IP地址和IP子网的规划.ppt

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1、计 算 机 组 网 技 术,IP地址和IP子网的规划,本讲内容：1.认识IP2.识别网络标识号、主机标识号3.掌握IP地址分类4.子网掩码的作用5.划分子网,知道VLSM6.不分等级的IPCIDR7.IPV6简介,计 算 机 组 网 技 术,互联网通过路由器实现了各个通信子网的互连。通信子网又称为物理网络，在物理网络内的结点都存在一个物理地址，这是各个结点的惟一标识。在互联网中，不同的物理地址连成虚拟网后必须有一个统一的地址，以便在整个网络上有一个惟一的结点标识，这就是IP地址（即逻辑地址）。IP地址对各个物理网络地址的统一是通过上层软件的逻辑编址进行的，这种编址没有改变任何物理地址，而是实现

2、了物理地址的屏蔽，建立了一种IP地址与物理地址之间的映射关系。,IP地址的作用,计 算 机 组 网 技 术,IP地址,IP协议,计 算 机 组 网 技 术,MAC地址（物理地址）,6组8-bits组成的一个48-bits的地址前24-bits由IEEE给生产厂商分配(不是非常正确的说法)，后24-bits由厂商自己分配，全球唯一无逻辑性，难于查找,厂商自己分配,IEEE 分配,计 算 机 组 网 技 术,IP地址,4组8-bits组成的一个32-bits的地址分为Network ID网络号及Host ID主机号是唯一的标识符，便于定位查找在网络中计算机的位置,计 算 机 组 网 技 术,IP概

3、叙,IP地址是在网络中用来识别主机的唯一标识。由网络信息中心NIC(Network Information Center)统一分配。每个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成。Ipv4格式:IP地址由四个8位二进制数值组成，共32位 例如：为了方便记忆，我们通常用点分十进制表示：最多分配给232 台主机（约为四十三亿的IP地址）电脑中已经配了IP那么可以用ipconfig这个命令查看,计 算 机 组 网 技 术,格式,IP地址是一组32位的二进制数字，用点分十进制表示以“.”号将32位的二进制数，每八位进行一次分割，分为4个八位组，再将每个八位组的转换成十进制，每组十进制在0255之间。例如：

4、192.168.1.3,计 算 机 组 网 技 术,进制转换,00000000=000000001=100000010=200000011=3.11111101=25311111110=25411111111=255,128 6432168421,计 算 机 组 网 技 术,网络号,同一个物理网络中的主机必须分配相同的网络号进行通信。网络号具有唯一性。不能够为127，的网络地址用于本机环回测试，检测本机TCP/IP协议软件的工作状态或者配置是否正确如,.xxxx,网络号,主机号,.3 网络号 主机号,计 算 机 组 网 技 术,主机号,主机号是代表网络中的主机。网络号相同时主机号具有唯一性。,

5、.xxxx,网络号,主机号,192.168.1.3 网络号 主机号,计 算 机 组 网 技 术,IP地址的分类,Class A:Class B:Class C:Class D:用于多点广播/组播地址Class E:保留供将来使用,8 bits,8 bits,8 bits,8 bits,计 算 机 组 网 技 术,IP地址的分类,常见的IP分为：A类：用于主机数量特别多的网络。1-126B类：用于大、中型网络。128-191C类：用于局域网。192-223D类：用于多点广播。224-239E类：保留供将来使用。240-247,计 算 机 组 网 技 术,分类,计 算 机 组 网 技 术,A类地址

6、,第一位设为0前7位代表网络号，后24位代表主机号；,网络号,主机号,0 xxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,计 算 机 组 网 技 术,A类地址,A类地址允许27-2=126个网络；（除去127网段和全0）每个网络可容纳224-2=16777214个主机；（除去全0和全1）第一个域值 的范围为1126（0000000101111110）有效的主机号：X.0.0.1X.255.255.254。例：,计 算 机 组 网 技 术,B类地址,前两位设为10前14位代表网络号，后16位代表主机号；,网络号,主机号,10 xxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx

