ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件

ip地址和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識ip地址和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識1IP地址與子網(wǎng)掩碼圖2-1-1不同的層使用不同的名字IP地址與子網(wǎng)掩碼2IP地址的格式圖2-1-2IP地址的格式IP地址的格式3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進制-十進制十進制-二進制數(shù)制之類的運算（與、或、非）進制表請查看附帶的WORD文檔注：可使用windows的計算器進行轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進制-十進制4IP地址的種類32比特的IP地址被劃分為兩個部分：網(wǎng)絡(luò)號（NetworkID，NID主機號（HostID，HID）IPv4定義了5類IP地址，即：A、B、C、D、E類地址。IP地址的種類32比特的IP地址被劃分為兩個部分：51．A類圖2-1-3A類地址可以用于分配的A類IP地址范圍：1.x.y.z—126.x.y.z，其中x、y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。1．A類62．B類圖2-1-4B類地址可以用于分配的B類IP地址范圍：128.0.y.z—191.255.y.z，其中y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。2．B類73．C類圖2-1-5C類地址可以用于分配的C類IP地址范圍：192.0.0.z—223.255.255.z，其中z的各個二進制位不能全為0或全為1。3．C類84．D類圖2-1-6D類地址D類地址主要用于多播（multi-casting）4．D類95．E類圖2-1-7E類地址E類地址被保留作為實驗用5．E類106．其他第1個位域的取值范圍在248~254之間的IP地址保留不用。6．其他第1個位域的取值范圍在248~254之間的IP地址保11私有地址(RFC1918)A類:10.0.0.0至10.255.255.255B類:172.16.0.0至172.31.255.255C類:192.168.0.0至192.168.255.255私有地址(RFC1918)A類:10.0.0.0至10.2512IP網(wǎng)絡(luò)中主機數(shù)的計算方法2N-2公式:“N”代表主機位數(shù)

主機位全“0”表示網(wǎng)絡(luò)編號

主機位全“1”表示該網(wǎng)絡(luò)中的廣播IP網(wǎng)絡(luò)中主機數(shù)的計算方法13216-2=65534172.16.0.0172.16.0.1172.16.0.2172.16.0.3…...172.16.255.253172.16.255.254B類網(wǎng)絡(luò)可容納的主機數(shù)量216-2=65534172.16.0.0172.16.0.14IP地址的分配注意事項網(wǎng)絡(luò)號不能為127（127是被保護的與碼，是本機IP地址測試回路）主機號不能全為0或255（網(wǎng)絡(luò)號或廣播地址）0.0.0.0（是default路由的目標位置）IP地址的分配注意事項網(wǎng)絡(luò)號不能為127（127是被保護的與15子網(wǎng)掩碼1．子網(wǎng)（subnetwork）2．子網(wǎng)掩碼（subnetworkmask）IPv4規(guī)定了A類、B類、C類的標準子網(wǎng)掩碼：A類：255.0.0.0B類：255.255.0.0C類：255.255.255.0子網(wǎng)掩碼1．子網(wǎng)（subnetwork）16圖2-1-10子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用-1（主機號=子網(wǎng)掩碼的反碼*IP地址）ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件17圖2-1-11子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用-2ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件18VLSM非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-1非標準子網(wǎng)劃分VLSM非標準子網(wǎng)劃分191．對C類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-2借用2比特的主機號來充當子網(wǎng)絡(luò)號1．對C類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分20圖2-2-301子網(wǎng)計算過程ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件21表C類IP地址子網(wǎng)劃分表C類IP地址子網(wǎng)劃分222．對B類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-4借用2比特的主機號來充當子網(wǎng)絡(luò)號2．對B類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分23圖2-2-501子網(wǎng)計算過程ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件24表B類IP地址子網(wǎng)劃分表B類IP地址子網(wǎng)劃分253．對A類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分表2-2-3A類IP地址子網(wǎng)劃分3．對A類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分表2-2-3A類IP地26全0和全1網(wǎng)段例，標準C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成8個子網(wǎng)，采用了非標準子網(wǎng)掩碼255.255.255.224。該子網(wǎng)掩碼將C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成如下8個子網(wǎng)（假設(shè)允許子網(wǎng)號全為0或1）。子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)號201.15.66.0，可以IP地址范圍：201.15.66.1—201.15.66.30，子網(wǎng)廣播地址：201.15.66.31(2的5次方-2)……子網(wǎng)8：網(wǎng)絡(luò)號201.15.66.224，可以IP地址范圍：201.15.66.225—201.15.66.254，子網(wǎng)廣播地址：201.15.66.255。全0和全1網(wǎng)段例，標準C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成827專用地址空間RFC1918中定義了在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的專用（私有）地址空間，如下：A類：10.0.0.0-10.255.255.255B類：172.16.0.0-172.31.255.255C類：192.168.0.0-192.168.255.255LinkLocal網(wǎng)絡(luò)地址空間：169.254.0.0～169.254.255.255也屬于專用內(nèi)部地址。專用地址空間RFC1918中定義了在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的專用28VLSM和CIDR1．VLSMRFC1878中定義了可變長子網(wǎng)掩碼（VariableLengthSubnetMask，VLSM）。VLSM規(guī)定了如何在一個進行了子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)中的不同部分使用不同的子網(wǎng)掩碼。VLSM和CIDR1．VLSM29圖2-2-7VLSM應(yīng)用ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件302．CIDR無類域間路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR）在RFC1517～RFC1520中都有描述。2．CIDR無類域間路由（ClasslessInter-D31圖2-2-8CIDR應(yīng)用ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件32IP地址IP地址為了能把多個物理網(wǎng)絡(luò)在邏輯上抽象成一個互連網(wǎng)，IP協(xié)議為每臺主機分配了一個唯一的32位地址，稱為IP地址(記錄在主機的硬盤中)。IP地址不僅用來識別網(wǎng)絡(luò)中的主機，而且隱含著網(wǎng)際間的路徑信息。IP地址IP地址33IP地址與MAC地址MAC地址是物理設(shè)備的接口地址，記錄在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（網(wǎng)卡）的ROM中；IP地址是邏輯地址，記錄在主機的硬盤中。MAC地址是平面地址，僅用于標識設(shè)備，與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)；IP地址是層次地址，既包含網(wǎng)絡(luò)標識，又包含主機標識。MAC地址的分配是基于制造廠商；而IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓撲。IP地址物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層MAC地址IP地址與MAC地址MAC地址是物理設(shè)備的接口地址，記錄在網(wǎng)34IP地址撥號用戶物理地址MAC00-60-97-CO-9F-67IP地址166.111.3.19物理地址MAC00-3d-87-14-3a-d9IP地址166.111.4.1物理地址MAC00-0c-1b-00-5a-f6IP地址166.111.3.18IP地址166.111.3.97IP地址撥號用戶物理地址MAC物理地址MAC物理地址MACI35IP地址的格式IP

