IP地址与子网掩码

工作任务•由于你工作出色，现在学校给你分配了四个机房管理任务，但网络中心只给了一个IP地址192.168.10.1•请你将四个机房（各有60台计算机）共有200多台计算机分配设置好IP地址，便于教学上课使用•怎样完成这项工作？IP地址与子网掩码概述IP地址的概念IP地址的表示形式与组成IP地址的分类创建子网与子网掩码的作用小结作业学习要点1、掌握IP地址的作用、组成、分类。2、学会在实际应用中通过子网掩码来创建子网。3、学会在子网中给主机分配IP地址。概述对于一台使用TCP/IP协议连接到网络主机来说，要想成功地与网上的其他主机进行通信，TCP/IP需要知道三个信息：IP地址子网掩码默认网关返回一、IP地址的概念概念：IP地址是网络上任一设备用来区别于其他设备的标志。网络上的每一台设备为了与其他设备相区别，就应该有自己的特殊标志，而别人不会拥有这个标志，IP地址就是这一标志，（就象公用电话网中的电话号码一样）对于网络来说，没有地址就无法上网通信。（就像一个家庭如果不装电话，即没有分配到电话号码，就没法和他人通过电话进行联系一样。）在一个TCP/IP网络上每一个主机都有一个不同的IP地址。返回二、IP地址的表示形式每个IP地址共占32位（bit)，这32位被分为4个段（segment)，每一个段占8个位（即一个字节）每个字节之间用“.”隔开。有两种表示形式：1、十进制表示例：192.168.0.12、二进制表示例：11000000.10101000.00000000.00000001上图表示二进制格式中的IP地址:X代表二进制的0或1注：在实际应用中多用十进制表示，每8位二进制数对应一位十进制数。byte2xxxxxxxxbyte3xxxxxxxxbyte4xxxxxxxxbyte1xxxxxxxx三、IP地址的组成一个IP地址被分为网络地址和主机地址1、网络地址：网络地址可在互联网中把在同一物理子网上的所有计算机与其他网络设备区分开来。（就如同不同的城市它的公用电话网中的长途区号不同）2、主机地址：在一个具有特定网络地址中代表一台计算机或设备地址，又叫主机号，（就象每一个家庭分配的电话号码一样）比较：网络地址——020主机地址——36095280注：在有子网的网络中，IP地址由以下三部分组成：网络地址子网地址主机地址返回四、IP地址的分类Internet组织已经将地址进行分类以适应不同规模的网络。IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。网络类决定了IP地址4个字节如何划分成网络和主机部分。从下图说明五个地址类：A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机0—126224-2=16,777,214D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多广播224—239E类11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240—255网络主机B类10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534网络主机C类110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254五、说明1、IP地址中，主机号全为0或全为1时分别作为本网络地址和广播地址使用，所以这个特殊的IP地址不能分配给用户使用。2、D类网络用于广播，它可以将信息同时传送到网上的所有设备，而不是点对点的信息传送，这种网络可以用来召开电视电话会议。3、E类网络常用于进行试验。4、网络管理员在配置网络时不应该采用D类和E类网络。5、IP地址可以由网络管理员手动配置，也可由安装DHCP的服务器来自动配置。六、特殊的IP地址地址功能网络0.0.0.0指缺省的路由，这个值用于简化IP路由表网络127.0.0.1通常指本主机，使用这个地址，应用程序可以像访问远程主机一样访问本主机所有网络位为0的IP地址指本网络的某主机，如0.0.0.34将访问本网络中结点为34的主机。所有主机位为0的IP地址指网络本身网络或主机地址位全1指所有主机255.255.255.255本网络广播返回一、创建子网的目的1、扩展网络。如果你的网络达到了物理限制，可以通过增加路由器并创建子网来扩展网络，以连接更多的主机，增加网上的用户。2、减少竞争。同一网络中的节点占用带宽作为结果，主机越多，需要带宽越大，创建子网减少每个网络的主机数，竞争也减少了。3、减少CPU使用负载。这与减少竞争类似，网络中比较多的主机会产生较多的广播。即使广播没有被发送给所有的主机，但是每个主机必须听网络广播，以便决定是否接收还是丢弃，这占用主机CPU。4、隔离网络问题。通过将大网隔离成小网，你可以限制子网对其它网络的影响。5、有利于网络管理员对网络的管理。提高网络的安全性。二、子网掩码的作用所有的主机和网络必须有唯一的地址，如果你想把公司网连到Internet，但是你只有比实际主机少的地址，这样就可能存在问题。TCP/IP允许通过借用主机地址扩展存在的网络，这种在网络上创建子网的过程使用的是子网掩码技术。把一个大的网络划分为若干个子网，这样网络地址和子网地址就构成了IP地址的前半部分，IP地址的后半部分自然就是主机地址了。如何从IP地址中区分子网和主机呢？例如：IP地址163.40.219.7是表示一个未子网化的B类网上的设备，还是一个B类网上的子网化为C类的网络设备呢，IP协议中定义了一个用来解释IP地址的子网掩码。三、子网掩码的组成及标准IP地址的子网掩码图组成：子网掩码是一位特殊的32位二进制数，它的格式与IP地址一样，但它用二进制中的1来代替IP地址的前半部分（网络地址和子网地址），用0来替代IP地址中的主机地址。