计算机网络教程课件 06 IP地址和子网划分

第06章IP地址和子网划分IP地址详解IP地址分类公网地址和私网地址子网划分合并网段本章内容6.1IP地址详解每一个网络设备都有一个全球唯一的MAC地址（MediaAccessControlAddress）,也称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。它由设备的制造商在生产过程中烧录到设备的网卡中，确保在全球范围内不会有两个相同的MAC地址。在Windows系统上输入命令ipconfig/all查看网卡的MAC地址。C:\Users\dell>ipconfig/all

无线局域网适配器WLAN2:

连接特定的DNS后缀.......:

描述...............:Intel(R)Wi-Fi6AX201160MHz#2

物理地址.............:94-E7-0B-10-03-FBDHCP已启用...........:是

自动配置已启用..........:是IPv4地址............:21(首选)

子网掩码............:6.1.1MAC地址和IP地址交换机根据MAC地址转发数据包。路由器根据IP地址转发数据包。IP地址决定数据包终点和起点，MAC地址决定了在一个网络中数据包转发给哪个设备。6.1.1MAC地址和IP地址IPv4地址的格式是一个32位的二进制数字，通常为了方便人们阅读和使用，被分为四个8位的二进制数，然后将每个8位二进制数转换为十进制数，并用点分隔。6.1.2IP地址IP地址由两部分组成，分别是网络部分和主机部分。至于哪些位属于网络部分，哪些位属于主机部分，这是由子网掩码来决定的。子网掩码的作用：划分网络：用于区分一个IP地址中的网络地址和主机地址部分。确定网络规模：帮助确定网络中可用的主机数量。进行网络路由：路由器根据子网掩码和目标IP地址来决定如何转发数据包。6.1.3子网掩码点分十进制表示法：例如

。前缀长度表示法：例如/24，其中的24表示子网掩码中网络位的长度。其中1~32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度，如/24的子网掩码也可以表示为

，/16的子网掩码也可以表示为。子网掩码有两种表示方法IP地址分为网络部分和主机部分将其IP地址和子网掩码都写成二进制数，并对这两个二进制数对应的二进制位进行“与”运算，得出所在的网段计算机使用子网掩码来计算自己所在的网段子网掩码和网段主机ID全为0的地址为网络地址，比如“”，指/24网段。主机ID全为1的地址为广播地址，特指该网段的全部主机。本地回环地址（loopbackaddress）。主要用于测试本机的网络协议栈是否正常工作。

网段通常是当网络中的设备无法从DHCP服务器获取到有效的IP地址时，或者地址冲突时，系统自动分配的一个私有网段地址。在不同的场景中有不同的含义。作为源IP地址时，表示“本网络上的本主机”。55含义：有限广播地址。6.1.4特殊的IP地址55

子网掩码，表示32位都是主机位，没有网络位的划分，这可以认为是涵盖整个IPv4地址空间的最大网段。最大的网段是

。6.1.5网段的大小掌握网段大小的概念对以后学习路由汇总和默认路由打好基础路由汇总和默认路由判断是否能够通信广播风暴风险增加：在大网段中，广播流量可能会过多，影响网络性能。地址管理困难：难以有效地分配和管理IP地址，可能导致地址浪费。安全性降低：较大的网段可能使得网络更容易受到攻击和非法访问。较大的网段可能会导致以下问题6.2IP地址的分类IPv4地址共32位二进制，分为网络ID和主机ID。哪些位是网络ID、哪些位是主机ID，最初使用IP地址第1部分进行标识的。只要看到IP地址的第1部分就知道该地址的子网掩码。通过这种方式将IP地址分成了A类、B类、C类、D类和E类这5类。其中A、B、C三类通常用于商业，D类则是组播，E类用于科研。3.2IP地址的分类网络地址最高位是0的地址为A类地址。网络ID全0不能用，127作为保留网段，因此A类地址的第1部分取值范围为1～126。A类网络地址最高位是10的地址为B类地址。IP地址第1部分的取值范围为128～191。B类网络地址最高位是110的地址为C类地址。IP地址第1部分的取值范围为192～223。C类网络地址最高位是1110的地址为D类地址。D类地址第1部分的取值范围为224～239。D类网络地址最高位是1111的地址为E类地址，E类地址不区分网络地址和主机地址。第1部分取值范围为240～254，E类IP地址分类助记图6.3公网地址和私网地址公网IP地址是在全球范围内唯一的、可在互联网上直接访问和路由的IP地址。公网IP地址由互联网服务提供商（ISP）分配给用户，使得用户能够直接与互联网上的其他设备进行通信。公网IP地址可以被互联网上的其他设备直接访问，常用于搭建服务器、远程访问、网站托管等需要在互联网上公开提供服务的场景。由于IPv4地址资源的有限性，公网IP地址的分配相对较为严格和有限。3.3.1公网地址创建IP寻址方案时也创建了私网IP地址。私网IP地址是指在局域网中使用的IP地址，这些地址仅在特定的私有网络内部有效，通常需要通过网络地址转换（NAT）技术，将私网IP地址转换为公网IP地址，才能实现与互联网的通信。保留的私有IP地址。A类：

，保留了一个A类网络。B类：

～

，保留了16个B类网络。C类：

～

，保留了256个C类网络。3.3.2私网地址6.4子网划分子网划分为了避免地址浪费。200台计算机使用一个C类网段不算浪费。要是网络中有400台计算机，那就要分配一个B类地址了，可用的地址65534，就造成了极大浪费。6.4.1为什么需要子网划分等长子网划分就是将一个网段等分成多个网段，也就是等分成多个子网。子网划分就是借用现有网段的主机位做子网位，划分出多个子网。子网划分的任务包括两部分：确定网络掩码的长度。确定子网中第一个可用的IP地址和最后一个可用的IP地址。6.4.2等长子网划分（1）等分成两个子网等分成两个子网后的配置（2）等分成4个子网（3）等分为8个子网6.4.3等长子网划分示例有一个C类网络

，需要将该网络划分成5个网段以满足以下网络需求，该网络中有3个交换机，分别连接20台电脑、50台电脑和100台电脑，路由器之间的连接接口也需要地址，这两个地址也是一个网段，这样