IP基础与定址

IP基础与定址本次学习目标1.掌握IP地址的分类、作用2.掌握IP地址的分配原则3.掌握特殊的IP地址4.了解IP地址的注册1、IP协议IP协议是整个TCP/IP体系的核心，也是构成互联网的基础。IP协议IP协议主要负责网络之间信息的传递，可将IP数据包从来源设备（如你的计算机）传送到目的设备（如新浪的Web服务器）。要达到这样的目的，IP必须依赖两种机制：IP定址：IP协议规定网络上所有的设备都必须有独一无二的IP地址以便识别；IP路由器：为IP数据包选择传送的路径，使数据包通过一个个的网络，送到目的地。IP传送数据的基本单位当然是IP信息包。IP信息包主要由两部分所组成。IP信息包的目的地址IP信息包的来源地址上层协议IP信息包标识码分割与重组相关信息存活时间IP信息包的传递模式单点传送（Unicast）一对一的传递模式。广播传送（Broadcast）一对多的传递模式。多点传送（Multicast）多点传送是一种介于单点传送与广播之间的传送方式。多点传送也是属于一对多的传送方式，但是它与广播传送有很大的不同。2、IP地址IP协议规定网络上所有的设备都必须有独一无二的IP地址以便识别；在操作系统的支持下，网络设备可以有多个IP地址，但是注意：必须独一无二！否则会提示“地址冲突”。目前通用的IP地址本质上是一个长度为32bits的二进制数值。1）IPv4与IPv6目前互联网通用的IP地址是IPv4，由32个二进制位构成。理论上会有232（约43亿）个组合，但现在已经快要不够用了。为了解决这个问题，IETF开始研究设计IPv6。IPv6地址由128个二进制位构成，理论上有2128个地址组合，可以提供非常充裕的IP地址空间。2）IP地址的点分十进制表示法IP协议规定的IPv4地址为32位的二进制数，用户使用很不方便，因此采用了点分十进制法来表示IP地址。10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32bit二进制代码最后用点隔开得到点分十进制记法：128.11.3.3110000000000010110000001100011111每隔8bit分成一组12811331将每组二进制数转换为十进制数注意：每个十进制数值小于等于255。为什么？记住以下关系式，你将可以进行二－－十进制的快速心算：20=121=222=423=824=1625=3226=6427=128如将11000000101010000000000001111111记成192.168.0.12711000000＝27+26=128+64＝19201111111＝10000000-1＝27-1=128-1＝12710101000＝27+25+23=128+64+8＝1683）IP地址的结构IP地址是用来识别网络上的设备的，但IP路由是以网络为基础的，并不是以个别的设备为基本单位。因此，IP地址必须能记载设备所属的网络。为了达到此目的，IP地址是由网络号和主机号两个部分组成的：网络号用来标识了设备所在的网络；主机号用来标识该网络上某个具体的设备。即IP地址包含有很多信息：这台网络设备属于什么网络？它在该网络的编号是多少？（继续往后学，我们还可以知道更多信息呢！）4）IP地址分类IP地址共分为5类，即A类、B类、C类、D类和E类。A类0网络号主机号（24位）1.0.0.0—127.255.255.255B类10网络号主机号（16位）128.0.0.0—191.255.255.255C类110网络号主机号（8位）192.0.0.0—223.255.255.255D类1110组播地址224.0.0.0—239.255.255.255E类1111保留将来使用240.0.0.0—247.255.255.2550NNNNNNNHostHostHost8bits8bits8bits8bitsClassA前导位为0，网络号8位，主机号24位。A类的IP地址必然介于0.0.0.0与127.255.255.255之间，因此只有28-1＝128个A类网络。主机号为24位，因此每个A类网最多可以有224－2＝16，777，214台主机。主要用于大型网络。ClassB10NNNNNNNetworkHostHost(128-191)(0-255)前导位为10，网络号16位，主机号16位。B类的IP地址必然介于128.0.0.0与191.255.255.255之间，因此有216-2＝214=16,384个B类网络。主机号为16位，因此每个B类网最多可以有216－2＝65,534台主机。主要用于中型网络。ClassC110NNNNNNetworkNetworkHost(192-223)(0-255)(0-255)前导位为110，网络号24位，主机号8位。C类的IP地址必然介于192.0.0.0－223.255.255.255，因此有224-3＝221=2,097,152个C类网络。主机号为8位，因此每个C类网最多可以有28－2＝254台主机。主要用于小型网络。ClassD:1110MMMMMulticastGroupMulticastGroupMulticastGroup(224-239)ClassD、E又称为多播地址。用于与网络上多台主机同时进行通信。主要由internet体系结构委员会使用。ClassE:11110MMM(240-255)备用5）主机IP地址的分配原则(1)可分配给网络或主机的IP地址只有A、B、C三类。(2)一个网络的广播地址和网络地址不能分配给网络中的主机。网络地址：主机位全为0的地址。用来表示“这个网络”；广播地址：主机位全为1的地址。用于表示网络中的全部设备。因此，网络中可分配给主机的IP地址总数＝2N－2（N为IP地址中主机号的位数）。(4)“私有”IP地址：仅用于内部专网，不能出现在Internet上的IP地址。路由器不会向这些地址转发数据，因此无法在互联网上使用这些地址。