IP地址简介

第3章IP地址简介课时数：2.5课时网络基础与综合布缆教师自我介绍教师姓名：(请进行自我介绍)课程介绍本课程主要介绍了计算机网络的基本职业技能：网络体系结构、IP地址、局域网交换路由基础、广域网接入与综合布线的六大子系统等方面的知识,以应用为目标，具有较强的实践性。课程安排IP地址简介1课时1.IP编址2.VLSM的规划3.CIDR路由汇聚的原理4.IPV6编址5.ARP、ICMP的工作原理和工作过程学习对象希望了解计算机网络、路由与交换技术及综合布线方面知识的学生、专业人士等学习目标在完成本单元的学习后，您将能够：掌握IPv4地址的划分标准及地址掩码的作用掌握子网划分理解VLSM与CIDR的用途了解IPV6地址格式和类型掌握代理ARP的工作过程掌握ICMP协议目录大纲1.IP编址2.VLSM的规划3.CIDR路由汇聚的原理4.IPV6编址5.ARP、ICMP的工作原理和工作过程IP地址介绍为了实现Internet上不同计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个不与其它计算机重复的地址，IP地址就是可以唯一标识主机的地址。IP地址是一个网络编码，它即可以是一个主机（服务器、客户机）的地址，也可以是路由器一个端口的地址。即IP地址确定的是网络中的一个连接。IP地址是数字型的，32位(32bit)，由4个8位的二进制数组成，每8位之间用圆点隔开。由于二进制数不利于记忆，通常转换成十进制数表示，其取值范围为0~255。1IP编址IP地址介绍IP地址由32Bit组成点分十进制法将原有32Bit，分为每8Bit一组，每组间用“.”连接，并将每组二进制数转换成10进制数来记忆1IP编址唯一的地址可以在两个终端工作站之间互相通信路由器缺省依赖于IP包中的目的地址进行选路操作.如果做路由策略,可以依赖源地址进行路由选路.IP地址示例1IP编址二进制&十进制计算机会自动进行两者之间的转换十进制166.111.4.80=二进制10100110.01101111.00000100.01010000二进制10100110011011110000010001010000十进制166.111.4.80IP地址的两种表示法1IP编址十进制与二进制的对应关系1IP编址IPv4IP地址分为网络号和主机号，路由器所连接的网段要占用一个IP地址1IP编址IP地址的含义IP地址由两个部分组成：网络标识（netid）和主机标识（hostid）。网络标识用于区分不同的网络，主机标识用于在一个网络中区分主机IP地址被分成了A、B、C、D、E五类，每个类别的网络标识和主机标识各有规则。1IP编址有类IP地址1IP编址ABCDEA类16,777,216个/每网络B类65,535个/每网络C类254个/每网络127.X.X.X为本地环回地址，用来测试TCP/IP协议与网卡的绑定1IP编址A类地址第一个8位组为网络标识，其余三个8位组为主机标识。第一个8位组的首位为0，其余7位表示网络表示。全0表示本地网络，全1保留诊断用。具有A类地址特征的有效网络地址为1~127，全世界只有126个A类网络每个A类网络最多可以拥有224-2个IP地址，适用于大型网络。1IP编址B类地址B类地址中的第一、二个8位组为网络标识，第三、四个8位组用于主机标识。第一个8位组的前二位为10，具有B类地址特征的网络总数为214，每个网络中的IP地址可达到216-2。第一个8位组的取值范围为128~191。适用于中等规模的网络。1IP编址C类地址C类地址中的前三个8位组是网络标识，第四个8位组位主机标识。第一个8位组的前三位为110，其余5位和第二、三个8位组共21位表示网络，具有C类地址特征的网络总数为221。每个网络中可拥有254个IP地址。第一个8位组的取值范围为192~223。C类地址适用于主机量较少的网络中。1IP编址D、E类地址D类地址用于组播通信地址，其第一个8位组的最高四位等于1110，取值范围为224~239，用于标识组播通信地址，后28位用于区分不同的组播组。E类地址的第一个8位组的最高五位等于11110，其取值范围为240~255，此类地址作为未来地址而被保留。目前，具体的网络只能分配到A类、B类、C类地址中的一种。1IP编址特殊用途的IP地址网络地址主机标识位全部为零的地址从不分配给单个主机，而是作为网络本身的标识。例如：主机212.111.44.136所在网络的网络地址为212.111.44.0。直接广播地址主机标识位全部为壹的地址从不分配给单个主机，而是作为同网络的广播地址。例如：主机212.111.44.136所在网络的广播地址为212.111.44.255。有限广播地址(255.255.255.255)在未知本网情况下用于本网广播。1IP编址NetworkAddress1IP编址广播地址主机地址全为“1”的，就是广播地址1IP编址1IP编址公共地址和私有地址计算机要通讯必须有IP地址公共地址是指在Internet上通讯的地址私有地址不可以在Internet上通讯，可以用于局域网为了解决公共地址不足的现状，路由器之间的背靠背连接可以使用私有地址1IP编址子网将网络进一步划分成独立的组成部分，每个部分称为这个网络（或者更高一级子网）的子网。子网的设计是为了便于网络的管理。对于A类和B类的地址可以把一个大网划分成几个子网，每个子网可以对应一个地理范围或者区域，每个子网也可以对应一种不同的物理介质。划分子网以后，每个子网看起来象一个独立的网络。而对于远程网络而言，子网是透明的。1IP编址不划分子网的寻址3IP地址的划分子网化（Subnetting）使用有类地址时，网段中的主机数少于IP地址数，造成IP地址的浪费1IP编址子网化网络位向主机位借用地址以实现子网化借位方法通过改变子网掩码实现1IP编址子网化1IP编址子网化的使用1IP编址为什么划分子网提高系统的可靠性，可以防止整个网络通信的瘫痪。