IP地址

11．IP地址的含义所谓IP地址就是给每一个直接与Internet相连的主机分配一个在全世界范围唯一的网络地址。它是32位的无符号二进制数，分为4个字节，以X.X.X.X表示，每个X为8位，对应的十进制取值为0~255，例：129.15.17.3。IP地址又分为网络地址和主机地址两部分。网络地址主机地址IP地址2IP地址的结构使IP网络的寻址分两步进行，这就是：•先按IP地址中的网络地址net-id把网络找到•再按主机地址host-id把主机找到。Internet入网主机使用的IP地址现在由Internet网络信息中心进行分配，地址分配是逐级进行的。IP地址3IP地址分类与使用1、IP地址的分类•A类地址：最高位是0，随后的7位是网络地址，最后24位是主机地址；•B类地址：最高两位分别是1和0，随后的14位是网络地址，最后16位是主机地址；•C类地址：最高的三位是110，随后的21位是网络地址，最后8位是主机地址。•D类地址：最高的四位是1110，随后的所有位用来做组播地址使用。•E类地址：最高的五位是11110，这类地址为保留地址，不使用。IP地址4IP地址的分类网络号(7位)主机号(24位)A类地址1816243210网络号(14位)主机号(16位)B类地址110网络号(21位)主机号(8位)C类地址1110组播地址(28位)D类地址11110保留用于实验和将来使用E类地址主机地址范围1.0.0.0到127.255.255.255128.0.0.0到191.255.255.255192.0.0.0到223.255.255.255224.0.0.0到239.255.255.255240.0.0.0到247.255.255.2550IP地址5A类IP地址•A类IP地址的网络号长度为7位，主机号长度为24位；•A类地址是从：1.0.0.0～127.255.255.255；•网络号长度为7位，从理论上可以有27=128个网络；•网络号为全0和全1（用十进制表示为0与127）的两个地址保留用于特殊目的，实际允许有126个不同的A类网络；•由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机IP数理论上为224=16777216；•主机IP为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，实际允许连接16777214个主机；•A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。IP地址6B类IP地址•B类IP地址的网络IP长度为14位，主机IP长度为16位；•B类IP地址是从：128.0.0.0～191.255.255.255；•由于网络IP长度为14位，因此允许有214=16384个不同的B类网络，实际允许连接16382个网络；•由于主机IP长度为16位，因此每个B类网络可以有216=65536个主机或路由器，实际一个B类IP地址允许连接65534个主机或路由器；•B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织使用。IP地址7C类IP地址•C类IP地址的网络号长度为21位，主机号长度为8位；•C类IP地址是从：192.0.0.0～223.255.255.255；•网络号长度为21位，因此允许有221=2097152个不同的C类网络；•主机号长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为28=256个，实际允许连接254个主机或路由器；•C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。IP地址8D类和E类IP地址•D类IP地址不标识网络;地址范围：224.0.0.0～239.255.255.255用于其他特殊的用途，如多播地址Multicasting；•E类IP地址暂时保留；地址范围：240.0.0.0～255.255.255.255；用于某些实验和将来使用。IP地址9级别网络数每个网络的节点数A128256×256×256B64×256256×256C32×256×256256下表所示为各级网络的网络数与每个网络的IP总数：IP地址10并不是所有的IP地址都能拿来分配，其中一些地址是有特殊含义的。大致有三种情况：•主机ID不能“全部是0”或“全部是1”。•IP地址的网络ID和主机ID不能设成“全部为0”或“全部为1”。•IP地址的头一个字节不能是127。网络ID主机ID地址类型用途ANY全“0”网络地址代表一个网络ANY全“1”广播地址特定网段的所有节点首字节127ANY回环地址回环测试全“0”所有网络用于路由器指定默认路由全“1”本地广播向本网段的所有节点广播特殊用途的IP地址IP地址地址类别网络主机10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10IP地址IP地址分类练习（答案）地址类别网络主机10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10ABCCB不存在10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0.20.0.64.16132、子网划分从安全和管理的角度出发，一个网络进行划分会使状况好一些。子网编址技术的核心就是将原有的网络在逻辑上进一步划分为更小的网络，为了表示这些子网，需要为每个子网编号，在IP地址中就需要有子网ID，子网ID是不能从网络ID部分划分的，所以只能从主机ID部分划分。这样原来的主机ID部分就进一步划分成了子网ID和主机ID两部分。网络ID主机ID网络ID子网ID主机ID扩展子网后的网络ID主机ID的进一步划分IP地址143、子网掩码子网掩码的产生就是要在有子网划分的情况下，帮助路由器判断出IP地址中哪部分是网络ID，哪部分是主机ID。