完美讲解IP地址的课件

IP地址专题——IPv4基本概念基本的IP地址是分成8位一个单元(称为8位位组)的32位二进制数。IP地址中的每一个8位位组用0～255之间的一个十进制数表示这些数之间用点(.)隔开最小的IPv4地址值为0.0.0.0，最大的地址值为255.255.255.255IP地址的表示方法每个IP地址共占32位（bit)，这32位被分为4个段，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：11000000.10101000.00000000.00000001Byte2xxxxxxxxByte3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx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。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地址和主机地址部分。A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机1—126224-2=16,777,214D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播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注意：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。DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(动态主机分配协议)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169.254.x.x当网络主机设置使用DHCP功能自动获得一个IP地址时,当DHCP服务器发生故障或响应时间太长,Window系统会分配这样的IP专用IP地址IP地址中还存在着这样的地址字段,他们只在本机构内部有效,不会被路由器转发到公网中。这些IP地址存在的意义是：假定在一个机构内部使用的计算机通信也是采用TCP/IP协议，那么从原则上讲，对于这些仅在机构内部使用的计算机就可以由本机构自行分配其IP地址。这就是说，让这些计算机使用仅在本机构有效的IP地址，而不需要向Internet的管理机构申请全球惟一的IP地址。这些专用IP地址是：(1)10.0.0.0~10.255.255.255A1(2)172.16.0.0~172.31.255.255B16(3)192.168.0.0~192.168.255.255C256IP地址的一些重要特点(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。IP地址的一些重要特点(2)实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。这种主机称为多接口主机(multihomedhost)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。IP地址的一些重要特点(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。(4)所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。编址实例在组网过程中怎么来分配IP地址呢?任务：考虑一个大的组织，它建有4个物理网络，现需要通过路由器将这4个物理网络组成专用的IP互联网。选择IP地址类别：在为每台主机分配IP地址之前，首先需要按照每个物理网络的规模为它们选择IP地址类别。小型网络选择C类地址，中型网络选择B类地址，大型网络选择A类地址。实际上，由于一般物理网络的主机数都不会超过6万台，因此，A类地址很少用到。编址实例在上面所述的专用互联网中，如果3个是小型网络，一个是中型网络，那么，可以为3个小型网络分配3个C类地址（如202．113．27．0、202．113．28．0和202．113．29．0），为一个中型网络分配一个B类地址（如128．211．0．0）。编址实例在互联网上的主机和路由器分配具体IP地址时需要注意：（1）连接到同一网络中所有主机的IP地址共享同一netid。在图中，计算机A和计算机B都接入了物理网络1，由于网络1分配到的网络地址为202．113．27．0，所以，计算机A和B都应共享202．113．27这个netid。编址实例（2）路由器可以连接多个物理网络，每个连接都应该拥有自己的IP地址，而且该IP地址的netid应与分配给这个网络的netid相同。如图所示，由于路由器R分别连接202．113．27．0、202．113．28．0和128．211．0．0三个网络，因此该路由器被分配了3个不同的IP地址。其中连接网络1的IP地址要具有网络1的netid（202．113．27），而连接其他网络的IP地址则必须具有所联网络的netid。编址实例子网的划分思考1：假设一个公司网络内有500台主机，此时分配一个C类网IP地址是不够的，为什么？若分配一个B类网IP，又会产生大量的浪费，为什么？解答：一个C类IP可以容纳254台主机,所以不够一个B类IP可以容纳65534台主机,此是有65034个地址浪费,使用率不到1%子网的划分思考2：假设一个公司网络内有60000台主机，此时分配一个B类网IP地址是足够的，但这样会带来什么样的问题？带来的问题：一个B类网络可以容纳的主机数量为65534，但整个网络处于同一个广播域，如果有大量的广播信息存在，将会导致网络拥塞上划分子网的目的如果我们将一个网络划分成若干个子网,会有以下的好处:1、使IP地址应用更有效2、将原有同处于一个网段上的主机分成不同的网段或子网，同时也将原来的一个广播域划分成若干个较小的广播域4.3.2划分子网的方法为了创建一个子网地址，网络管理员从标准IP地址的主机号部分“借”位并把它们指定位为子网号部分。实例2：假设有一个网络号为202．113．26．0的C类网络，可以借用主机号部分的3位来划分子网，其中子网号、主机号范围、可容纳的主机数、子网地址、子网广播地址如下表所示。4.3.2划分子网的方法默认的子网掩码A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0子网小结子网划分这项技术是用来把一个单一的IP网络地址划分成多个更小的子网。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识。无论划分成多少个子网，对外来看还是同一个网络。划分为三个子网后对外仍是一个网络145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8………子网145.13.21.0子网145.13.3.0子网145.13.7.0所有到达网络145.13.0.0的分组均到达此路由器网络145.13.0.0R1R3R2无类域间路由（CIDR）CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（无类型域间选路，ClasslessInter-DomainRouting）是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务提供商（ISP），再由ISP分配给客户CIDR标记法IP地址子网掩码子网掩码1的数量CIDR表示的IP地址255.255.240.01111111111111111111100000000000010.217.123.7000010101101100101111011000001118+8+4+0=2010.217.123.7/20IP地址聚合设计IP地址聚合，就是把两个小网络合并为一个大网络，主要是通过修改子网位实现。通俗点说就是合为一个网段。要计算IP地址聚合后的地址，其实就是比较几个IP的网络前缀，相同的部分有多少位，这多少位就是聚合后的IP，子网掩码就是把相同的网络前缀变为1，剩下的为0，算出十进制就可以了。例1：某企业分配给产品部的IP地址块为192.168.31.192/26，分配给市场部的IP地址块为192.168.31.160/27，分配给财务部的IP地址块为192.168.31.128/27，那么这三个地址块经过聚合后的地址为（）A、192.168.31.0/25B、92.168.31.0/26C、192.168.31.128/25D、192.168.31.128/26此例三个IP聚合：192.168.31.192192.168.31.160192.168.31.128比较，相同的部分均为192.168.31，总共24位相同，最后一组换成二进制再比较：192.168.31.11000000192.168.31.10100000192.168.31.10000000比较得出，总共25位相同，那么，聚合后的IP（网络前缀）就为192.168.31.10000000，将10000000转为十进制为128，聚合后的IP就是192.168.31.128。可直接写成192.168.31.128/25。因为有25位相同，也以，子网掩码网络号就是25位，主机号剩下7位，网络号全为1，主机号全为0，即11111111.11111111.11111111.10000000，转换为十进制，255.255.255.128。例子例1：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络标识和主机标识的呢。答：用“与”运算。将十进制转换成二进制进行与运算IP地址：11000000101010000000101000000010子网掩码：11111111111111111111111111110000AND运算：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－