改进系统性能，克服简单局域网的技术条件限制。通过设置不同访问权限，增强系统的安全保障。便于系统的运行维护，有利于故障的诊断和隔离。1IP编址如何划分子网根据地理分布特点划分子网易于组网技术的实现节约经费根据网络应用特点划分将共享相同网络资源的主机划分成一个子网，可减少子网间的网络传输流量，提高网络性能。将具有相同安全密级程度的主机划分为同一个子网，保障系统的安全。1IP编址掩码技术的提出在主机之间通信的情况有同一个网络中，两台主机之间相互通信在不同网络中，两台主机之间相互通信区分这两种情况获取远程主机IP地址的网络地址判断：如果源主机所在的网络地址等于目的主机所在网络地址，则为相同网络主机之间的通信。如果源主机所在的网络地址不等于目的主机所在网络地址，则为不相同网络主机之间的通信。问题是如何获得一个主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助于掩码(NetMask)。1IP编址掩码的定义掩码(NetMask)有网络掩码和子网掩码两种。网络掩码对每个网络的网络地址设定一个按位对应的32bit的二进制数：网络地址部分的对应位设置位1，主机地址部分的对应位设置位0。子网掩码将网络地址中的主机标识分离出若干位作为子网地址位。同样设定一个和这个网络地址按位对应的32bit的二进制数：网络地址和子网地址部分的对应位设置位1，主机地址部分的对应位设置位0。1IP编址举例：对于一个B类网络166.111.0.0而言，其网络掩码为：255.255.0.0。若在主机标识中取出5位作为子网地址位，则所有子网的子网掩码为255.255.248.0。网络166.111.0.0=地址10100110.01101111.00000000.00000000网络11111111.11111111.00000000.00000000掩码=255.255.0.0网络166.111.0.0=地址10100110.01101111.00000000.00000000网络11111111.11111111.11111000.00000000掩码=255.255.248.0掩码举例1IP编址划分子网举例例1：C类地址202.112.58.0中24位网络标识，8位主机标识。将主机标识中的前3位分离出来作为子网地址标识。则这个C类地址可以被分成23-2=6个子网(全0和全1保留)，每个子网可以拥有25-2=30台主机(全0和全1分别为子网网络地址和广播地址)。1IP编址划分子网举例例1：子网掩码都是255.255.255.224（即11111111.11111111.11111111.11100000）。1IP编址划分子网举例6个子网的网络地址为：子网1：202.112.58.[00100000]=202.112.58.32子网2：202.112.58.[01000000]=202.112.58.64子网3：202.112.58.[01100000]=202.112.58.96子网4：202.112.58.[10000000]=202.112.58.128子网5：202.112.58.[10100000]=202.112.58.160子网6：202.112.58.[11000000]=202.112.58.192主机的IP地址“与”网络/子网掩码=网络/子网地址。逻辑运算“与”0“与”1=0；0“与”0=01“与”0=0；1“与”1=11IP编址掩码的使用掩码的作用：可以获取主机IP地址的网络地址信息，用于区分主机通信的不同情况，由此选择不同的路径。路由器就是利用此技术得到网络/子网地址信息的。练习：请判定例1网络中，IP地址202.112.58.66属于哪个子网。1IP编址掩码的使用练习答案：202.112.58.66“与”255.255.255.224=202.112.58.64，可知202.112.58.66是子网2中的主机。202.112.58.66=11001010.01110000.00111010.01000010与255.255.255.224=11111111.11111111.11111111.11100000----------------------------------------------------------------------------------------------202.112.58.64=11001010.01110000.00111010.010000001IP编址举例网络A是一个C类网络202.112.58.0,子网掩码是255.255.255.224设定主机A的IP地址为202.112.58.[01000001]=202.112.58.65主机B的IP地址为202.112.58.[00100011]=202.112.58.35主机C的IP地址为202.112.58.[01000010]=202.112.58.66Router-2网络B：166.111.0.0Router-1BAC子网1：202.112.58.32子网2：202.112.58.64子网3：202.112.58.96网络A：202.112.58.01IP编址举例当主机A向主机C发送消息的时候，路由器1将目的地址202.112.58.66“与”255.255.255.224，后得到子网网络地址为202.112.58.64，得知是同一个网络中主机的通信，不用转发。当主机A向主机B发送消息的时候，路由器1将目的地址202.112.58.35“与”255.255.255.224，后得到子网网络地址为202.112.58.32，得知是不同子网间主机的通信，将这个信息转发到子网1。当主机A向主机166.111.5.58发送消息时，路由器1将目的地址166.111.5.58“与”255.255.255.224，后得到网络地址16