IP地址基础

网络技术培训2012年3月网络技术培训讲师：蒋玉龙邮箱：[e-mail]电话：[phone]网络技术培训IP地址基础2网络技术培训IP地址基础1IP地址基本概念IP子网划分基础IPV6基础IP地址的概念IP地址在网络层提供了一种统一的地址格式，在统一管理下进行分配，保证每一个地址对应于网络上的一台主机，屏蔽了MAC地址之间的差异，保证网络的互联互通。根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在网络上是唯一的。人们为了方便记忆，就将组成计算机IP地址的32位二进制数分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数。1111111111111111111111111111111111111111.11111111.11111111.11111111255.255.255.255IP地址概念-比特值计算机和网络设备以二进制的方式处理所有信息在一个字节（8位位组）内有8个比特每个比特被启用时，代表一个特定的十进制数值高次比特是指拥有较高编号的比特位（如8），而低次比特位是指拥有较低编号的比特位（如1）比特位87654321十进制值1286432168421IP地址概念-二进制到十进制转换示例：比特值：11000001十进制等值：128+64+1=193比特值：00110011十进制等值：32+16+2+1=51比特值：11111111十进制等值：128+64+32+16+8+4+2+1=255因此：一个字节的数值范围是：0--255比特位87654321十进制值1286432168421IP地址概念-十进制到二进制转换示例：十进制：100二进制等值：100=64+32+4=01100100十进制：20二进制等值：20=16+4=00010100十进制：255二进制等值：255=128+64+32+16+8+4+2+1=11111111比特位87654321十进制值1286432168421IP地址概念-十六进制转换十六进制数值的范围是：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E和F例如：十进制的10与十六进制的A相等十进制的17与十六进制的11相等处理十六进制时，十六进制数字以4比特表示IP地址概念-十六进制转换十进制二进制十六进制000000100011200102300113401004501015601106701117810008910109IP地址概念-十六进制转换十进制二进制十六进制101010A111011B121100C131101D141110E151111FIP地址概念-十六进制转换例：二进制10000001=十六进制81=十进制128+1=129二进制11011001=十六进制D9=十进制128+64+16+8+1=217十六进制FF=二进制11111111=十进制255IP地址分类我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识（net-id）和主机标识（host-id）。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机标识与其对应。这样IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。IP地址分类按照网络规模的大小，把32位地址信息设成五种定位的划分方式，分别对应于A类、B类、C类、D类、E类IP地址对于A类地址，前一个字节是网络号（8比特）而后三个字节是主机号（24比特）对于B类地址，前两个字节是网络号（16比特）而后两个字节是主机号（24比特）对于C类地址，前三个字节是网络号（24比特）而后一个字节是主机号（8比特）D类地址用于组播E类地址保留IP地址分类对于A类地址，前一个字节是网络号（8比特）而后三个字节是主机号（24比特）对于B类地址，前两个字节是网络号（16比特）而后两个字节是主机号（24比特）对于C类地址，前三个字节是网络号（24比特）而后一个字节是主机号（8比特）D类地址用于组播E类地址保留IP地址分类IP地址第一到第五个比特的设定用于区分不同的IP地址类别A类地址总是以最高次比特的一个“0”开始B类地址总是以最高次比特的一个“10”开始C类地址总是以最高次比特的一个“110”开始D类地址总是以最高次比特的一个“1110”开始E类地址总是以最高次比特的一个“11110”开始最高次比特即IP地址左面的第一个个比特，如果第一个8位组包含10000001，那么表示十进制的129，这个地址就是一个B类IP地址IP地址分类IP地址空间IP地址分类-特殊IP地址net-idhost-id源地址目的地址代表的意思00可以不可本网络的本主机0Host-id可以不可本网络的某个主机全1全1不可可以本地广播地址对本网络内广播（路由器不转发）net-id全1不可可以直接广播地址对net-id内的所有主机广播127任何数可以可以用作本地软件环回测试IP地址分类-私有地址另外还有一种特殊的IP地址，他们属于A类、B类或C类地址，但是却有特殊的用途，这类地址称为私有地址，私有IP地址是和公有IP地址相对的，专门用于各类专有网络（如企业网、校园网、行政网）的使用。私有IP地址是只能在局域网中使用的IP地址，当局域网通过路由设备与广域网连接时，路由设备会自动将该地址段的信号隔离在局域网内部，不用担心所使用的保护IP地址与其他局域网中使用的同一地址段的保留IP地址发生冲突（即IP地址完全相同）。所以完全可以放心大胆地根据自己的需要（主要考虑所需的网络数量和网络内计算机的数量）选用适当的专有网络地址段，设置本局域网中的IP地址。IP地址分类-私有地址私有IP地址包括以下地址段：10.0.0.0/810.0.0.0/8私有网络是A类网络，允许有效IP地址范围从10.0.0.1至10.255.255.254。