子网）内最小或最大可指派IP地址；（2）主机与路由器接口相连接时，主机的IP地址和路由器接口IP地址必须是同一个网络（子网）内可指派的２个不同IP地址，并且路由器该接口的IP地址就是该主机的默认网关(gateway,gw)；四、路由器与网络互联2.路由器IP地址与网络互联（3）两台路由器直接相连，或通过一台二层交换机连接时，这两台路由器相连接的2个接口IP地址，必须是同一个网络（子网）内可指派的不同IP地址；（4）进入接口模式（思科）或接口视图（华为）以后，才能配置IP地址和掩码，配置网完IP地址以后，需要激活该接口，路由器的接口默认未被激活。例如，如下网络图中，按照IP协议原则，路由器AR2的g0/0/0、g0/0/2接口应分别配置怎样的IP地址？主机PC1~PC4的默认网关（gw）应分别是什么？四、路由器与网络互联解：AR2的g0/0/0接口IP地址设计。根据上述第（3）条，路由器AR2的g0/0/0接口的IP地址必须与路由器AR1的g0/0/0接口IP地址属于同一个网络（子网）内不同的可指派IP地址。由对端IP地址/30，掩码为/30，可知该子网内可指派的IP地址只有2个（232-30-2=4-2=2），其中一个是已使用的IP地址，另一个可指派IP地址就是了。所以，应给AR2的g0/0/0接口配置IP地址和掩码应该是/30。四、路由器与网络互联AR2的g0/0/2接口IP地址设计。根据上述第（1）、（2）条，AR2的g0/0/2接口IP地址必须与g0/0/0、g0/0/1接口的IP地址分别属于不同的网络，g0/0/2接口IP地址应该与相连接的PC4的IP地址属于同一个网络内不同的可指派IP地址。由于PC4的IP地址为0/24，可知这个网络内可指派的IP地址范围是~54，因此可在这个范围内选一个IP地址（0除外）分配给g0/0/2接口，譬如为g0/0/2接口配置IP地址/24。各主机的默认网关（gw）设计。根据前述第（2）条规则，主机的默认网关（gateway,gw）必须是与主机直接相连或间接（通过一个二层交换机）相连的路由器接口的IP地址，因此，PC1和PC2的gw应该是AR1的g0/0/1接口IP地址，PC3的gw应该是AR2的g0/0/1接口IP地址，PC4的gw应该是AR2的g0/0/2接口IP地址。。作业一1、已知一个IPv4地址和掩码为87/27，试问该IPv4地址所在网络（地址块）的IP地址数、IP地址范围、可指派IP地址数、可指派IP地址范围，以及该网络（地址块）的网络地址、广播地址。2、已知一个IPv6地址和前缀长度为3fc::b9:1a/125，试问该IPv6地址所在网络（地址块）的IP地址数、IP地址范围、可指派IP地址数、可指派IP地址范围，以及该网络（地址块）的网络地址、广播地址。3、试分析判断这几个IP地址中，哪些IP地址属于同一个网络（子网）？/23,8/23,02/23,7/23,/23,27/24,/254、已知一个网络原理图如下所示。试设计IP地址。作业一(1)试为PC1,PC3,PC4设计IP地址(x.x.x.x/M形式)和默认网关(gw)；(2)再分别给R1的fa0/1,fa1/0设计IP地址(x.x.x.x/M形式)；(3)然后分别给R2的fa0/0和fa0/1设计IP地址(x.x.x.x/M形式)。子网划分与网络聚合子网划分与网络聚合子网划分基础平均子网划分变长子网划分网络聚合作业二子网划分与网络聚合定义：将一个网络（或地址块）划分为几个较小的子网（小地址块）的过程，就是子网划分。IP地址由网络前缀（或网络号）和主机号组成，子网划分的实质是将IP地址中原主机号的前几位变为子网号、原来的网络前缀和新子网号变为新的网络前缀。这样，IP地址中的新网络前缀位数变长了，新的主机号位数变短了，但总位数保持不变。如图1-4-1所示。子网划分与网络聚合子网划分之后，IP地址中的网络前缀变长了、主机号位数变短了，所以掩码（子网掩码）1的位数增加了、0的位数减少了，掩码/M的M变大了。由于新主机号位数（h2）比原主机号位数（h1）变小了，子网划分以后任何一个子网里的IP地址数都要小于原网络的IP地址数，不同子网里的IP地址不能相同、互相包含、互相重叠或者相互交叉，所有子网的IP地址数加起来，也不能超过原网络的IP地址总数。子网划分后，子网号的位数(s)决定了划分出的子网数（2s个），新的主机号位数(h2)决定了子网内IP地址数（2h2个）和子网内可指派的IP地址数（2h2-2个）。子网划分与网络聚合IP协议最初规定，2s个子网中，子网号全０(二进制)的子网和子网号全１(二进制)的子网不可以指派（使用），于是可指派的子网数为2s-2个。但CIDR（无分类域间路由）技术出现后，规定划分的2s个子网，都可以指派（路由器支持CIDR技术即可），华为与思科现在的路由器都支持CIDR技术，现实中划分出来的每一个子网都可已指派（使用）。子网划分的目标要求主要有以下两个：（1）满足子网数的要求；（2）满足每一个子网内可指派IP地址数的要求。子网划分与网络聚合子网划分的结果有以下几项：（1）每一个子网的网络地址和子网掩码（必须求出）；（2）*每一个子网的IP地址数、IP地址范围；（3）*每一个子网可以指派的IP地址数、可以指派的IP地址范围；（4）*共计有多少个子网、每一个子网的子网号。其中，（2）（3）（4）带*条目，根据题目需要选择解答。子网划分方法有平均子网划分法、变长子网划分法两种。一、平均子网划分平均子网划分是将一个网络（地址块）平均划分几个IP地址数相等子网（小地址块）的过程。平均子网划分后，每一个子网的IP地址数相同，每一个子网的子网掩码相同，但每一个子网的IP地址范围不同、子网号不同。子网划分首先须满足每一个子网对可指派IP地址数的需求，一般来说，子网内有多少台主机，该子网至少需要多少个可指派IP地址；其次，要考虑子网数是否能满足要求。采用平均子网划分时，只要子网内可指派IP地址数能够满足具有最多主机数的子网，其它子网就都能满足了。设划分子网后IP地址中主机号位数为h，则h应满足如下条件：

