IP地址划分学习

第一讲IP地址网络IP地址第一讲IP地址•二进制问题：–10进制：101110可以写成：1*105+0*104+1*103+1*102+1*101+0*100–二进制：101110可以写成：1*25+0*24+1*23+1*22+1*21+0*20•10进制二进制•0和1的与(AND)操作：——屏蔽作用第一讲IP地址1、基本知识•IP地址:32bit的逻辑地址,用来标识主机或路由器的网络接口；•网络接口:用于连接主机与路由器之间的物理链路：–路由器有多个接口–主机可能有一个，也可能有多个接口–IP地址只与设备的网络接口有关•IP地址书写方法：–32bit划分为4个字节–写成点分的4个十进制数第一讲IP地址223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27223.1.1.1=11011111000000010000000100000001223111第一讲IP地址•IP地址包括2个部分:–网络地址（网络号）–主机地址（主机号）•网络是什么?（从IP地址的视角）–具有相同网络地址的设备接口，或–不经过路由器就可以物理上相互通达的设备223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27由3个IP网络组成的互连网(对于以223开头的IP地址，前24位为网络地址，C类地址)LAN第一讲IP地址•“分类”编址：1.0.0.0to126.255.255.255128.0.0.0to191.255.255.255192.0.0.0to223.255.255.255224.0.0.0to239.255.255.255Range0NetID10110NetID1110MulticastAddressHostIDNetIDHostIDHostIDClassABCD8bits8bits8bits8bits最大网络数=27-3=125最大主机数=224-2=16777214最大网络数=214=16384最大主机数=216-2=65534最大网络数=221=2097152最大主机数=28-2=254第一讲IP地址保留的IP地址•以下这些IP地址具有特殊的含义:00...000000...000011...111111...1111本机本网中的主机局域网中的广播回路(Loopback)00...00主机号1111...1111网络号127任意值0000...0000网络号对指定网络的广播网络地址一般来说，主机号部分为全“1”的IP地址保留用作广播地址；主机号部分为全“0”的IP地址保留用作网络地址。第一讲IP地址内容回顾：•IP地址用来标识对应主机/路由器的网络接口。•IP地址32位，分为网络地址和主机地址。–在同一个局域网中，所有主机IP地址的网络地址部分相同。•IP地址的书写方式。•IP地址的分类–A、B、C、D类的分类方法。–网络地址的位数。–地址范围。第一讲IP地址划分子网•为什么要划分子网？–IP分类不合理，地址空间利用率低•美国的某些机构拥有的地址空间甚至比其他一些国家的全部地址空间还大–每个网络都指定一个网络地址将使路由表太大•增加了路由器成本•查找路由耗时增加•路由器之间交换的路由信息增加注：路由器相关内容后面讲解。–两级IP地址不够灵活•不能充分利用已申请到的地址资源扩充新的网络–如何在现有的地址范围中建立多个网络？第一讲IP地址•划分子网（Subnetting）–又称子网寻址或子网路由选择–方法：•从IP地址的主机编号部分“借用”若干位作为子网编号–主机编号部分相应缩短–例如：•原来的网络：10.5.0.0•借用2位划分子网后：10.5.64.0和10.5.128.0•子网的特点：–多个子网可以运行在同一物理网络上。–划分子网后，原来的网络对外仍呈现为一个完整的网络，外面看不见其内部的子网结构。–即：划分子网完全是该网络内部的事务，与外部无关。0000101000000101xxxxxxxxxxxxxxxx网络号主机号子网1：000010100000010101xxxxxxxxxxxxxx网络号子网号主机号子网2：000010100000010110xxxxxxxxxxxxxx网络号子网号主机号第一讲IP地址Subnet110.5.64.xSubnet210.5.128.x路由器两个子网之间的通信必须通过路由器才能实现，但物理连接不一定非要通过路由器，子网可以运行在同一物理网络上。第一讲IP地址在一个物理网络上运行多个子网子网1的主机子网2的主机第一讲IP地址划分子网后，网络对外仍是一个网络网络10.5.0.0所有目的地址为10.5.x.x的分组均到达此路由器.64.1.64.2.64.3.128.1.128.2.128.3.128.4.1.2.3子网10.5.64.0.1.2.3子网10.5.128.0.4第一讲IP地址子网掩码•子网掩码的作用–使网络内的计算机了解子网划分的结构–使边缘路由器了解子网划分的结构•子网掩码的格式–子网掩码也是32bit长的二进制数，由一串连续的1后跟一串连续的0组成；–前面的1与网络号和子网号对应，后面的0与主机号对应。如前面的例子：•子网结构为：0000101000000101ssxxxxxxxxxxxxxx•子网掩码为：111111111111111111xxxxxxxxxxxxxx写成十进制数为：255.255.192.0第一讲IP地址•不划分子网时，各类IP地址默认的子网掩码为：–A类：255.0.0.0–B类：255.255.0.0–C类：255.255.255.0•已知IP地址和子网掩码，如何计算子网地址？–用子网掩码和IP地址“相与”（AND操作），结果就是子网地址。–例如：IP地址10.5.100.1，子网掩码255.255.192.0。