10.0.0.0/8私有网络有24位主机标识。172.16.0.0/12172.16.0.0/12私有网络可以被认为是16位B类网络，20位可分配的地址空间（20位主机标识），能够应用于私人组织里的任一子网方案。172.16.0.0/12私有网络允许下列有效的IP地址范围：172.16.0.1至172.31.255.254。192.168.0.0/16192.168.0.0/16私有网络可以被认为是C类网络ID，16位可分配的地址空间（16位主机标识），可用于私人组织里的任一子网方案。192.168.0.0/16私有网络允许使用下述有效IP地址范围：192.168.0.1至192.168.255.254。IP地址概念-IP地址组件IP地址组件：网络号和主机号网络号：唯一地标识网络中的某个网段主机号：唯一地标识网络网络上的某台设备网络号和主机号的组合必须在整个网络中唯一主机地址子组件：网络地址、主机地址和定向广播地址网络地址：网络号中的第一个地址定向广播地址：网络号中最后一个地址主机地址：网络地址和定向广播地址之间的所有地址IP地址组件-网络地址和广播地址在处理某个地址时，地址主机部分的所有主机比特位都设定为0，从而成为第一个地址，那么这个地址就是网络地址；地址主机部分的所有主机比特位都设定为1，从而成为最后一个地址，那么这个地址就是定向广播地址例：192.168.1.0是一个C类地址，而且也是一个网络号。网络地址为：192.168.1.0定向广播地址为：192.168.1.255IP地址组件-主机地址所有在网络地址和定向广播地址之间的地址都是主机地址。例：对于192.168.1.0网络网络地址为：192.168.1.0定向广播地址为：192.168.1.255主机地址为：192.168.1.1~192.168.1.254计算网络主机地址数量：2n-2N为主机比特数量例：C类网络主机地址：2n-2=28-2=254B类网络主机地址：2n-2=216-2=65534A类网络主机地址：2n-2=232-2=16777214IP地址概念-小结IP地址基本概念IP地址概念十进制、二进制和十六进制的相互转换IP地址分类IP地址的组件IP地址概念-练习1、已知IP地址192.168.1.200，该IP地址属于哪类IP地址?2、请说明上面的192.168.1.200，所在网段可以容纳最多少个可用IP地址?网络技术培训IP地址基础1IP地址基本概念IP子网划分基础IPV6基础传统IP地址分类的弊端类别地址范围（第一位）地址数目的A1—12616777216很大的网络单点传送B128—19165596大的网络C192—223256小的网络D224—239多点传送E240—247实验用127.0.0.0用于保留回送地址（IP主机自用地址）对于A类、B类网络：划分不合理，严重浪费地址对于C类网络：可能无法满足一个大企业对于IP地址的需求传统IP地址分类的弊端IP地址两极结构的局限标准的IP地址分为两极结构，即每个IP地址都分为网络标识和主机标识两部分，在同一个广播域中的所有主机网络标识要相同，主机标识要不同，但这种结构在实际的网络应用中还存在着一定的局限和不足。IP地址空间的利用率有时很低，如某广播域只有10台主机，要分配IP地址，必须选择C类的IP地址，而一个C类的IP地址段一共有254个可以分配的IP地址，这样有244个IP地址就被浪费掉了。给每一个物理网络分配一个网络标识会使路由器和主机上的路由表变得太大，因而使网络性能变坏。两级的IP地址不够灵活，很难针对不同的网络需求进行规划和管理。IP地址编址问题演进1987年，RFC1009就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码VLSM(VariableLengthSubnetMask)可进一步提高IP地址资源的利用率。在VLSM的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择CIDR(ClasslessInter-DomainRouting)。IP地址编址问题演进-划分子网让网络内部可以分成多个部分，但对外却像一个单独网络一样。从1985年起在IP地址中就增加了一个“子网标识字段”，使两级的IP地址变成三级的IP地址。这种做法叫做划分子网，或子网寻址或子网路由选择。也可以使用下面的等式来表示三级IP地址：IP地址::={网络标识,子网标识,主机标识}。子网划分子网子网（Subnet）是在TCP/IP网络上，用路由器连接的网段。同一子网内的IP地址必须具有相同的网络标识。子网划分子网掩码通常在设置IP地址的时候，必须同时设置子网掩码，子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络标识和主机标识两部分。子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。子网划分子网掩码表示方式点分十进制：192.168.1.0255.255.255.0建网比特数（斜杠表示）：192.168.1.0/24十六进制：192.168.1.00xFFFFFF00二进制：192.168.1.011111111111111111111111100000000子网划分有效的子网掩码由于子网掩码值必须令1连续和0连续，下表给出在一个8位位组中子网掩码的一些有效的十进制号码00000000=011100000=22411111100=25210000000=12811110000=24011111110=25411000000=19211111000=24811111111=255111111111111111111111111000000000000000000000000