子网掩码的编写方法如下：•对应于IP地址的网络ID的所有位都设为“1”。“1”必须是连续的。•对应于主机ID的所有位都设为“0”。A类、B类和C类的默认子网掩码如下：•A类11111111000000000000000000000000255.0.0.0•B类11111111111111110000000000000000255.255.0.0•C类11111111111111111111111100000000255.255.255.05.2.2IP地址15计算网络IDIP地址and子网掩码=网络ID16子网划分•划分主要考虑需要支持多少个子网，每个子网所具有的最大主机数•举例：某公司申请了一个C类地址200.200.200.0，公司有生产部门和市场部门需要划分为单独的网络，即需要划分2个子网，每个子网至少支持40台主机–决定子网掩码–计算新的子网网络ID–每个子网有多少主机地址17子网划分•决定子网掩码18子网划分•计算新的子网网络ID子网划分2子网64-2主机/子网C类地址：200.200.200.0200.200.200.65200.200.200.126200.200.200.129200.200.200.190市场部门生产部门......200.200.200.128200.200.200.64202．配置IP在子网划分方案确定之后，就可以开始修改每台计算机的配置。配置过程如下：（1）启动Windows2000，通过“开始”——“设置”——“控制面板”——“网络和拨号连接”——“本地连接”，单击右键“属性”——“本地连接属性”窗口。（2）选中窗口中“此连接使用下列选定的组件”列表中的“Internet协议（TCP/IP）”，双击，进入“Internet协议（TCP/IP）属性”窗口，进行TCP/IP配置。（3）按已规划好的IP地址分配方案，修改计算机原设定的IP地址配置，将正确的IP地址和子网掩码分别填入“IP地址”和“子网掩码”文本框，如下图所示。单击“确定”，返回“本地连接属性”界面。IP地址21（4）单击“本地连接属性”窗口中的“确定”按钮，完成IP地址的修改配置。IP地址223．测试（1）使用ipconfig命令查看主机的当前配置信息。“开始”——“程序”——“命令提示符”，进入DOS命令提示符状态，输入命令“ipconfig/all”，可以查看当前网络的IP地址、子网掩码等配置情况IP地址23（2）利用ping命令测试网络连通性①用一台计算机去ping与自己处于同一子网的另一台计算机②用一台计算机去ping与自己处于不同一子网的另一台计算机IP地址244．子网配置图192.168.1.16192.168.1.32192.168.1.80192.168.1.17192.168.1.18192.168.1.26192.168.1.33192.168.1.34192.168.1.42192.168.1.81192.168.1.82192.168.1.90子网1子网2子网35.2.2IP地址25网际控制报文协议（ICMP）图5-9Ping命令示例26网际控制报文协议（ICMP）图5-10Ping命令的有关参数27TCP与UDP协议IP协议虽然解决了通过互联网将分组送到目的主机的问题。但是当分组到达目的主机时，究竟应该将分组交给哪个应用程序这个问题，仅仅依靠IP协议本身是不能解决的。这时，就需要传输层的帮助了。要实现端到端的通信需要采用传输层的两个协议TCP协议和UDP协议。28TCP与UDP协议TCP与UDP协议概述（1）服务器端使用的端口号：首先是知名端口号，数值为0～1023。这些端口是整个互联网中大家所熟知的端口号，可以从查到。IANA把这些端口分配给了TCP/IP体系中的一些最重要的应用程序。比如FTP(21)、TELNET（23）、SMTP（25）、HTTP（80）、DNS（53）等等。其次是登记端口号，包括1024～49151。（2）客户端使用的端口号：数值为49152～65535的端口号是留给客户端进程使用的。当服务器端进程收到客户端进程的报文时，就知道了客户端的端口号，就可以把数据发送到客户进程了。29TCP与UDP协议UDP协议无连接：即发送数据前不需要建立连接，减少了开销和时延；不可靠：即不保证可靠传输，只是尽力交付。面向报文：即UDP协议会原样接收上层交付的报文，而不会做任何拆分或合并等处理。30TCP与UDP协议TCP协议如果应用层协议需要可靠的传输服务，UDP协议是无法满足的，这时就需要TCP协议的支持。由于要提供可靠性，因此TCP协议远比UDP协议要复杂。为此，TCP协议具有以下5个特点：TCP是面向连接的协议：即应用程序要使用TCP协议，需要先建立连接，传送数据完成后，需要释放连接。TCP是点对点协议：即每条TCP连接只能有两个端点，因此每条TCP连接只能是点对点的（即只能是一对一）。TCP提供可靠传输服务：即TCP连接可以实现数据的无差错、不丢失、不重复及按序到达的传输。TCP提供全双工通信：TCP连接的两端都有接收缓冲区和发送缓冲区，因此可以实现全双工通信。TCP是面向字节流的协议：与UDP协议不同，TCP协议讲应用程序交下来的数据仅仅看作是一连串的无结构的字节流，TCP并不关心字节流的含义，只保证接收方收到的字节流与发送方发出的字节流一致。31TCP与UDP协议32TCP与UDP协议TCP连接的建立和释放TCP协议是一个面向连接的可靠的传输控制协议，在每次数据传输之前需要首先建立连接，当连接建立成功后才开始传输数据，数据传输完成后要释放连接。这个过程与打电话类似。由于TCP使用的网络层IP协议是一个不可靠、无连接的协议，为了确保连接的建立和释放都是可靠的，TCP使用三次握手的方式来建立连接，其过程如图5-23所示。33TCP与UDP协议TCP连接的建立和释放34TCP与UDP协议3．TCP可靠传输技术在TCP连接已经建立之后，为了保证数据传输的正确性，TCP协议要求对传输的数据都进行确认，为了保证确认的正常进行，TCP协议中对每一个分段都设置了32位的编号，称为序列号。每一个分段都从起始号递增的顺序进行编号。TC