地址用來標識一個網(wǎng)絡(luò)和與該網(wǎng)絡(luò)連接的一臺主機。實際上IP地址是分配給網(wǎng)卡的。一個IP地址表示一條網(wǎng)絡(luò)連接。INTERNETPROTOCOLXXX.XXX.XXX.XXX0~255166.111.4.118網(wǎng)絡(luò)標識號+主機標識號Net-ID+Host-IDIP地址的格式IP地址用來標識一個網(wǎng)絡(luò)和與該網(wǎng)絡(luò)連接的一臺36IP地址的分類Net-idHost-idA類08162432Net-idHost-idB類Net-idHost-idC類010110組播地址D類保留地址11011111E類IP地址的分類Net-idHost-idA類0816243237IP地址的分類及特征類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用的網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)中的最多主機數(shù)A類1261.0.0.0126.0.0.016777214B類16384128.0.0.0191.255.0.065534C類2097152192.0.0.0223.255.255.0254IP地址的分類及特征類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用38特殊的IP地址Net-idHost-id源地址目的地址含義00可用不可用本網(wǎng)絡(luò)的本主機0Host-id不可用可用本網(wǎng)絡(luò)的指定主機Net-id0不可用不可用指定網(wǎng)絡(luò)號全1全1不可用可用受限廣播Net-id全1不可用可用定向廣播127任意可用可用回傳測試特殊的IP地址Net-idHost-id源地址目的地址含義039內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址在ABC三類IP地址中，都保留了一些地址作為私有網(wǎng)絡(luò)的虛擬IP地址：A類：10.0.0,0~10.255.255.255B類：172.16.0.0~172.31.255.255C類：192.168.0.0~192.168.255.255內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址在ABC三類IP地址中，都保留了一些地址作40IP地址的轉(zhuǎn)換IP地址的轉(zhuǎn)換無論網(wǎng)絡(luò)層使用什么協(xié)議，在實際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時，最終必須使用硬件MAC地址，因此IP尋址要實現(xiàn)IP地址到硬件地址的轉(zhuǎn)換。NET1NET3Router1Router2HostAHostBNet1Net3應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層網(wǎng)際層接口層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層HaHbR1Net2網(wǎng)際層接口層R2IP地址的轉(zhuǎn)換IP地址的轉(zhuǎn)換NET1NET3Router1R41ARP與RARPTCP/IPinternetlayer

InternetProtocol(IP)AddressResolution

Protocol(ARP)ReverseAddress

ResolutionProtocol(RARP)InternetControl

MessageProtocol(ICMP)InternetGroupManagement

Protocol(IGMP)InternetHardwareNetwork

InterfaceTransportApplicationARP與RARPTCP/IPinternetlayer42IP地址的轉(zhuǎn)換每臺主機都有一個ARP高速緩存(ARPcache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。從IP地址到硬件地址的解析是自動進行的，高層的用戶對這種地址解析過程是不知道的。當主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的主機或路由器進行通信時，ARP協(xié)議會自動地將該IP地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。NET1NET3Router1Router2HostAHostBIP地址的轉(zhuǎn)換每臺主機都有一個ARP高速緩存(ARPc43地址解析協(xié)議ARPARP協(xié)議(AddressResolutionProtocol)的功能：

IP地址映射EthernetMAC地址基本思想：在本地高速緩存中建立一個動態(tài)的ARP映射表；通過查表進行地址變換；當查表失敗時，向全網(wǎng)廣播ARP查詢分組；目標節(jié)點自動響應(yīng)；源節(jié)點根據(jù)響應(yīng)信息修改ARP表。地址解析協(xié)議ARPARP協(xié)議(AddressResolu44舉例：子網(wǎng)內(nèi)的ARP解析當兩臺主機在同一網(wǎng)段上時，ARP協(xié)議的工作過程如下：172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=???IP:172.16.3.2=Ethernet:0800.0020.1111我需要172.16.3.2.的以太網(wǎng)地址。請注意，這是我的以太網(wǎng)地址舉例：子網(wǎng)內(nèi)的ARP解析當兩臺主機在同一網(wǎng)段上時，ARP協(xié)議45代理ARP如果目的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要以本網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器作為遠程主機的代理，通過ARP找到該路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)包時會改變幀的MAC地址，但不改變IP地址。廣域網(wǎng)LAN1LAN2主機A主機B代理ARP如果目的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要以46反向地址解析協(xié)議RARPReverseARP協(xié)議的功能：

為EthernetMAC地址分配一個IP地址?；舅枷耄壕W(wǎng)上至少有一臺RARP服務(wù)器，其中維持著一個本網(wǎng)的IP地址分配表，包含IP地址與MAC地址的映射信息。無盤站點啟動時向全網(wǎng)廣播RARP分組，以求獲得一個IP地址；RARP服務(wù)器自動響應(yīng)，為無盤站點分配IP地址；無盤站點收到響應(yīng)分組后，將IP地址記入內(nèi)存。反向地址解析協(xié)議RARPReverseARP協(xié)議的功能：47舉例：通過RARP獲得IP地址無盤站點通過MAC地址獲得IP地址的過程如下：Ethernet=0800.0020.1111IP=???Ethernet=0800.0020.1111IP=172.16.3.5這是我的以太網(wǎng)地址，請給我一個IP地址？請注意：

這是給你的IP地址：172.16.3.25.舉例：通過RARP獲得IP地址無盤站點通過MAC地址獲得I48ARP/RARP分組格式ARP/RARP原本是為以太網(wǎng)制定的，但可推廣到具有廣播機制的其它網(wǎng)絡(luò)。以下是基于以太網(wǎng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的ARP/RARP分組格式。硬件類型（以太網(wǎng)為1）協(xié)議類型（IP為0800H）硬件地址長度