7、,xxxxxxxx,计 算 机 组 网 技 术,B类地址,B类地址允许214=16384个网络每个网络可以容纳216-2=65534个主机（除去全0和全1）第一个域的范围为128191（1000000010111111）有效的主机号：例：,计 算 机 组 网 技 术,C类地址,前三位设为110前21位代表网络号，后8位代表主机号；,网络号,主机号,110 xxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,计 算 机 组 网 技 术,C类地址,C类地址允许221=2097152万个网络每个网络可容纳28-2=254个主机（除去全0和全1）第一个域的范围为192223（110000

8、0011011111）有效的主机号：例：,计 算 机 组 网 技 术,IP地址的分配原则,1 只有A，B，C三类地址可以分配给计算机和网络设备2 IP地址的第一个数不能为127，这个地址已经保留用来做环回测试 例如：3 网络地址不能全0，也不能全14 主机地址不能全0，也不能全15 网络地址相同时，主机地址必须唯一,计 算 机 组 网 技 术,地址分配原则,不能被分配的IP地址:,“有限广播”：网络号和主机号全1，代表本网络的有限广播,255.255.255.255,“本机”：网络号和主机号全0，代表本机,0.0.0.0,计 算 机 组 网 技 术,地址分配原则,不能被分配的IP地址:,“无意

9、义”：网络号全1，无意义,255.255.x.x,“本网络中的主机”：网络号全0，代表这是本网络中的一台主机,0.0.x.x,计 算 机 组 网 技 术,地址分配原则,不能被分配的IP地址:,“直接广播”：主机号全1，用于向某个网络发送广播,x.x.255.255,“本机或标识本网络的地址”：以0作为主机号，代表当前网络的网络号,x.x.0.0,计 算 机 组 网 技 术,地址分配原则,不能被分配的IP地址:,“标识本网络子网掩码”：网络号全1，主机号全0，代表着本网络的子网掩码,255.255.0.0,“直接广播”：网络号全0，主机号全1，代表本网络的直接广播,0.0.255.255,计 算

10、 机 组 网 技 术,内部（私有）地址,内部地址是Internet分配数据机构IANA保留的供专网（Intranet）使用的IP地址，这些地址不在Internet上使用，不能通过任何Internet路由器进行转发，这些地址如下：10.255.255.255 1个A类 172.31.255.255 16个B类 192.168.255.255 256个C类内部IP地址的分配有两种方法：静态分配和动态分配,计 算 机 组 网 技 术,公网地址,公网IP地址是Internet上通信所使用的IP地址，由InterNIC机构正式发布在网络中，必须全球唯一。一般我们涉及到的公有地址由ISP服务商提供,计 算

11、 机 组 网 技 术,测试工具,Ipconfig用于查询本机的TCP/IP的设置Ipconfig Ipconfig/allPing用于查询计算机之间的连接状态Ping ip_addressPing computer_name,计 算 机 组 网 技 术,网络连接情况测试顺序,Ipconfig用于检测本机的网络设置是否正确用于检测本机的TCP/IP协议栈配置是否正确Ping 本机IP地址用于检测本机IP地址配置是否有效Ping 本网段网关用于检测本机到网关连接是否正常Ping 外网IP用于检测本机与对方连接是否正常（测试能否上网时候该地址一般为DNS服务器地址）,计 算 机 组 网 技 术,测试

12、工具,Ping 的参数举例：Ping-a将地址解析为计算机名Ping-n count指定ping的次数Ping-tping到指定的计算机直到中断,计 算 机 组 网 技 术,测试工具,Tracert命令 用于显示数据包到达目标主机所经过的路径。例如：tracert Netstat命令 用于显示当前正在活动的网络连接的详细信息常带上an参数。Nslookup命令 用于进行域名的解析。例如：nslookup Arp命令 显示和修改IP地址和MAC地址互相解析的缓存记录。常见参数有d、s、a。,计 算 机 组 网 技 术,测试工具,Route命令 用于显示或者增加本地IP路由表中的记录。如显示路由表

13、内容命令是 route print增加网关为的默认路由命令是Net命令 Net命令功能强大，可以实现网络常见的配置操作和显示状态信息。具体参数可以上网查找。,计 算 机 组 网 技 术,课堂练习,地址 类别 网络 主机,A,例如：,计 算 机 组 网 技 术,课堂练习答案,地址 类别 网络 主机,A,B,C,C,B,错误的IP,例如：,计 算 机 组 网 技 术,子网掩码（Subnet Mask）,子网掩码是划分网络ID和主机ID的工具由X个连续的1及Y个连续的0组成且1总在0前面XY32子网掩码与IP地址作一个AND（与）的运算，保留下所需要的Network ID,计 算 机 组 网 技 术