2h-2≥子网最多可容纳主机数一、平均子网划分由此计算出h以后，就可以得到子网掩码，从而子网号的位数s（=h0-h）。子网掩码前面1的位数M=32-h，每一个子网的掩码都用斜线法记录为/M（或者用点分十进制数表示也行）。接着，计算出每一个子网的网络地址（主机号全0的IP地址），将每一个子网表示为“子网网络地址/M”的形式。然后，根据需要写出每一个子网的IP地址范围、可指派IP地址的范围等参数。注意：各个子网的IP地址互不包含、不重叠、不交叉。一、平均子网划分例1：已知某单位得到一个IP网络（地址块）为/24，该单位有4个部门（一、二、三、四），每一个部门拥有的主机数分别为7、16、50、37台。为满足4个部门电脑上网的需求，请将该IP地址块划分为4个子网，分配给4个部门（已知设备支持CIDR技术）。解：已知IP地址块/24，该网络中IP地址的网络号（网络前缀）为24位、主机号为8位（32-24=8）。找出具有最多主机的部门拥有的主机数（部门三：50台主机），设分配给该部门的子网的IP地址中主机号的位数为h位，则h须满足如下条件：

2h-2≥50解得：h≥6，取h=6.即子网中IP地址的主机号位数为6位，IP地址的网络前缀位数32-6=26。一、平均子网划分平均子网划分，因此每一个子网的子网掩码都是/26，或92；每一个子网内IP地址数都是26=64个，每一个子网可指派IP地址数都是62个；每一个子网里第一个最小的IP地址（网络地址）就是6位主机号全为0的IP地址、最大一个IP地址（广播地址）是6位主机号全为1的IP地址。每一个子网所不同的是子网号不同。子网数与子网号。原地址块中IP地址主机号8位，平均子网划分每一个子网IP地址主机号6位，所以子网号位数为s=8-6=2，采用平均子网划分法可以划分22=4个子网（子网号分别为00、01、10、11），由于设备支持CIDR，4个子网都可以使用，刚好可以满足要求。所以，采用平均子网划分法划分出来的4个子网如下：一、平均子网划分子网号（部门）

子网(网络地址/子网掩码)

IP范围

00（部门一）：/26

~301（部门二）：

4/26

4~27

10（部门三）：

28/2628~91

11（部门四）：

92/26

92~55如果要问每一个子网可指派的IP地址范围，只要将该子网IP范围的最小的第一个IP地址（网络地址）和最后一个最大IP地址（广播地址）去掉就可以了。二、变长子网划分变长子网划分是将一个较大的网络（地址块）划分为若干个IP地址数不相等的子网（小地址块）的过程。变长子网的含义：每一个子网的子网掩码不一样，即每一个子网内IP地址的主机号位数不一样、每一个子网的IP地址数不一样。为了使划分出的子网互不重叠、不交叉、不包含，采用变长子网划分时，应按子网内主机数从多到少的顺序，逐个划分子网。划分前，应将各个子网按照主机数多少（可指派IP地址数）排好序。先划分最大一个子网，按以下几步进行。二、变长子网划分（1）按照2h-2≥子网内主机的台数，算出h，得到掩码/M（M=32-h）；（2）写出这个子网的网络地址（该IP地址中的主机号全0）和地址块表示形式；（3）写出这个子网的IP地址数、IP地址范围；（4）写出这个子网的可指派IP地址数、可指派IP地址范围。然后，重复上述(1)-(4)步骤，计算出下一个次大的子网，直到计算出所有子网。

特别注意：要按从多到少、顺序划分子网，才能使变长子网划分法得到的各个子网互不包含、不重叠、不交叉。二、变长子网划分例2：已知某单位得到一个IP网络（地址块）为/24，该单位有5个部门一二三四五，每一个部门拥有的主机数分别为7、16、50、37、28台。为满足5个部门的需求，请将该IP地址块划分为5个子网，分配给5个部门（已知网络设备支持CIDR技术）。

解：从已知地址块/24，可知该网络IP中的网络位24位、主机号8位。首先找到具有最多主机的部门拥有的主机数（部门三：50台），设分配给该部门的子网中IP地址的主机号位数为h位，则h须满足如下条件：2h-2≥50

解得：h≥6，取h=6.二、变长子网划分原地址块IP地址主机号位数为8位（共有256个IP地址），其中最大一个子网IP地址的主机号位数6位，于是子网号位数s=8-6=2，如果采用平均子网划分法（每一个子网IP地址主机号为6位），则只能划分出22=4个子网，而题目里有5个子网，不能满足要求。因此，只能采用变长子网法，按照从多到少的顺序逐个划分出每一个子