6協(xié)議地址長度

4操作:ARP請求1，ARP響應(yīng)2

RARP請求3，RARP響應(yīng)4源節(jié)點硬件地址：0~3字節(jié)源節(jié)點硬件地址：4~5字節(jié)源節(jié)點IP地址：0~1字節(jié)源節(jié)點IP地址：2~3字節(jié)目標節(jié)點硬件地址：0~1字節(jié)目標節(jié)點硬件地址：2~5字節(jié)目標節(jié)點IP地址：0~3字節(jié)ARP/RARP分組格式ARP/RARP原本是為以太網(wǎng)制定的49IP分組交付和路由選擇IP分組交付和路由選擇一個TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通常由多個網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層互連而成。連接這些網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可能是專用的路由器，也可能是多宿主機。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的計算機節(jié)點分為兩類：端節(jié)點——僅有一條線路連接到一個網(wǎng)絡(luò)。路由節(jié)點——有兩條或兩條以上的線路分別連接到多個網(wǎng)絡(luò)。在因特網(wǎng)中，認為路由節(jié)點是出網(wǎng)的關(guān)口，故稱之為網(wǎng)關(guān)。所謂路由選擇就是為報文分組選擇一條到達目標網(wǎng)絡(luò)的輸出路徑。IP分組交付和路由選擇IP分組交付和路由選擇50分組交付的形式直接交付

收發(fā)雙方在同一IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無需其它路由器進行分組轉(zhuǎn)發(fā)。源主機直接將IP數(shù)據(jù)報封裝在物理幀內(nèi)交付目的主機。間接交付

收發(fā)雙方位于不同的IP網(wǎng)絡(luò)中時，源主機必須通過至少一個路由器的轉(zhuǎn)發(fā)才能將分組交付給目標主機。Net1Net3應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層網(wǎng)際層接口層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層HaHbR1Net2網(wǎng)際層接口層R2分組交付的形式直接交付

收發(fā)雙方在同一IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無需其它路51直接交付和間接交付

ABC直接交付不通過路由器間接交付必須通過路由器間接交付間接交付間接交付直接交付直接交付直接交付和間接交付ABC直接交付不通過路由器間接交付間接交52注意路由器是對網(wǎng)絡(luò)選擇路由，而不是對主機選擇路由；路由器并不知道到達目標主機的完整路徑，只知道要到達目標網(wǎng)絡(luò)，下一跳應(yīng)走哪一個路由器。每個路由器中都維持著一組目標網(wǎng)絡(luò)到下一跳路由器的映射表，稱為路由表。注意路由器是對網(wǎng)絡(luò)選擇路由，而不是對主機選擇路由；53路由表一個路由表是一組對偶<N，R>的集合。其中N為目標網(wǎng)絡(luò)號，R為到達網(wǎng)絡(luò)N的路徑上的“下一個”路由器的入口的IP地址。路由表中有以下三種類型的映射：直接路由：

目標網(wǎng)與本路由器的某個端口直接連接，其對偶形為

<N，direct>；間接路由：

目標網(wǎng)與本路由器之間還間隔有其它的路由器，其對偶形為<N，R>；缺省路由：

其它情形，對偶形為<default，R>。路由表一個路由表是一組對偶<N，R>的集合。其中N為目標54IP地址的分配IP地址的分配原則：為同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機分配相同的網(wǎng)絡(luò)號和不同的主機號；為不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機分配不同的網(wǎng)絡(luò)號。NET1NET3Router1Router2HostAHostB172.17.3.1172.17.3.2212.10.1.1212.10.1.2172.16.3.1172.16.3.2IP地址的分配IP地址的分配原則：NET1NET3Route55靜態(tài)路由表之例R1的路由表InternetNet1Net2Net3128.10.0.0172.15.0.0192.68.15.08.1.1.28.1.1.1128.10.1.1128.10.1.9192.68.15.1172.15.1.1

R1

R2R2的路由表靜態(tài)路由表之例R1的路由表InternetNet1Net2N56IP主機路選算法IP協(xié)議在主機上執(zhí)行的分組交付算法：從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計算目標網(wǎng)號N；ifN=本主機的IP網(wǎng)號

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀直接傳給目標主機

else將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀傳給指定的路由器（缺省網(wǎng)關(guān)）。IP主機路選算法IP協(xié)議在主機上執(zhí)行的分組交付算法：57IP路由器的路選算法從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計算目標網(wǎng)號N；根據(jù)N（D）查找路由表，

確定下一跳路由器入口的IP地址R；ifR=“direct”

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀直接從相應(yīng)端口發(fā)送給Delseif路由表中包含到達N的間接路由R

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀從相應(yīng)端口傳給指定的下一跳路由器elseif路由表中包含“default”的缺省路由R

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀從缺省路由傳給下一跳路由器else路選失敗，報告目標主機不可到達。IP路由器的路選算法從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計58子網(wǎng)劃分和超級網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分為什么要進行子網(wǎng)劃分？IP地址被設(shè)計為由網(wǎng)絡(luò)號和主機號構(gòu)成的兩級結(jié)構(gòu)。它存在以下問題：IP地址空間的利用率不高IP地址的分配不夠靈活子網(wǎng)劃分和超級網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分59子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼為了有效地利用IP地址空間，改善地址分配的靈活性，引入了三級地址結(jié)構(gòu)的概念，將IP網(wǎng)絡(luò)進一步劃分為幾個部分，每個部分就稱為子網(wǎng)。從一個IP地址中無法直接判斷它所屬的網(wǎng)絡(luò)是否進行了子網(wǎng)的劃分。為了有效區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID，引入了子網(wǎng)掩碼的概念。子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼為了有效地利用IP地址空間，改善地址分配的靈活60掩碼的形式與表示方法掩碼是一個32位的數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)ID）對應(yīng)的比特均為“1”，與主機ID對應(yīng)的比特均為“0”掩碼的表示方法：點分十進制表示法：255.255.255.0網(wǎng)絡(luò)前綴表示法：/24掩碼的形式與表示方法掩碼是一個32位的數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)I61掩碼將網(wǎng)絡(luò)ID與主機ID分離使用掩碼(mask)可以找出IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分及子網(wǎng)部分。網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機號00000000111111111111111111111111IP地址∧(邏輯位與)