地址类型私有IP地址范围网络个数A类10.0.0.0～10.255.255.2551B类172.16.0.0～172.31.255.25516C类192.168.0.0～192.168.255.255256主机IP地址的分配原则(3)公有地址:由InternetAssignedNumbersAuthority(IANA)划分的能在INTERNET上用得地址。（5）含网络号127的IP地址不能出现在任何网络上。A类网络中，网络127.0.0.0是一个保留网络地址。用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopbackaddress）。无论什么程序，一旦使用回送地址为目的地址，IP数据包不会送到实体的网络上，而是直接送给系统的loopback驱动程序来处理。其中，127.0.0.1表示本机地址，主要用于测试，表示“我自己”。在Windows系统中别名为Localhost。主机IP地址的分配原则6）几个特殊的IP地址1）0.0.0.0——所有不清楚的主机和目的网络在启动时应用，它不是一个真正意义上的IP地址。它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络。2）255.255.255.255——有限广播地址指本网段内（同一广播域）的所有主机。这个地址不能被路由器转发。3）224.0.0.1组播地址，特指所有主机；224.0.0.2特指所有路由器。4）169.254.X.X如果主机使用自动获得一个IP地址，当DHCP服务器发生故障或响应时间太长，Windows系统就会为你分配一个这样的地址。如果你发现你的主机IP是此类的地址，那很不幸，你的网络不能正常运行了。网管员考试真题07-11●下列地址中，（29）属于企业专用的私网地址。（29）A.10.1.207.17B.172.163.20.15C.192.166.100.1D.192.1.203.3107-5●以下给出的地址中，属于B类地址的是（29），属于C类地址的是（30）。（29）A.10.100.207.17B.203.100.218.14C.192.168.0.1D.132.101.203.31（30）A.10.100.207.17B.203.100.218.14C.110.168.0.1D.132.101.203.31●IPv6地址为（31）位二进制。（31）A.16B.32C.64D.12806-11●关于IPv6，下面的论述中正确的是（29）。（29）A.IPv6数据包的首部比IPv4复杂B.IPv6的地址分为单播、广播和任意播3种C.主机拥有的IPv6地址是唯一的D.IPv6地址长度为128比特网管员考试真题06-5●在B类网络中，可以分配的主机地址是多少?___(26)___(26)A．1022B．4094C．32766D．65534●以下网络地址中属于私网地址(PrivateAddress)的是__(27)_。(27)A．172.15.22.1B．128.168.22.1C．172.16.22.1D．192.158.22.1●下面关于IPv6协议优点的描述中，准确的是___(29)___。(29)A．IPv6协议允许全局IP地址出现重复B．IPv6协议解决了IP地址短缺的问题C．IPv6协议支持通过卫星链路的Intemet连接D．IPv6协议支持光纤通信05-11●IP地址中的网络号部分用来识别__(44)__。（44）A．路由器B.主机C.网卡D.网段●以下网络地址中属于私网地址的是__(45)__。（45）A.192.178.32.0B.128.168.32.0C.172.15.32.0D.192.168.32.01.根据IP地址判断属于哪一类地址；2.判断私网地址；3.判断网络号和主机号；4.判断可分配给计算机的IP地址：1）网络号不变，写出主机号的所有可能组合；2）去掉主机号全0和全1的IP地址，即为可分配给计算机的IP地址范围。3、需掌握技能IP地址分类练习地址类网络号主机号10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10IP地址分类练习答案地址类网络号主机号10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10ABCCB不存在的10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0.20.0.64.1617216000000000000000000网络号主机号网络地址00000000000000011111111111111111111111111111111111111110......000000000000001111111101广播地址该网络中主机可用的IP地址范围为172.16.0.1~172.16.255.254；共有2N-2=216-2=65534个判断可分配给计算机的IP地址4、IP地址的分配与注册Internet是世界上最大的一个公用网，只有唯一注册的IP地址才能被路由访问。在局域网内部可使用没有注册的IP地址，但是如果要将内部网连到Internet，则必须获得注册的IP地址，才能访问Internet以及被其他用户通过Internet所访问。我国大陆IPv4地址总数为：68,300,032个，折合4A+18B+45CIP地址分配IP地址分配是分级进行的。目前ICANN是负责对全球Internet上的IP地址进行统一编号分配的最高级机构。ICANN将部分IP地址分配给地区级的Internet注册机构RIR(RegionalInternetRegistry)，然后由这些RIR负责该地区的登记注册服务。在RIR之下还存在一些IR,CNNIC就是中国的国家级IR，可以对中国内地的IP地址进行分配和管理。地