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前言问题引入：某单位有4个部门，需建立4个子网，其中部门1有50台主机，部门2有25台主机，部门3和部门4则只有10台主机。现有一个内部C类地址：192.168.1.0。请为该单位进行IP地址规划。思考：什么是IP地址？IP地址作用是什么？Ip地址和IP协议的关系？这个作用发生在参考模型的哪一层？这个参考模型是OSI吗？TCP/IP参考模型分几层？各层的功能是什么？IP地址怎么规划的？学习目标（第三周）：了解TCP/IP参考模型分几层？各层功能？了解IP协议的功能？IP数据报的格式？掌握IP地址的格式？分类？特殊IP地址？理解什么是子网？为什么划分子网？根据需求，熟练配置子网掩码掌握子网如何划分？回顾一下OSI/RM出现背景OSI/RM存在的问题：适用于单个网络，在多个网络互连时存在问题。出现TCP/IP参考模型。3.4.2TCP/IP体系结构TCP/IP参考模型设计重点：异种网络互连。所以网络互连是TCP/IP的技术核心。OSI与TCP/IP参考模型的比较网络接口层TCP/IP参考模型各层的主要功能:（1）网络接口层。负责接收互联网层发来的数据报并通过具体网络发送，或者从具体网络上接收帧，抽出IP数据报，交给互联网层。（2）网际层。网际层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组，将分组形成数据包（IP数据包），并为该数据包进行路径选择，最终将数据包从源主机发送到目的主机。（3）传输层。源端和目标端主机上的对等实体可以进行会话。除了在端与端之间传送数据外，传输层还要解决不同程序的识别问题。（4）应用层。TCP/IP模型的应用层的功能相当于OSI/RM的会话层、表示层和应用层3层的功能。该层能向用户提供一组常用的应用程序，定义了大量的TCP/IP应用协议。两者不同之处主要体现在以下几个方面：1．TCP/IP虽然也分层，但层的数量不同，且层次之间的调用关系不像OSI参考模型那样严格。2．TCP/IP一开始就考虑到了异种网的互连问题，并将互联网协议作为TCP/IP的重要组成部分，因此TCP/IP异种网互连能力强。3．相对来说，TCP/IP更注重于考虑提高网络的传输效率，而OSI更侧重考虑网络传输的可靠性。4．系统中体现智能的位置不同。五层参考模型OSI的缺点：层次过多，事实证明会话层和表示层的划分意义不大，反而增加了复杂性。TCP/IP缺点：网络接口层并不是真正的一层，在数据链路层和物理层的划分上基本是空白，但这两个层次的划分是十分必要的；五层网络参考模型高层(5~7)传输层(4)网络层(3)数据链路层(2)物理层(1)OSI/RM应用层传输层网际层网络接口层应用层传输层网络层数据链路层物理层TCP/IP5层体系结构◆6.2TCP/IP层次结构网际协议IP（InternetProtocol）不但为各个互联的网络提供统一的数据包格式，而且还提供寻址、路由选择、数据的分段和重组功能，它能将数据包从一个网络转发到另一个网络。网际协议简称IP协议，它和TCP传输控制协议是整个TCP/IP协议簇中最重要的部分，IP协议的基本任务是屏蔽下层各种物理网络的差异,向上层提供统一的IP数据报，由IP协议控制传输的协议单元称为IP数据报，各个IP数据报之间是相互独立的。IP协议的基本功能是对数据包进行相应的寻址和路由，并从一个网络转发到另一个网络。IP协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，其中包含了源主机的IP地址和其他一些信息。6.4.1IP协议的主要功能6.4.3IP数据报格式IP数据报封装到以太网的MAC数据帧，与一般网络层分组格式相似，IP数据报也分为两部分：首部和数据。4bit4bit8bit16bit版本首部长服务类型总长度标识符标志片偏移生存时间协议首部校验和源IP地址目的IP地址任选项填充字段…数据…图6-3IP数据报格式什么我们不直接使用硬件地址进行通信？由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此几乎是不可能的事。连接到因特网的主机都拥有统一的IP地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，因为调用ARP来寻找某个路由器或主机的硬件地址都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。6.4.4什么是IP地址1．物理地址与逻辑地址的区别？IP地址：每个Internet上的主机都有一个IP地址。IP地址是32位长的二进制编码。编码由一句号分为8位长的部分，每个部分可以是0-255间的任何数。该号码是唯一的，并且确定了采用TCP/IP网络上的计算机或网络设备。2.IP地址的组成？IP地址包含两个重要的标识符：网络地址和主机地址。（例192.168.1.2）地址类别网络号主机号IP地址由32位二进制比特组成图6-6IP地址的结构IP地址的表示方法：点分十进制，全称点分十进制表示法，是IPv4的IP地址标识方法，每一组数字都是十进制，组与组之间用.（点）分隔，因此称为“点分十进制”，例如IP地址123.123.123.123；IP地址的分类（需要同学们掌握）D类地址1101组播地址E类地址11011保留A类地址0网络地址主机地址B类地址1网络地址主机地址0C类地址1网络地址主机地址100783115162324共分5类：A、B、C、D、E1、一个A类IP地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示主机地址2、A类地址的第一个位总为0，这一点在数学上限制了A类地址的范围小于1273、A类网络地址的范围从1.0.0.0到126.0.0.0。注意只有第一个8位位组表示网络地址，剩余的3个8位位组用于表示第一个8位位组所表示网络中惟一的主机地址。注意技术上讲，127.0.0.0也是一个A类地址，但是它已被保留作闭环（lookback）测试之用而不能分配给一个网络。