掩碼主機號＝IP地址－IP網(wǎng)號掩碼將網(wǎng)絡(luò)ID與主機ID分離使用掩碼(mask)可以找出IP62自然掩碼和無子網(wǎng)編址掩碼同樣適用于未劃分子網(wǎng)的A、B、C類IP地址。我們把這三類未劃分子網(wǎng)IP地址對應(yīng)的掩碼稱為自然掩碼或標準掩碼使用自然掩碼，不對網(wǎng)段進行細分就稱為無子網(wǎng)編址。如B類網(wǎng)段172.16.0.0，采用255.255.0.0作為掩碼。172.16.0.1172.16.0.2172.16.30.5172.16.255.254……自然掩碼和無子網(wǎng)編址掩碼同樣適用于未劃分子網(wǎng)的A、B、C類I63子網(wǎng)化的掩碼使用子網(wǎng)化的掩碼可以從主機地址中析出一部分作為子網(wǎng)號，將網(wǎng)絡(luò)細分為若干個邏輯子網(wǎng)，使IP地址從兩極結(jié)構(gòu)變?yōu)槿壗Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)號主機號主機號網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號1111111111111111000000000000000011111111對標準掩碼增加相應(yīng)數(shù)目的1就成為子網(wǎng)化的掩碼。子網(wǎng)化的掩碼使用子網(wǎng)化的掩碼可以從主機地址中析出一部分作為子64掩碼的作用如果沒有劃分子網(wǎng)，掩碼就從IP地址中的提取網(wǎng)絡(luò)號；如果進行了子網(wǎng)劃分，掩碼就從IP地址中提取子網(wǎng)號。掩碼的作用：區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號和主機號劃分IP子網(wǎng)掩碼的作用如果沒有劃分子網(wǎng)，掩碼就從IP地址中的提取網(wǎng)絡(luò)號；65子網(wǎng)的概念的解析所謂子網(wǎng)就是在一個IP地址塊上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)，它用掩碼從IP地址的主機部分析出一些字節(jié)作為子網(wǎng)的地址。NET1NET2Router……HostA1HostB1HostAmHostBn……172.16.64.0172.16.128.0外部網(wǎng)絡(luò)172.16.0.0子網(wǎng)的概念的解析所謂子網(wǎng)就是在一個IP地址塊上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)66標準掩碼和子網(wǎng)化的掩碼標準的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號A類：255.0.0.0 28.12.2.9 28.0.0.0B類：255.255.0.0 128.12.3.8 128.12.0.0C類：255.255.255.0 196.56.2.66 196.56.2.0子網(wǎng)化的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號A類：255.255.0.0 28.12.2.9 28.12.0.0B類：255.255.255.0 128.12.3.8 128.12.3.0C類：255.255.255.192 196.56.2.66 196.56.2.64標準掩碼和子網(wǎng)化的掩碼標準的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號67子網(wǎng)劃分示例例如：使用掩碼255.255.255.224進一步劃分IP網(wǎng)絡(luò)202.112.10.0。子網(wǎng)地址主機的IP地址范圍

202.112.10.

32(00100000)202.112.10.33~62202.112.10.

64(01000000)202.112.10.65~94202.112.10.96(01100000)202.112.10.97~126202.112.10.128(10000000)202.112.10.129~158202.112.10.160(10100000)202.112.10.161~190202.112.10.192(11000000)202.112.10.193~222224→11100000B二進制數(shù)xxx有八種組合，去掉全0和全1的，剩下6種。子網(wǎng)劃分示例例如：使用掩碼255.255.255.224進一68子網(wǎng)的計算方法首先判斷給定的IP地址的類別，然后結(jié)合給定的子網(wǎng)掩碼求出主機地址位數(shù)n1和子網(wǎng)地址位數(shù)n2；11111111111111110000000000000000計算有效子網(wǎng)數(shù)(2n2-2)和每個子網(wǎng)中的有效主機數(shù)(2n1-2)；11111111n1n2子網(wǎng)的計算方法首先判斷給定的IP地址的類別，然后結(jié)合給定的子69C類子網(wǎng)的簡便算法計算第一個有效子網(wǎng)的Subnet-id1：

用256與子網(wǎng)掩碼中最右端的非零十進制數(shù)相減，得到的商即為Subnet-id1，這也是一個子網(wǎng)中的IP地址總數(shù)。計算子網(wǎng)中的有效主機地址：

子網(wǎng)中的第一臺有效主機地址=Subnet-id1+1；

該子網(wǎng)的廣播地址=Subnet-id1+S-1；

子網(wǎng)中的最后一臺有效主機地址=Subnet-id1+B-2C類子網(wǎng)的簡便算法計算第一個有效子網(wǎng)的Subnet-id1：70子網(wǎng)劃分示例給定C類網(wǎng)段201.222.5.0，假定需要20個子網(wǎng)，其中每個子網(wǎng)5臺主機。選擇掩碼為255.255.255.248，第一個子網(wǎng)ID為201.222.5.8，子網(wǎng)間距為8。201.222.5.8/29201.222.5.9/29201.222.5.160/29201.222.5.161/29201.222.5.0/24……201.222.5.17/29201.222.5.16/29…………201.222.5.25/29201.222.5.24/29子網(wǎng)劃分示例給定C類網(wǎng)段201.222.5.0，假定需要2071C類子網(wǎng)實例子網(wǎng)地址192.168.5.120主機地址192.168.5.121-192.168.5.126廣播地址192.168.5.127IP主機地址192.168.5.121子網(wǎng)掩碼255.255.255.248C類子網(wǎng)實例子網(wǎng)地址192.168.5.120主機地址19272常用的C類子網(wǎng)化掩碼子網(wǎng)位數(shù) 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)數(shù) 每一子網(wǎng)主機數(shù)—————————————————————————————— 2 255.255.255.192 2 62 3 255.255.255.224 6 30 4 255.255.255.240 14 14 5 255.255.255.248 30 6 6 255.255.255.252 62 2作業(yè)1：使用掩碼255.255.224.0進一步劃分B類網(wǎng)絡(luò)168.112.0.0。寫出子網(wǎng)數(shù)、每一子網(wǎng)主機數(shù)各子網(wǎng)網(wǎng)號、子網(wǎng)廣播地址、子網(wǎng)中的主機地址范圍常用的C類子網(wǎng)化掩碼子網(wǎng)位數(shù) 子網(wǎng)掩碼 子73B類子網(wǎng)實例子網(wǎng)地址172.16.2.0主機地址172.16.2.1－172.16.2.254廣播地址172.16.2.255IP主機地址172.16.2.120子網(wǎng)掩碼255.255.255.0B類子網(wǎng)實例子網(wǎng)地址172.16.2.0主機地址172.1674可變長度的子網(wǎng)掩碼（VLSM）ISP192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30通告192.168.1.0對于不同的子網(wǎng)選擇不同的掩碼長度：

——VLSM(VariableLengthSubnetMask)