例如：163.40.219.7的B类网络的子网掩码为11111111.1111111.00000000.00000000用十进制表示：255.255.0.0而对于B类网中的C类子网，它的子网掩码用十进制表示：255.255.255.0A类network11111111.00000000.00000000.00000000host255.0.0.0B类network11111111.11111111.00000000.00000000host255.255.0.0C类network11111111.11111111.11111111.00000000host255.255.255.0四、使用子网掩码子网地址使得标准的主机地址被分成两部分：子网地址和主机地址在一个标准的IP地址结构中，每一类的IP地址的网络地址和主机地址都是标准的。例如：A类网地址，前8位总为网络地址，后24位为主机地址。在一个子网掩码屏蔽的地址结构中，网络和主机地址随着子网掩码的不同而不同。子网地址借用的位数决定了可用的子网数以及主机地址subnetHostaddressNet较少的子网，较多的主机hostSubnetaddressNet较多的子网，较少的主机子网与主机相应关系例：AA公司被分配了一个B类地址，使用子网掩码，AA公司的每台主机和路由器配置前三个字节作为网络地址，最后一个字节作为主机地址。如图所示，每台主机和路由器被分配了一个255.255.255.0的子网掩码。因为整个第3字节作为屏蔽位，所以：AA公司可以创建28-2=254个子网每个子网可以有28-2=254个主机它是以整个子节作为屏蔽位AA公司B类网：132.132.0.0132.132.32.0132.132.64.0132.132.96.0132.132.128.0132.132.160.0132.132.192.011111111.11111111.11111111.00000000networksubnethost子网掩码255.255.255.000000001~11111110当你选择子网掩码时，不总是使用整个八位作为屏蔽位，例如：如果你的网络被赋予C类地址，必须用较少的位数定义子网。2014587subnet2014587255255255255Noroomforhostssubhost25525525522411111111111111111111111111100000部分八位数产生较少的子网，但是每个子网允许较多的主机组。在每个子网中，子网掩码是相同的。五、C类地址可能的子网情况表编号二进制十进制可能的子网数可能的主机数11100000019226221110000022463031111000024014144111110002483065111111002526226111111102541261例：假设Software公司被分配了98.0.0.0的A类地址，如果不使用整个八位组作为子网掩码，可以借用主机地址的前三位作为子网地址。子网掩码为255.224.0.0networkHostaddresssubnet2552240011111111111000000000000000000000二进制2726252423222120二进制十进制128643216842125522411111111111111111110000011100000为255和224计算成二进制的方法主机部分的21位地址可以使用任何0或1，当然不可能为全0或全1。则Software公司可以使用的网络和主机地址如下图：子网地址二进制网络地址主机地址范围98.32.0.0[01100010.00100000]98.32.0.1~98.63.255.25498.96.0.0[01100010.01100000]98.96.0.1~98.127.255.25498.160.0.0[01100010.10100000]98.160.0.1~98.191.255.254注：子网具有全1或全0的地址，可能不被所有路由器识别。六、分配子网中主机地址一旦子网值已经被分配，必须使用下列规则为每个设备分配IP地址：1、每个地址必须唯一2、同一个网络中的所有设备，网络和子网地址必须相同3、地址的主机部分不能为全0或全1七、创建子网的规则及步骤规则：1、考虑网络的发展2、不要使用保留的特殊地址步骤：1、决定需要的子网数。网络需要的子网数必须考虑今后发展的需要。2、决定子网掩码和子网地址（1）决定有效的子网地址值和每个子网有效的主机地址值：★有效子网数=2n-2★有效主机数=2m-2在公式中，n等于屏蔽的地址位数，m等于未屏蔽的地址位。（2）计算子网地址值A、决定子网掩码中最右位的1，并把二进制转换为十进制，值作为delaB、加dela到原始的网络地址，获得第一个子网地址值；C、加dela到b中计算的上一个子网值，获得第二个子网地址；D、重复c，获得不同的子网地址3、为每台主机分配IP地址返回小结IP地址1、IP地址的表示形式2、IP地址的组成3、IP地址的分类子网掩码1、创建子网的目的2、子网掩码的组成3、使用子网掩码4、分配子网中主机地址5、创建子网的规则及步骤返回•例：有一个C类地址为：192．9．200．13其缺省的子网掩码为：255．255．255．0•计算它的网络号和主机号•①将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000000010011100100000001101•②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111111111111111111100000000•③将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分•11000000000010011100100000001101AND11111111111111111111111100000000•11000000000010011100100000000000结果为192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0。•④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000000010011100100000001101AND0000000000000