每一个A类地址能支持2的24次方再减去2个不同的主机地址，。减2是必要的，因为IP把全0保留为表示网络而全1表示网络内的广播地址1、一个B类IP地址使用两个8位位组表示网络号，另外两个8位位组表示主机号。2、B类地址的第1个8位位组的前两位总置为10，剩下的6位既可以是0也可以是1，B类网络地址范围从128.1.0.0到191.254.0.03、每一个B类地址能支持2的16次方减2个惟一的主机地址1、C类地址使用三个8位位组表示网络地址，仅用一个8位位组表示主机号。2、C类地址的前3位数为110，前两位和为192(128+64)，这形成了C类地址空间的下界。第三位等于十进制数32，这一位为0限制了地址空间的上界。不能使用第三位限制了此8位位组的最大值为255-32等于223。因此C类网络地址范围从192.0.1.0至223.255.254.0。最后一个8位位组用于主机寻址3、C类网的主机数为2的16次方减2个1、D类地址用于在IP网络中的组播(multicasting，又称为多目广播)。D类组播地址机制仅有有限的用处。2、一个组播地址是一个惟一的网络地址，它能指导报文到达预定义的IP地址组。3、D类地址的前4位恒为1110，意味着D类地址开始于128+64+32等于224，最大值为128+64+32+8+4+2+1为239，因此D类地址空间的范围从224.0.0.0到239.255.255.2544、D类地址不是用于互联单独的端系统或网络。D类地址用于传输组播报文至IP地址定义的端系统组中。因此没有必要把地址中的8位位组或地址位分开表示网络和主机。相反，整个地址空间用于识别一个IP地址组E类地址虽被定义但却被保留作研究之用。因此Internet上没有可用的E类地址。E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范围从240.0.0.0至255.255.255.255A类地址E类地址D类地址C类地址110111011组播地址保留0网络地址主机地址B类地址1网络地址主机地址01网络地址主机地址10三类地址总结：（1）A类地址、B类地址和C类地址的主机号长度分别为24位、16位和8为，网络号长度为8位、16位和24位。（2）A类网络地址数量较少，可以用于主机数达1600多万台的大型网络。B类网络地址适用于中等规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。（3）全为0和全为1的主机号均有特殊作用，不可以自由分配。私有IP地址和公有的IP地址公有地址（全局地址）：能够在整个广域网（因特网）中使用，可以被世界各地联网的主机所访问到。私有地址（局部地址）：只能在一个局域网中使用，其作用域的范围就是一个局域网（出了局域网就无效）。所以不同的局域网中的主机IP地址可以一样。在A、B、C3类地址中各有一段地址作为保留地址不在全网分配，而作为私有地址。在一个网络内部可随意使用私有地址。私有地址范围：1个A类地址：10.0.0.0~10.255.255.25516个B类地址：172.16.0.0~172.31.255.255256个C类地址：192.168.0.0~192.168.255.255这些地址只可在一个网络内部使用，不可进入外网私有IP地址和公有的IP地址特殊IP地址对于任何一个网络号,其全为“0”或全为“l”的主机地址均为特殊的IP地址.例如,210.40.13.0和210.40.13.255都是特殊的IP地址.特殊的IP地址有特殊的用途,不分配给任何用户使用,如表6-2所示.6.4.4IP地址表6-2特殊IP地址表网络地址主机地址地址类型用途全0全0本机地址启动时使用有网络号全0网络地址标识一个网络有网络号全1直接广播地址在特殊网上广播全1全1有限广播地址在本地网上广播127任意环回地址环回测试IP地址分类练习题一(1)IP地址202.113.99.4属于（）A）A类地址B）B类地址C）C类地址D）D类地址答案：C(2)IP地址61.30.1.1属于（）A）A类地址B）B类地址C）C类地址D）D类地址答案：A(3)以下哪个IP地址不能正常分配给主机（）A）65.23.56.12B）120.26.53.2C）C类地址D）D类地址答案：D(4)下列哪个描述不正确（）A）A类网络地址可以用于主机数达1600多万台的大型网络B）B类网络地址适用于主机数能达6万多台的中型网络C）每个C类网络最多只能包含512台计算机D）IP地址192.168.1.100是专用地址，不能在Internet上分配答案：CIP地址分类练习题二（5）下面哪个网络地址不是专用地址（）A）10.91.1.3B）61.51.8.3C）172.20.1.5D）192.168.5.8答案：B(6）以下网络地址不是广播地址的是（）A）10.255.255.255B）200.200.200.255C）122.0.0.0D）180.30.255.255答案：C(7）以下网络地址为公用IP地址的是（）A）122.4.54.3B）192.168.6.6C）10.73.1.1D）172.21.21.2答案：A(8)IP地址212.106.78.255是（）A）公用IP地址B）专用IP地址C）受限广播地址D）直接广播地址答案：D6.4.5子网技术•什么是子网？•为什么要划分子网？初始网络所遇到问题？1IP地址=网络ID+主机ID，同一A类网络，可以有16000000台主机，这是不现实的。2一家100名员工的公司被赋予C类地址，如果公司在10个城市设立10个办事处，那么怎么用一个网络地址将相隔遥远的员工连接起来？------子网是解决之道Internet172.17.15.20172.17.15.156172.17.20.5317217.20.131172.17.32.32172.17.32.125172.17.32.126172.17.15.20172.17.15.20172.17.32.126172.17.32.126172.17.15.156172.17.15.156172.17.32.125