14、,缺省的子网掩码,A类地址的缺省子网掩码是B类地址的缺省子网掩码是C类地址的缺省子网掩码是例：IP:193.108.18.2,计 算 机 组 网 技 术,AND（与运算）,0 AND 0=0 0 AND 1=0 1 AND 0=0 1 AND 1=1,计 算 机 组 网 技 术,划分网络号和主机号,利用子网掩码和IP“与”运算得到网络ID和主机ID,11000000 10101000 00010010 00000010,11111111 11111111 11111111 00000000,AND,11000000 10101000 00010010 00000000,192.168.18.0

15、 网络号,计 算 机 组 网 技 术,子网,子网是什么？为什么要有子网？用了子网有何好处？,计 算 机 组 网 技 术,不设子网的地址,计 算 机 组 网 技 术,设子网的地址,网络,计 算 机 组 网 技 术,划分子网络,划分子网 就是借用主机号的位充当网络号来扩大网络的个数可以混合使用多种网络技术，如以太网和令牌网。可以是使远程局域网在物理上相连。可以连接更多的主机。减少交通定向和广播，避免网络拥塞。,计 算 机 组 网 技 术,IP子网和IP转发,子网(subnetting)多个物理网络（子网）共享一个IP网络地址空间IP地址主机部分的一些比特作为子网号只有本地路由器知道子网的存在本地路

16、由器通过子网掩码来截取子网号三层层次结构：网络ID子网ID主机ID,计 算 机 组 网 技 术,Subnet ID,Subnet ID不能全为0不能全为1最少要2个二进制位,计 算 机 组 网 技 术,地址图例,Internet,到的分组,计 算 机 组 网 技 术,例：缺省情况下子网未划分的情况,16,网络位,主机位,172,0,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,00000000,00000000,10100000,00000000,00000000,00000010,网络号,计 算 机 组 网 技 术,一种利用子

17、网掩码划分的子网,扩展了8位地址的网络,16,网络位,主机位,255.255.255.0,172,2,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,00000000,00000000,00000010,子网位,网络ID：,128192224240248252254255,0,计 算 机 组 网 技 术,另一种利用子网掩码划分的子网,网络,主机,255.255.255.192,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000

18、,11111111,00000010,10100000,11000000,10000000,00000010,子网,扩展了10位地址的网络,16,172,2,128,网络ID：,128192224240248252254255,128192224240248252254255,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤01,16,192,2,160,11000000,00010000,10100000,00000010,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤02,11000000,11111111,00010000,111

19、11111,11111111,10100000,11000000,00000010,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,16,192,2,160,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤03,11000000,11111111,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,00000010,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,7,16,192,2,160,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤04,11000000,11111111,00010000,111

20、11111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,16,192,2,160,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤05,11000000,11111111,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010,10111111,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,16,192

21、,2,160,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤06,11000000,11111111,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010,10111111,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,16,192,2,160,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤07,11000000,11111111

22、,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010,10111111,10000001,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,6,16,192,2,160,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤08,11000000,11111111,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010

23、,10111111,10000001,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,6,16,192,2,160,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤09,11000000,11111111,00010000,11111111,11111111,10100000,11000000,10000000,00000010,10111111,10000001,10111110,Host,Mas

24、k,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,6,7,16,192,2,160,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,11000000,00010000,00000010,3,计 算 机 组 网 技 术,示例步骤10,11000000,11111111,11000000,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,11000000,10000000,00000010,11000000,00010000,00000010,101111

25、11,11000000,00010000,00000010,10000001,11000000,00010000,00000010,10111110,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,1,2,4,5,6,7,16,192,2,160,3,计 算 机 组 网 技 术,Network,Subnet,Host,10101100,00010000,00000010,11111111,172.16.2.121:,255.255.255.0:,10101100,11111111,Subnet:,10101100,00010000,00010000,11111111