可變長度的子網(wǎng)掩碼（VLSM）ISP192.168.1.3275作業(yè)2給定一個IP網(wǎng)段地址202.11.10.0/24，將其劃分后分配給圖中的各個子網(wǎng)，其中LAN1和LAN2各需要10臺PC機、LAN3和LAN4各需要56臺PC機。為了盡量節(jié)約IP地址資源，請設(shè)計一個合理的地址分配方案（給出各子網(wǎng)的子網(wǎng)號和子網(wǎng)掩碼），分配各端口的IP地址和子網(wǎng)掩碼，寫出RouterA和RouterB兩個路由器的路由表。S0S0E0E1RouterBRouterALAN1E1LAN2LAN3InternetS1:12.1.1.112.1.1.2E0LAN4作業(yè)2給定一個IP網(wǎng)段地址202.11.10.0/24，將其76劃分子網(wǎng)的好處更有效地利用地址空間易于管理網(wǎng)絡(luò)：劃分管理職責減少網(wǎng)絡(luò)擁塞提供額外的安全性劃分子網(wǎng)的好處更有效地利用地址空間778.3.2超網(wǎng)到上世紀90年代初，因特網(wǎng)面臨三個必須盡早解決的問題：B類地址在1992年已分配了近一半，眼看就要在1994年3月全部分配完畢！因特網(wǎng)主干網(wǎng)上的路由表中的項目數(shù)急劇增長（從幾千個增長到幾萬個）。整個IPv4的地址空間最終將全部耗盡。因此，在VLSM的基礎(chǔ)上又進一步研究出無分類的編址方法，即：

無類域間路由CIDR(ClasslessInter-DomainRouting)。無類域間路由CIDR8.3.2超網(wǎng)無類域間路由CIDR78CIDR消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空間。CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號。CIDR將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成“CIDR地址塊”。IP地址從三級編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級編址。CIDR消除了地址分類

CIDR消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分79CIDR的斜線記法CIDR使用“斜線記法”(slashnotation)，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特數(shù)。斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中1的個數(shù)。對于/20的地址塊，它的掩碼是20個連續(xù)的1。CIDR的斜線記法CIDR使用“斜線記法”(slashn80內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址CIDR在原A、B、C三類IP地址中確定了三個地址塊作為內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)的保留地址：A類：10.0.0.0~10.255.255.255 記為：10.0.0.0/8B類：172.16.0.0~172.31.255.255 記為：172.16.0.0/12C類：192.168.0.0~192.168.255.255 記為：192.168.0.0/16內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址CIDR在原A、B、C三類IP地址中確定了81一個CIDR地址塊可以表示很多地址，將一系列連續(xù)的小的地址塊聚合起來，構(gòu)成一個具有共同的網(wǎng)絡(luò)前綴的地址塊，就稱為構(gòu)成超網(wǎng)(supernetting)。這種地址塊的聚合常稱為路由聚合。CIDR雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞（但不叫子網(wǎng)掩碼）。路由聚合(routeaggregation)

一個CIDR地址塊可以表示很多地址，將一系列連續(xù)的小的地82路由聚合示例

路由聚合使得路由表中原來的很多個分類地址的表項合并為一個表項，縮小了路由表的規(guī)模，增加了網(wǎng)絡(luò)的可擴展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16路由聚合示例路由聚合使得路由表中原來的很多個分類地址的表項83CIDR地址塊

CIDR地址塊中的地址數(shù)一定是2的整數(shù)次冪。84.16.32.0/20表示的地址塊共有212個地址

（因為斜線后面的20是網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù)，所以主機號的位數(shù)是12）。這個地址塊的起始地址是84.16.32.0，結(jié)束地址是84.16.47.255。全0和全1的主機地址一般不使用。CIDR地址塊CIDR地址塊中的地址數(shù)一定是2的整8484.16.32.0/20的地址范圍010101000001000000100000

00000000010101000001000000100000

00000001010101000001000000100000

00000010010101000001000000100000

00000011010101000001000000100000

00000100…… …… 0101010000010000001011111111101101010100000100000010111111111100010101000001000000101111111111010101010000010000001011111111111001010100000100000010111111111111最小地址所有地址都具有20位相同的前綴最大地址84841616324701234…251252253254255/20相當于掩碼是：11111111111111111111000000000000 255 .255.240.084.16.32.0/20的地址范圍010101000085CIDR記法的其他形式

可將點分十進制中低位連續(xù)的0省略，如：

10.0.0.0/10可簡寫為10/1010.0.0.0/10隱含地指出IP地址10.0.0.0的掩碼是255.192.0.0。此掩碼的二進制表示為：

11111111

11000000000000000000000025519200可以將星號“*”放在網(wǎng)絡(luò)前綴比特序列之后代表主機號，如：0000101000*表示網(wǎng)絡(luò)前綴為0000101000的CIDR地址塊。掩碼中有10個連續(xù)的1CIDR記法的其他形式可將點分十進制中低位連續(xù)的0省略，86網(wǎng)絡(luò)聚合與劃分子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴越短，地址塊所包含的地址數(shù)就越多；反之網(wǎng)絡(luò)前綴越長，地址塊所包含的地址數(shù)就越少。因此，網(wǎng)絡(luò)聚合是使網(wǎng)絡(luò)前綴變短，而劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡(luò)前綴變長。例如：前綴長度不超過23bit的CIDR地址塊都包含了多個C類地址。這些C類地址合起來就構(gòu)成了超網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)聚合與劃分子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴越短，地址塊所包含的地址數(shù)就越多；87常用的CIDR地址塊

前綴長度點分十進制地址數(shù)目含分類的網(wǎng)絡(luò)數(shù)/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22/23/24/25/26/27255.248.0.0255.252.0.0255.254.0.0255.255.0.0255.255.128.0255.255.192.0255.255.224.0255.255.240.0255.255.248.0255.255.252.0255.255.254.0255.255.255.0255.255.255.128255.255.255.192255.255.255.224512K256K128K64K32K16K8K4K2K1K51225612864328個B類或2048個C類4個B類或1024個C類2個B類或512個C類1個B類或256個C類128個C類64個C類32個C類16個C類8個C類4個C類2個C類1個C類1/2個C類1/4個C類1/8個C類常用的CIDR地址塊前綴長度點分十進制地址數(shù)目含分類的網(wǎng)絡(luò)88206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/26206.0.71.192/26CIDR地址塊劃分舉例

