ch02-IP寻址及相关问题1

GuidetoTCP/IP,ThirdEditionChapter2:IPAddressingandRelatedTopics2IPAddressingandRelatedTopics•从计算机的观点理解IP寻址、解剖与结构以及地址•认识和描述从A到E的各种各样的地址类，解释它们如何组成和如何使用•理解IP地址限制的实质，像无类域间路由（CIDR）和网络地址转换（NAT）这样的技术如何缓解了这些限制本章知识要点：3IPAddressingandRelatedTopics•定义术语子网（subnet）和超网（supernet），并把你的子网和超网如何工作的知识应用到解决特殊网络设计问题上•理解公用和专用Internet地址是如何分配的、如何得到它们，以及如何使得异地使用它们•认识IP寻址模式的重要性及其价值4IPAddressingandRelatedTopics2.1IP寻址基础•计算机是用“位”来处理网络地址•IP使用三部分寻址方式–符号•Example“support.dell.com”–逻辑数字•Example172.16.1.10–物理数字•MAC物理地址(6个字节的数字地址)5IPAddressingandRelatedTopics•地址解析协议(ARP)–用于让计算机将数字IP地址转换为MAC地址–在互联网中，IP及其以上各层所发出的数据都要使用IP地址进行标识，而物理网络本身不认识IP地址，故必须将IP地址映射成物理地址，才能将数据发往目的地。这一过程就是正向地址解析。•反向ARP(RARP)–用于将MAC层地址转换为数字IP–此映射主要用于网络中的无盘站，因为无盘站的IP地址和其它各类文件都存放在服务器上，无盘站本身只用到一个物理地址。通过RARP，使无盘站能获取自己的IP地址。也只有无盘站才使用RARP。6IPAddressingandRelatedTopics123路由器10.0.0.0192.168.2.0172.16.0.01-A10.0.0.63-B192.168.2.72-C172.16.0.87IPAddressingandRelatedTopics2.2IP地址解剖•IP地址–点分隔十进制表示法–采用格式n.n.n.n,其中每一个n在0和255之间–每一个数字都使用8个二进制表示–IP重复引起混乱8IPAddressingandRelatedTopics2.3IP地址类•IP地址–划分为5类:A类toE类•前三类按下述方式划分–ClassAn.h.h.h–ClassBn.n.h.h–ClassCn.n.n.h•n=网络地址，用于识别网络•h=主机，用于识别主机9IPAddressingandRelatedTopics•地址类D和E用于特殊用途–D类地址•用于多播通信–E类地址•被保留下来专门用于实验目的10IPAddressingandRelatedTopicsIP地址的分类方法:：网络号；：主机号。0A类用前7位来标识网络号，后24位标识主机号，最前面一位固定为“0”。这样A类所能表示的网络数范围为：0-127，适用于大型网络的管理。因此，A类地址空间范围为：1.x.y.z~126.x.y.z。0.x.y.z表示本网络的指定主机。美国密执安洲立大学拥有A类地址：35.8.2.612.3.1详谈A类地址11IPAddressingandRelatedTopics•特殊用途保留–地址为全0或全1的，A.255.255.255为直接广播地址，用于向A类地址范围内的全部主机进行广播，A.0.0.0表示本网络中的某个地址。•为专用网络保留的地址–地址网络号位10(00001010)•用于回路测试–地址127.n.n.n，127.x.y.z固定表示为本机环路地址，发出该地址的分组将不传出本机12IPAddressingandRelatedTopics13IPAddressingandRelatedTopics10B类用前14位来标识网络号，后16位标识主机号，最前面两位固定为“10”。这样第一段所表示的范围为：128-191。通常B类地址适用于中等规模的网络（如各地区的网络管理中心）。B类地址空间范围为128.0.y.z-191.255.y.z。B.B.255.255为直接广播地址，用于向B类地址范围内的全部主机进行广播，B.B.0.0表示本网络中的某个地址。从172.16.0.0~172.31.255.255的16个B类网络地址保留用于专用目的。IP地址的分类方法:：网络号；：主机号。2.3.2详谈B类地址14IPAddressingandRelatedTopics15IPAddressingandRelatedTopicsIP地址的分类方法（续）：网络号；：主机号。110C类用前21位来标识网络号，后8位标识主机号，最前面三位为“110”。这样第一段所表示的范围为：192-223。通常C类地址的网络号数远大于主机号数，一般适用于校园网等小型网络。从192.168.0.0~192.168.255.255的256个C类网络地址保留用于专用目的。2.3.3详谈C类地址16IPAddressingandRelatedTopics17IPAddressingandRelatedTopics1110多点广播D类1111保留给将来使用E类224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~247.255.255.2552.3.4D类和E类地址18IPAddressingandRelatedTopics•IP组播地址由D类IP地址标记。–地址的最高四位为“1110”；–范围224.0.0.0～239.255.255.255。•D类IP地址又进行了划分。