26、,00000010,00000010,11111111,01111001,00000000,00000000,B类地址子网规划,Broadcast:,Network,计 算 机 组 网 技 术,11111000,Network,Subnet,Host,192.168.5.121:,11000000,11111111,Subnet:,11000000,10101000,10101000,11111111,00000101,00000101,11111111,01111001,01111000,255.255.255.248:,C类地址子网规划,Broadcast:,Network,Network

27、,11000000,10101000,00000101,01111111,计 算 机 组 网 技 术,子网掩码练习,地址,子网掩码,类别,子网,计 算 机 组 网 技 术,子网掩码练习答案,地址,子网掩码,类别,子网,B,A,A,计 算 机 组 网 技 术,广播地址练习,地址,类别,子网,广播地址,201.222.10.60,子网掩码,15.16.193.6,128.16.32.13,153.50.6.27,计 算 机 组 网 技 术,广播地址练习答案,地址,类别,子网,广播地址,子网掩码,C,A,B,B,201.222.10.60,15.16.193.6,128.16.32.13,153.5

28、0.6.27,计 算 机 组 网 技 术,子网的划分原则,确定网络号数，确信给将来的发展留有余地；确定每个子网有效的主机号数，同时也要考虑到未来的发展；定义子网掩码，使其能满足子网数和每个子网上主机号数；为每个物理段确定唯一的子网ID；为子网确定主机号。,计 算 机 组 网 技 术,IP子网练习,所属哪个网段？,计 算 机 组 网 技 术,IP子网练习答案,140.179.220.200/19所属哪个网段？10001100.10110011.110 11100.1100100011111111.11111111.111 00000.00000000-子网地址 140.179.192.0 111

29、11.11111111广播地址 140.179.223.255,计 算 机 组 网 技 术,IP子网运用,一家公司有一C类地址，它下设2个部门各个部门电脑台数分别为24、56，问，子网掩码应设为多少？如果还是2个部门，但台数分别为27、64，那么子网掩码应该设为多少？,计 算 机 组 网 技 术,IP子网运用答案（借主机位）,一家公司有一C类地址，它下设2个部门各个部门电脑台数分别为24、56，问，子网掩码应设为多少？如果还是2个部门，但台数分别为27、64，那么子网掩码应该设为多少？1)2n2=2 2m2=56 n=2 m=6 子网掩码为2）不行，除非路由器支持子网零(/25),计 算 机

30、组 网 技 术,不分等级的IPCIDR,CIDR是借用网络号充当主机号，来构造大型的网络,帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题实施CIDR时，所用的路由器应支持这一技术减少路由器的入口，解决路由爆炸。多个地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集,计 算 机 组 网 技 术,超网supernetting（借网络位）CIDRClassless InterDomain Routing:RFC1519问题：C类网络很多200万个，路由表爆炸C类地址太小，而B类地址太大，并且很少(16382)抛弃类的边界，即超网，1992年提出ISP分配地址时给用户一组连续(2n)C类地址（或者地址块

31、），子网掩码被扩展为允许描述多个网络组成的一个大的网络,不分等级的IPCIDR,计 算 机 组 网 技 术,假设用户需要1000个IP地址，则分配4个C类,192.60.128.0(192.60.10000000.00000000)192.60.129.0(192.60.10000001.00000000)192.60.130.0(192.60.10000010.00000000)192.60.131.0(192.60.10000011.00000000)-192.60.128.0/22(192.60.10000000.00000000)192.60.131.255(192.60.100000

32、11.11111111),超网地址：,广播地址：,计 算 机 组 网 技 术,四个C类地址可以用：192.60.128.0,netmask来标识网络掩码可以用前面的为1的比特的个数来描述：192.60.128.0 netmask,计 算 机 组 网 技 术,超网的运用,例：某公司有1050台电脑，但是申请不到一个B类地址，于是申请了五个C类地址：，。为了减少路由器的寻址工作，希望将它们集成到一个网中。需要采用怎样网络划分方法？,计 算 机 组 网 技 术,78,220,168,0,11011100,01001110,00000000,10101010,11011100,01001110,000