ISPnet206.0.64.0/18一系：512二系：256三系：128四系：128206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.128/25學院206.0.68.0/22206.0.68.0/25206.0.68.128/25206.0.69.0/25206.0.69.128/25206.0.68.0/23ISP：1638464個C類網(wǎng)絡(luò)學院：1024206.0.70.0/26206.0.71.0/26206.89作業(yè)3請對下列CIDR地址塊進行最大可能的聚合:211.80.132.0/24211.80.133.0/24211.80.134.0/24211.80.135.0/24請說明以下兩個地址塊中，是否存在包含關(guān)系；若是請說明理由。202.128/11和202.130.28/22作業(yè)3請對下列CIDR地址塊進行最大可能的聚合:90作業(yè)4一個自治系統(tǒng)有5個局域網(wǎng)，其連接圖如下所示，LAN2至LAN5上的主機數(shù)分別為：91、150、3和15，該自治系統(tǒng)分配到的IP地址塊為30.138.118/23。問題：為了使LAN1可獲得的IP地址最多，請給出每一個局域網(wǎng)的地址塊。在此基礎(chǔ)上分別寫出三個路由器的路由表。LAN2：91臺主機LAN3：150臺主機LAN4：3臺主機LAN5：15臺主機LAN1R1R2R3作業(yè)4一個自治系統(tǒng)有5個局域網(wǎng)，其連接圖如下所示，LAN2至91IPv6在IPv6中，IP地址由十六個八位域，共128位二進制數(shù)組成，用點號每八位一分割。IPv6在IPv6中，IP地址由十六個八位域，共128位二進92ip地址和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識ip地址和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識93IP地址與子網(wǎng)掩碼圖2-1-1不同的層使用不同的名字IP地址與子網(wǎng)掩碼94IP地址的格式圖2-1-2IP地址的格式IP地址的格式95數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進制-十進制十進制-二進制數(shù)制之類的運算（與、或、非）進制表請查看附帶的WORD文檔注：可使用windows的計算器進行轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進制-十進制96IP地址的種類32比特的IP地址被劃分為兩個部分：網(wǎng)絡(luò)號（NetworkID，NID主機號（HostID，HID）IPv4定義了5類IP地址，即：A、B、C、D、E類地址。IP地址的種類32比特的IP地址被劃分為兩個部分：971．A類圖2-1-3A類地址可以用于分配的A類IP地址范圍：1.x.y.z—126.x.y.z，其中x、y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。1．A類982．B類圖2-1-4B類地址可以用于分配的B類IP地址范圍：128.0.y.z—191.255.y.z，其中y、z的各個二進制位不能全為0或全為1。2．B類993．C類圖2-1-5C類地址可以用于分配的C類IP地址范圍：192.0.0.z—223.255.255.z，其中z的各個二進制位不能全為0或全為1。3．C類1004．D類圖2-1-6D類地址D類地址主要用于多播（multi-casting）4．D類1015．E類圖2-1-7E類地址E類地址被保留作為實驗用5．E類1026．其他第1個位域的取值范圍在248~254之間的IP地址保留不用。6．其他第1個位域的取值范圍在248~254之間的IP地址保103私有地址(RFC1918)A類:10.0.0.0至10.255.255.255B類:172.16.0.0至172.31.255.255C類:192.168.0.0至192.168.255.255私有地址(RFC1918)A類:10.0.0.0至10.25104IP網(wǎng)絡(luò)中主機數(shù)的計算方法2N-2公式:“N”代表主機位數(shù)

主機位全“0”表示網(wǎng)絡(luò)編號

主機位全“1”表示該網(wǎng)絡(luò)中的廣播IP網(wǎng)絡(luò)中主機數(shù)的計算方法105216-2=65534172.16.0.0172.16.0.1172.16.0.2172.16.0.3…...172.16.255.253172.16.255.254B類網(wǎng)絡(luò)可容納的主機數(shù)量216-2=65534172.16.0.0172.16.0.106IP地址的分配注意事項網(wǎng)絡(luò)號不能為127（127是被保護的與碼，是本機IP地址測試回路）主機號不能全為0或255（網(wǎng)絡(luò)號或廣播地址）0.0.0.0（是default路由的目標位置）IP地址的分配注意事項網(wǎng)絡(luò)號不能為127（127是被保護的與107子網(wǎng)掩碼1．子網(wǎng)（subnetwork）2．子網(wǎng)掩碼（subnetworkmask）IPv4規(guī)定了A類、B類、C類的標準子網(wǎng)掩碼：A類：255.0.0.0B類：255.255.0.0C類：255.255.255.0子網(wǎng)掩碼1．子網(wǎng)（subnetwork）108圖2-1-10子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用-1（主機號=子網(wǎng)掩碼的反碼*IP地址）ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件109圖2-1-11子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用-2ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件110VLSM非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-1非標準子網(wǎng)劃分VLSM非標準子網(wǎng)劃分1111．對C類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-2借用2比特的主機號來充當子網(wǎng)絡(luò)號1．對C類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分112圖2-2-301子網(wǎng)計算過程ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件113表C類IP地址子網(wǎng)劃分表C類IP地址子網(wǎng)劃分1142．對B類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分圖2-2-4借用2比特的主機號來充當子網(wǎng)絡(luò)號2．對B類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分115圖2-2-501子網(wǎng)計算過程ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件116表B類IP地址子網(wǎng)劃分表B類IP地址子網(wǎng)劃分1173．對A類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分表2-2-3A類IP地址子網(wǎng)劃分3．對A類網(wǎng)絡(luò)進行非標準子網(wǎng)劃分表2-2-3A類IP地118全0和全1網(wǎng)段例，標準C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成8個子網(wǎng)，采用了非標準子網(wǎng)掩碼255.255.255.224。該子網(wǎng)掩碼將C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成如下8個子網(wǎng)（假設(shè)允許子網(wǎng)號全為0或1）。子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)號201.15.66.0，可以IP地址范圍：201.15.66.1—201.15.66.30，子網(wǎng)廣播地址：201.15.66.31(2的5次方-2)……子網(wǎng)8：網(wǎng)絡(luò)號201.15.66.224，可以IP地址范圍：201.15.66.225—201.15.66.254，子網(wǎng)廣播地址：201.15.66.255。全0和全1網(wǎng)段例，標準C類網(wǎng)絡(luò)201.15.66.0劃分成8119專用地址空間RFC1918中定義了在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的專用（私有）地址空間，如下：A類：10.0.0.0-10.255.255.255B類：172.16.0.0-172.31.255.255C類：192.168.0.0-192.168.255.255LinkLocal網(wǎng)絡(luò)地址空間：169.254.0.0～169.254.255.255也屬于專用內(nèi)部地址。專用地址空間RFC1918中定義了在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的專用120VLSM和CIDR1．VLSMRFC1878中定義了可變長子網(wǎng)掩碼（VariableLengthSubnetMask，VLSM）。VLSM規(guī)定了如何在一個進行了子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)中的不同部分使用不同的子網(wǎng)掩碼。VLSM和CIDR1．VLSM121圖2-2-7VLSM應(yīng)用ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件1222．CIDR無類域間路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR）在RFC1517～RFC1520中都有描述。2．CIDR無類域間路由（ClasslessInter-D123圖2-2-8CIDR應(yīng)用ip和子網(wǎng)掩碼相關(guān)知識課件124IP地址IP地址為了能把多個物理網(wǎng)絡(luò)在邏輯上抽象成一個互連網(wǎng)，IP協(xié)議為每臺主機分配了一個唯一的32位地址，稱為IP地址(記錄在主機的硬盤中)。IP地址不僅用來識別網(wǎng)絡(luò)中的主機，而且隱含著網(wǎng)際間的路徑信息。IP地址IP地址125IP地址與MAC地址MAC地址是物理設(shè)備的接口地址，記錄在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（網(wǎng)卡）的ROM中；IP地址是邏輯地址，記錄在主機的硬盤中。MAC地址是平面地址，僅用于標識設(shè)備，與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)；IP地址是層次地址，既包含網(wǎng)絡(luò)標識，又包含主機標識。MAC地址的分配是基于制造廠商；而IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓撲。IP地址物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層MAC地址IP地址與MAC地址MAC地址是物理設(shè)備的接口地址，記錄在網(wǎng)126IP地址撥號用戶物理地址MAC00-60-97-CO-9F-67IP地址166.111.3.19物理地址MAC00-3d-87-14-3a-d9IP地址166.111.4.1物理地址MAC00-0c-1b-00-5a-f6IP地址166.111.3.18IP地址166.111.3.97IP地址撥號用戶物理地址MAC物理地址MAC物理地址MACI127IP地址的格式IP

