第七章-IP地址

第七课IP地址引入IP地址是基于TCP/IP通讯的最基本的要素。为对某一网段地址进行有效的使用，我们采用子网划分。学习目标IP地址有什么功能？IP地址有哪些分类？子网掩码有什么功能？IP地址有哪些使用规则？为什么进行子网划分，如何进行子网划分？学习完本课程，您应该能够：知识重、难点分析重点：IP地址的组成、结构、分类子网掩码的功能IP地址的使用规则子网划分难点：IP地址的使用规则子网划分地址是网络设备和主机的标识，网络中存在两种寻址方法：MAC地址：是设备的物理地址，位于OSI参考模型的第2层，全网唯一标识，无级地址结构（一维地址空间），固化在硬件中，寻址能力仅限在一个物理子网中。IP地址：是设备的逻辑地址，位于OSI参考模型的第3层，全网唯一标识，分级地址结构（多维地址空间），由软件设定，具有很大的灵活性，可在全网范围内寻址。网络中的两种寻址方法MAC地址IP地址IP地址的组成：IP地址长度：32bits（4个字节），组成:网络地址（NetworkID）—标识主机所在的网络主机地址（HostID）—标识在该网络上的主机IP地址的格式网络地址主机地址32Bits8Bits8Bits8Bits8BitsIP地址的格式202.112.0.361100101001110000000000000100110IP地址的表示:每个字节以十进制数表示，4个十进制数之间用小数点区分。IP地址的表示法－十进制和二进制的转换10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=25211111110=25411111111=2551286432168421IP地址的定义所有的IP地址都由国际组织NIC（NetworkInformationCenter）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心：INTERNIC：负责美国及其它地区RIPE-NIC：负责欧洲地区APNIC：负责亚太地区，总部设在日本东京大学。IP地址的五种类型32bitA类B类C类D类E类0net-idhost-id10net-idhost-id110111011110组播地址保留为今后使用net-idhost-idnet-id:网络号host-id:主机号IP地址的分类分类首字节开始位首字节数值范围网络地址格式最大网络个数每个网络最多主机个数A00－127网络.主机.主机.主机12716777214B10128－191网络.网络.主机.主机1638465534C110192－223网络.网络.网络.主机2097152254D1110224－239用于多播(Multicast)，不再分配E1111240－255用于实验用，不再分配0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：00000001.00000000.00000000.00000000——01111111.11111111.11111111.11111111，但网络号127为系统保留地址，所以为1.0.0.0——126.255.255.255。A类地址10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：10000000.00000000.0.0——10111111.111111.111111.111111即128.0.0.0---191.255.255.255B类地址110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：11000000.00000000.00000000.00000000——11011111.111111.11111111.11111111，即192.0.0.0---223.255.255.255C类地址D类地址1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：11100000.00000000.0.0——11101111.111111.11111111.11111111即：224.0.0.0—239.255.255.255E类地址11110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范围：11110000.00000000.0.0-----11110111.11111111.11111111.11111111即：240.0.0.0---255.255.255.255网络地址：主机标识位全部为0的地址从不分配给单个主机，而是作为网络本身的标识。例如：主机212.111.44.136所在网络的网络地址为212.111.44.0。网络地址00000000主机地址特殊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)直接广播地址: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)子网广播地址:主机标识位全部为1，有特定子网号的地址。例如：目的子网掩码为255.255.255.0,IP地址为192.168.1.255就是一个子网广播地址。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)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128.1.255.255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)00000000000000000000000000000000全0地址表示本主机，不可作为有效目的地址使用。（3）（4）11111111111111111111111111111111有限广播地址(limitedbroadcastaddress)不可作为源主机地址有限广播地址=32个比特为全1如：255.255.255.255有限广播地址被用做在本网络内部广播，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。网络地址部分全0表示本网的某台主机，不可作为有效目的地址使用。（5）主机地址000000000000000000000000特殊IP地址01111111XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX回送地址(loopbackaddress)（A类地址）任何一个以数字127开头的IP地址如：127.any.any.any127.0.0.1任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机。不可作为有效地址出现在网络上。问题:当网络地址部分=全1时，该地址是否有效？（6）主机地址111111111111111111111111特殊IP地址特殊用途的IP地址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)net-idhost-id源地址使用目的地址使用代表的意思00可以不可系统启动时，用来指定本网络上的本地主机0Host-id可以不可系统启动时，用来指定当前网络上的目的主机全1全1不可可以在当前网络上的所有节点进行广播(各路由器均不转发)net-id全1不可可以对指定网络上的所有节点广播127任何数可以不可回送地址，用作本地软件回送测试(loopbacktest)之用，不在网上传输．特殊IP地址公共和私有IP地址公共地址（PublicAddress）在一个公共性网络上传输数据，必须使用公共地址，这些地址在网上是唯一的。如Internet上，需向ISP申请分配公共地址，各ISP都要从更上一层的地址注册机构申请。私有地址（PrivateAddress）不能直接与Internet连接的地址，解决公共地址短缺的问题，RFC1918规定了3种私有地址：1个A类地址：10.0.0.016个B类地址：172.16.0.0到172.31.0.0256个C类地址：192.168.0.0到192.168.255.0内部网使用，通过代理（Proxy）或网络地址翻译（NetworkAddressTranslation）等系统将私有地址转换成公共地址，从而连接到Internet。IP地址使用原则主机号不能全为1和全为0，全为1时表示广播网络号不能全为1和全为0网络号在INTERNET中网络号是唯一主机号对于本地网络中来说是唯一10.0.0.0/8、172.16.0.0/16--172.31.0.0/16、192.168.0.0/16为私有地址255.255.255.255表示广播地址掩码技术的提出在主机之间通信的情况有同一个网络中，两台主机之间相互通信在不同网络中，两台主机之间相互通信区分这两种情况获取远程主机IP地址的网络地址判断结果：如果源主机所在的网络地址等于目的主机所在网络地址，则为相同网络主机之间的通信。如果源主机所在的网络地址不等于目的主机所在网络地址，则为不同网络主机之间的通信。问题是如何获得一个主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助于掩码(NetMask)。功能：区分IP地址的网络ID和主机ID。用连续的“1”表示IP地址网络ID，用连续的“0”表示主机ID，如：11111111.11111111.11111111.00000000,我们平时使用时用255.255.255.0进行表示。区分是本地主机还是远程主机，本地主机发送不经过路由器，若是远程主机则将请求发送到路由器。说明：子网掩码的简写形式：在IP地址后面加上“/n”，n为子网掩码中“1”的位数，如192.168.0.1/24。子网掩码子网掩码的提出172.16.2.200172.16.2.2