33、00000,10101011,11011100,01001110,00000000,10101100,11011100,01001110,00000000,10101101,11011100,01001110,00000000,10101110,11011100,01001110,00000000,10101000,255,255,248,0,计 算 机 组 网 技 术,IPv6简介,自从Internet在上世纪90年代中期得到高速发展以来，结点不断增加，计算机、通信、娱乐、家电产品已经交叉互融，数据通信网络对IP的依赖，使得IPv4无法应付即将出现的问题地址空间有限路由选择表越来越庞大协议过

34、于复杂无安全性考虑无法提供QoS保障,计 算 机 组 网 技 术,IPv6特性,比IPv4有更长的地址协议头部简化选项的更好支持安全性考虑QoS保障IPv4的平滑过渡和升级能力,计 算 机 组 网 技 术,IPv6地址格式,IPv46 8组4位十六进制，冒号分隔(冒分十六进制)。例如：8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF一组中前几个0可以取消不写 0012 可写为 12一组或者多组全0，可用:代替，但是在一个地址中只能出现一次(零压缩)例如：8000:0000:0023:0000:0123:4567:89AB:CDEF可写为:8000:23:0:123

35、:4567:89AB:CDEF,8000:123:4567:89AB:CDEF,128.0.0.0.0.0.0.0.1.35.69.103.137.171.205.239,计 算 机 组 网 技 术,IPv6地址,在IPv4和IPv6混合环境中，采用另一种表现形式：x6组高阶4位十六进制 d4个低阶8位二进制的十进制值（IPv4）例如：0000:0000:0000:0000:0000:0000:192.168.1.30:0:0:0:0:0:192.168.1.3:192.168.1.3,计 算 机 组 网 技 术,IPv6地址,为了在URL中使用IPv6地址文本地址用符号 和 来封闭，例如：8

36、000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEFhttp:/8000:123:4567:89AB:CDEF:80/index.html,计 算 机 组 网 技 术,从IPv4向IPv6过渡,过渡问题分为两类：解决IPv6孤岛之间互相通信的问题解决IPv6孤岛与IPv4海洋（目前Internet主干）之间通信的问题解决过渡问题的方法有三种：双协议栈隧道翻译器,计 算 机 组 网 技 术,从IPv4向IPv6过渡,双协议栈 IPv4和IPv6是功能相近的网络层协议，都基于相同的物理平台，且加载于两者上的运输层协议TCP和UDP没有任何区别。只要主机和网络设备支持双协议栈

37、（即支持IPv4又支持IPv6），那么无论是哪一种都可以实现,计 算 机 组 网 技 术,从IPv4向IPv6过渡,隧道路由器将IPv6分组装入IPv4实现：通过现有IPv4的Internet主干网将局部IPv6网络孤岛连接起来只要求在隧道入口和出口进行修改缺点：不能实现IPv4主机和IPv6主机的直接通信。,计 算 机 组 网 技 术,从IPv4向IPv6过渡,翻译器使用地址和协议翻译器，实现两种协议和地址的转换（和IPv4中的NAT类似）处于IPv4终端和IPv6终端之间的部件，对终端不需要任何修改，对终端而言是透明（电信部门）机制：IP包的“头变换”缺点：会引起端到端服务的中断问题 网络

38、中新的潜在的单点故障,计 算 机 组 网 技 术,1、C类地址最大可能子网位数是多少？2、对于一个没有经过子网划分的传统C类网络来说，允许安装多少台主机？3、一个B类网络，有5位掩码加入缺省掩码用来划分子网，每个子网最多有多少台主机？4、一个A类地址，其子网掩码是，有多少位被用来划分子网？,作业,计 算 机 组 网 技 术,5、分配一个B类IP网络，子网掩码255.255.255.192,则每个网段最大主机数有多少？6、如果C类子网的掩码为，则包含的子网位数、子网数目、每个子网中的主机数目分别是多少？7、的网络号、起始地址和广播地址分别是什么？,作业,计 算 机 组 网 技 术,8、某公司申请到8个C类IP地址：202.207.127.0,现计划将逻辑上归并到单一的网络上,并且在路由表中使用一项来标识这些IP地址.请问用CIDR表示法网络号是多少？要使用什么掩码？9、某公司申请到一个C类IP地址，但要连接6个的子公司，最大的一个子公司有26台计算机，每个子公司在一个网段中，则子网掩码应设为 多少？,作业,