地址用來標識一個網(wǎng)絡(luò)和與該網(wǎng)絡(luò)連接的一臺主機。實際上IP地址是分配給網(wǎng)卡的。一個IP地址表示一條網(wǎng)絡(luò)連接。INTERNETPROTOCOLXXX.XXX.XXX.XXX0~255166.111.4.118網(wǎng)絡(luò)標識號+主機標識號Net-ID+Host-IDIP地址的格式IP地址用來標識一個網(wǎng)絡(luò)和與該網(wǎng)絡(luò)連接的一臺128IP地址的分類Net-idHost-idA類08162432Net-idHost-idB類Net-idHost-idC類010110組播地址D類保留地址11011111E類IP地址的分類Net-idHost-idA類08162432129IP地址的分類及特征類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用的網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)中的最多主機數(shù)A類1261.0.0.0126.0.0.016777214B類16384128.0.0.0191.255.0.065534C類2097152192.0.0.0223.255.255.0254IP地址的分類及特征類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用130特殊的IP地址Net-idHost-id源地址目的地址含義00可用不可用本網(wǎng)絡(luò)的本主機0Host-id不可用可用本網(wǎng)絡(luò)的指定主機Net-id0不可用不可用指定網(wǎng)絡(luò)號全1全1不可用可用受限廣播Net-id全1不可用可用定向廣播127任意可用可用回傳測試特殊的IP地址Net-idHost-id源地址目的地址含義0131內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址在ABC三類IP地址中，都保留了一些地址作為私有網(wǎng)絡(luò)的虛擬IP地址：A類：10.0.0,0~10.255.255.255B類：172.16.0.0~172.31.255.255C類：192.168.0.0~192.168.255.255內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的保留地址在ABC三類IP地址中，都保留了一些地址作132IP地址的轉(zhuǎn)換IP地址的轉(zhuǎn)換無論網(wǎng)絡(luò)層使用什么協(xié)議，在實際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時，最終必須使用硬件MAC地址，因此IP尋址要實現(xiàn)IP地址到硬件地址的轉(zhuǎn)換。NET1NET3Router1Router2HostAHostBNet1Net3應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層網(wǎng)際層接口層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層HaHbR1Net2網(wǎng)際層接口層R2IP地址的轉(zhuǎn)換IP地址的轉(zhuǎn)換NET1NET3Router1R133ARP與RARPTCP/IPinternetlayer

InternetProtocol(IP)AddressResolution

Protocol(ARP)ReverseAddress

ResolutionProtocol(RARP)InternetControl

MessageProtocol(ICMP)InternetGroupManagement

Protocol(IGMP)InternetHardwareNetwork

InterfaceTransportApplicationARP與RARPTCP/IPinternetlayer134IP地址的轉(zhuǎn)換每臺主機都有一個ARP高速緩存(ARPcache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。從IP地址到硬件地址的解析是自動進行的，高層的用戶對這種地址解析過程是不知道的。當主機或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個已知IP地址的主機或路由器進行通信時，ARP協(xié)議會自動地將該IP地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。NET1NET3Router1Router2HostAHostBIP地址的轉(zhuǎn)換每臺主機都有一個ARP高速緩存(ARPc135地址解析協(xié)議ARPARP協(xié)議(AddressResolutionProtocol)的功能：

IP地址映射EthernetMAC地址基本思想：在本地高速緩存中建立一個動態(tài)的ARP映射表；通過查表進行地址變換；當查表失敗時，向全網(wǎng)廣播ARP查詢分組；目標節(jié)點自動響應(yīng)；源節(jié)點根據(jù)響應(yīng)信息修改ARP表。地址解析協(xié)議ARPARP協(xié)議(AddressResolu136舉例：子網(wǎng)內(nèi)的ARP解析當兩臺主機在同一網(wǎng)段上時，ARP協(xié)議的工作過程如下：172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=???IP:172.16.3.2=Ethernet:0800.0020.1111我需要172.16.3.2.的以太網(wǎng)地址。請注意，這是我的以太網(wǎng)地址舉例：子網(wǎng)內(nèi)的ARP解析當兩臺主機在同一網(wǎng)段上時，ARP協(xié)議137代理ARP如果目的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要以本網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器作為遠程主機的代理，通過ARP找到該路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個路由器，讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)包時會改變幀的MAC地址，但不改變IP地址。廣域網(wǎng)LAN1LAN2主機A主機B代理ARP如果目的主機和源主機不在同一個局域網(wǎng)上，那么就要以138反向地址解析協(xié)議RARPReverseARP協(xié)議的功能：

為EthernetMAC地址分配一個IP地址?；舅枷耄壕W(wǎng)上至少有一臺RARP服務(wù)器，其中維持著一個本網(wǎng)的IP地址分配表，包含IP地址與MAC地址的映射信息。無盤站點啟動時向全網(wǎng)廣播RARP分組，以求獲得一個IP地址；RARP服務(wù)器自動響應(yīng)，為無盤站點分配IP地址；無盤站點收到響應(yīng)分組后，將IP地址記入內(nèi)存。反向地址解析協(xié)議RARPReverseARP協(xié)議的功能：139舉例：通過RARP獲得IP地址無盤站點通過MAC地址獲得IP地址的過程如下：Ethernet=0800.0020.1111IP=???Ethernet=0800.0020.1111IP=172.16.3.5這是我的以太網(wǎng)地址，請給我一個IP地址？請注意：