则可计算出10.5.100.1的子网地址为00001010000001010110000000000001AND)1111111111111111110000000000000000001010000001010100000000000000(=10.5.64.0)推论：若两个IP地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。第一讲IP地址Q.如何在网络拓扑图中找出所有的网络?•拿掉路由器；•整个网络形成了若干个“被隔离的网络孤岛”；•每个“孤岛”就是一个网络。Q:右图中1）包含了几个网络？2）每个网络的子网地址分别是什么？(假定网络掩码为255.255.255.0)223.1.2.1223.1.1.1223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.2223.1.2.6223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27223.1.1.2223.1.7.0223.1.7.1223.1.8.0223.1.8.1223.1.9.1223.1.9.2第一讲IP地址IP地址的计算•一个B类网络的子网屏蔽为255.255.240.0。每个子网上最多有多少台主机？•主机IP地址为192.168.151.100，子网掩码为255.255.252.0，对应的网络号是_____。注意：非C类地址。•将网络号为197.15.22.0的C类网络，被划分为8个子网，请写出各个子网中主机地址的范围。第一讲IP地址子网二进制子网掩码域二进制主机域的范围十进制主机域的范围100000001~11110.1~.30200100001~11110.33~.62301000001~11110.65~.94401100001~11110.97~.126510000001~11110.129~.158610100001~11110.161~.190711000001~11110.193~.222811100001~11110.225~.254每个子网地址段中，第1和最后一个地址是保留地址。第一讲IP地址IP编址：CIDR（无类域间路由）•分类编址的原因：–地址空间的利用率低，地址空间面临耗尽；–e.g.，一个B类网址可以容纳65K台主机,但可能被一个只有2K台主机的企业占据。•CIDR:ClasslessInterDomainRouting–地址的网络部分长度任意，不再分为固定的几种类型；–地址格式(“斜线记法”):a.b.c.d/x，x为地址中网络部分的位数。11001000000101110001000000000000networkparthostpart200.23.16.0/23第一讲IP地址•网络前缀相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”如：当198.234.23.0/20表示一个地址块时，起始地址为198.234.23.0，地址块中的地址数为212。•广播地址：主机位全为1时的地址。–例如：195.1.22.0/24网络的广播地址为195.1.22.255第一讲IP地址2、IP地址规划•原因：–IP地址有限，并且申请全局IP地址需要付费；•目的：–满足需要，且减少IP地址申请费用•问题：一个企业需要构建11个局域网(子网)，每个子网需要容纳12台主机，如何规划该企业的IP地址？•步骤：1、判断用户对网络与主机数的需求；–网络数：11–每个网络的主机数：12第一讲IP地址2、计算满足用户需求的基本网络地址结构参数–网络数1110114位——子网位数–每个网络的主机数1211004位–因此需要一个C类地址段，设为192.168.1.0。3、计算地址掩码–C类地址的掩码是255.255.255.0；–子网位数4；–因此地址掩码为255.255.255.240第一讲IP地址3、子网地址规划方法已知一个网络地址，对其进行子网划分，步骤：•确定需要的子网数目子网的位数；•根据网络地址类型，确定子网掩码；•计算子网地址。第一讲IP地址4、可变长度子网掩码地址规划•当子网中的主机数存在着较大的差异，需要采用不同长度的子网号来实现，以节省IP地址。•案例：参见66-67–某公司申请了一整个C类地址空间202.60.31.0–该公司销售部门有100名员工、财务部门和设计部门分别有50名员工。–请为该公司组建合理的网络结构。•分析–3个部门——3个子网；–员工数100，50，50——子网规模为2：1：1第一讲IP地址•规划思路–销售部门使用该公司整个地址空间的一半；–财务部门和设计部门各占1/4;•计算销售部门的子网号与地址空间–使用1位子网地址将整个网络分成2个子网；–地址掩码为：255.255.255.128–2个子网号为202.60.31.0和202.60.31.128–将202.60.31.0子网作为销售部门的子网；–地址空间：202.60.31.1～202.60.31.126•计算财务部门和设计部门–将子网202.60.31.128再次划分为2个子网；–地址掩码：255.255.255.192–2个子网号为202.60.31.128和202.60.31.192第一讲IP地址–地址空间：•202.60.31.128子网：202.60.31.129～202.60.31.190•202.60.31.192子网：202.60.31.193～202.60.31.254•3个子网的地址空间–销售部门：•子网号：202.60.31.0•地址空间：202.60.31.1～202.60.31.126•掩码：255.255.255.128–财务部门：•子网号：202.60.31.128•地址空间：202.60.31.129～202.60.31.190•掩码：255.255.255.192–设计部门•子网号：202.60.31.192•地址空间：202.60.31.193～202.60.31.254•掩码：255.255.255.192第一讲IP地址5、CIDR地址规划•主要思路：–已知一个CIDR地址块x.x