224.0.0.255238.255.255.255239.255.255.255224.0.0.0本地管理组播地址用户组播地址保留组播地址19IPAddressingandRelatedTopics•从224.0.0.0至224.0.0.255的地址被互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）保留为网络协议使用，作为永久组的地址，其中比较重要的地址有：–224.0.0.1－网段上所有支持组播的主机–224.0.0.2－网段上所有支持组播的路由器–224.0.0.4－所有DVMRP路由器–224.0.0.5－所有OSPF路由器–224.0.0.6－指定的OSPF路由器–224.0.0.9－所有RIP2路由器–224.0.0.10－所有IGRP路由器–224.0.0.13－所有PIM路由器20IPAddressingandRelatedTopics全“1”和全“0”的地址是专用的，不能进行分配；•每一台主机都必须有一个非零的主机标识；•全“1”的主机标识保留作为该网络的广播地址；•全“0”的主机标识用于代表该网络本身；•127.0.0.0是保留地址,不能作为网络地址；•127.0.0.1称为自返或回送（Loopback）地址，用于回路测试主机标识的有关规定21IPAddressingandRelatedTopics为用户专网保留的地址（全“0”和全“1”的地址保留）A类：10.0.0.0--10.255.255.255B类：172.16.0.0--172.31.255.255C类：192.168.0.0--192.168.255.255类别起始位第一节范围网络数每个子网主机数主机总数A类：0+1~127126167772142113928964B类：10+128~19116384655341073741824C类：110+192~2232097152254536870912D类：1110+（广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息用）E类：1111+（保留地址）总计21136623724541700IP地址的分类22IPAddressingandRelatedTopicsIP地址的例子23IPAddressingandRelatedTopics私有网络地址(PrivateNetworkAddress)•RFC1597,为那些没有连接到Internet或者安装了防火墙的组织,预留了一系列私有网络地址。•私有网络地址包括：–A类10.0.0.0-------10.255.255.255–B类172.16.0.0-----172.31.255.255–C类192.168.0.0---192.168.255.255–**RFC：INTERNET的工作文件，其主要内容为TCP/IP协议标准和相关文档的一系列注释和说明。24IPAddressingandRelatedTopics2.4网络、广播、多播及其他特殊IP地址•网络地址–任何主机位为“0”的IP地址•广播地址–网络中所有主机都能读的地址，主机位都为“1”•广播流量–不能从一个网络传输到另一个网络25IPAddressingandRelatedTopics特殊IP地址网络地址00000000主机地址表示网络地址，用于标识一个网络，一般不分配给主机。（1）例如：主机212.111.44.136所在网络的网络地址为212.111.44.0。（当这个地址是一个标准的C类网地址）26IPAddressingandRelatedTopics•定向（直接）广播地址(directbroadcast):–主机标识位全部为1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。–一台主机可以用直接广播地址向任何指定的网络直接广播它的分组报文，即使发送和接站点不在同一个子网内，也可以用广播地址向某个子网上所有的主机广播信息。每台主机和路由器等设备都会接收和处理目的地址为本网广播地址的分组报文。11111111网络地址特殊IP地址（2）BroadcastAddresses172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.3.255(DirectedBroadcast)255.255.255.255(LocalNetworkBroadcast)X172.16.255.255(AllSubnetsBroadcast)28IPAddressingandRelatedTopics•全子网广播地址：–子网标识位和主机标识位全部为1。–例如：目的子网掩码为255.255.0.0,IP地址为172.16.255.255就是一个全子网广播地址。特殊IP地址BroadcastAddresses172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.3.255(DirectedBroadcast)255.255.255.255(LocalNetworkBroadcast)X172.16.255.255(AllSubnetsBroadcast)30IPAddressingandRelatedTopics•受限广播地址(255.255.255.255)–有限广播地址被用在本网络内部广播，这样的数据报仅出现在本地网络中，所有路由器不转发该目的地址的数据报，主机在不知道自己的网络地址的情况下，使有限广播地址也可以向本子网上所有的其它主机发送消息。BroadcastAddresses172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.3.255(DirectedBroadcast)255.255.255.255(LocalNetworkBroadcast)X172.16.255.255(AllSubnetsBroadcast)32IPAddressingandRelatedTopics00000000000000000000000000000000全0地址表示本主机，不可作为有效目的地址使用。（3）（4）11111111111111111111111111111111受限广播地址(limitedbroadcastaddress)不可作为