這是給你的IP地址：172.16.3.25.舉例：通過RARP獲得IP地址無盤站點通過MAC地址獲得I140ARP/RARP分組格式ARP/RARP原本是為以太網(wǎng)制定的，但可推廣到具有廣播機制的其它網(wǎng)絡(luò)。以下是基于以太網(wǎng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的ARP/RARP分組格式。硬件類型（以太網(wǎng)為1）協(xié)議類型（IP為0800H）硬件地址長度

6協(xié)議地址長度

4操作:ARP請求1，ARP響應(yīng)2

RARP請求3，RARP響應(yīng)4源節(jié)點硬件地址：0~3字節(jié)源節(jié)點硬件地址：4~5字節(jié)源節(jié)點IP地址：0~1字節(jié)源節(jié)點IP地址：2~3字節(jié)目標節(jié)點硬件地址：0~1字節(jié)目標節(jié)點硬件地址：2~5字節(jié)目標節(jié)點IP地址：0~3字節(jié)ARP/RARP分組格式ARP/RARP原本是為以太網(wǎng)制定的141IP分組交付和路由選擇IP分組交付和路由選擇一個TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通常由多個網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層互連而成。連接這些網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可能是專用的路由器，也可能是多宿主機。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的計算機節(jié)點分為兩類：端節(jié)點——僅有一條線路連接到一個網(wǎng)絡(luò)。路由節(jié)點——有兩條或兩條以上的線路分別連接到多個網(wǎng)絡(luò)。在因特網(wǎng)中，認為路由節(jié)點是出網(wǎng)的關(guān)口，故稱之為網(wǎng)關(guān)。所謂路由選擇就是為報文分組選擇一條到達目標網(wǎng)絡(luò)的輸出路徑。IP分組交付和路由選擇IP分組交付和路由選擇142分組交付的形式直接交付

收發(fā)雙方在同一IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無需其它路由器進行分組轉(zhuǎn)發(fā)。源主機直接將IP數(shù)據(jù)報封裝在物理幀內(nèi)交付目的主機。間接交付

收發(fā)雙方位于不同的IP網(wǎng)絡(luò)中時，源主機必須通過至少一個路由器的轉(zhuǎn)發(fā)才能將分組交付給目標主機。Net1Net3應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層網(wǎng)際層接口層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層接口層HaHbR1Net2網(wǎng)際層接口層R2分組交付的形式直接交付

收發(fā)雙方在同一IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無需其它路143直接交付和間接交付

ABC直接交付不通過路由器間接交付必須通過路由器間接交付間接交付間接交付直接交付直接交付直接交付和間接交付ABC直接交付不通過路由器間接交付間接交144注意路由器是對網(wǎng)絡(luò)選擇路由，而不是對主機選擇路由；路由器并不知道到達目標主機的完整路徑，只知道要到達目標網(wǎng)絡(luò)，下一跳應(yīng)走哪一個路由器。每個路由器中都維持著一組目標網(wǎng)絡(luò)到下一跳路由器的映射表，稱為路由表。注意路由器是對網(wǎng)絡(luò)選擇路由，而不是對主機選擇路由；145路由表一個路由表是一組對偶<N，R>的集合。其中N為目標網(wǎng)絡(luò)號，R為到達網(wǎng)絡(luò)N的路徑上的“下一個”路由器的入口的IP地址。路由表中有以下三種類型的映射：直接路由：

目標網(wǎng)與本路由器的某個端口直接連接，其對偶形為

<N，direct>；間接路由：

目標網(wǎng)與本路由器之間還間隔有其它的路由器，其對偶形為<N，R>；缺省路由：

其它情形，對偶形為<default，R>。路由表一個路由表是一組對偶<N，R>的集合。其中N為目標146IP地址的分配IP地址的分配原則：為同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機分配相同的網(wǎng)絡(luò)號和不同的主機號；為不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機分配不同的網(wǎng)絡(luò)號。NET1NET3Router1Router2HostAHostB172.17.3.1172.17.3.2212.10.1.1212.10.1.2172.16.3.1172.16.3.2IP地址的分配IP地址的分配原則：NET1NET3Route147靜態(tài)路由表之例R1的路由表InternetNet1Net2Net3128.10.0.0172.15.0.0192.68.15.08.1.1.28.1.1.1128.10.1.1128.10.1.9192.68.15.1172.15.1.1

R1

R2R2的路由表靜態(tài)路由表之例R1的路由表InternetNet1Net2N148IP主機路選算法IP協(xié)議在主機上執(zhí)行的分組交付算法：從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計算目標網(wǎng)號N；ifN=本主機的IP網(wǎng)號

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀直接傳給目標主機

else將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀傳給指定的路由器（缺省網(wǎng)關(guān)）。IP主機路選算法IP協(xié)議在主機上執(zhí)行的分組交付算法：149IP路由器的路選算法從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計算目標網(wǎng)號N；根據(jù)N（D）查找路由表，

確定下一跳路由器入口的IP地址R；ifR=“direct”

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀直接從相應(yīng)端口發(fā)送給Delseif路由表中包含到達N的間接路由R

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀從相應(yīng)端口傳給指定的下一跳路由器elseif路由表中包含“default”的缺省路由R

then將IP數(shù)據(jù)報封裝成幀從缺省路由傳給下一跳路由器else路選失敗，報告目標主機不可到達。IP路由器的路選算法從IP數(shù)據(jù)報首部取出目標IP地址D，計150子網(wǎng)劃分和超級網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分為什么要進行子網(wǎng)劃分？IP地址被設(shè)計為由網(wǎng)絡(luò)號和主機號構(gòu)成的兩級結(jié)構(gòu)。它存在以下問題：IP地址空間的利用率不高IP地址的分配不夠靈活子網(wǎng)劃分和超級網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分151子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼為了有效地利用IP地址空間，改善地址分配的靈活性，引入了三級地址結(jié)構(gòu)的概念，將IP網(wǎng)絡(luò)進一步劃分為幾個部分，每個部分就稱為子網(wǎng)。從一個IP地址中無法直接判斷它所屬的網(wǎng)絡(luò)是否進行了子網(wǎng)的劃分。為了有效區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID，引入了子網(wǎng)掩碼的概念。子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼為了有效地利用IP地址空間，改善地址分配的靈活152掩碼的形式與表示方法掩碼是一個32位的數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)ID）對應(yīng)的比特均為“1”，與主機ID對應(yīng)的比特均為“0”掩碼的表示方法：點分十進制表示法：255.255.255.0網(wǎng)絡(luò)前綴表示法：/24掩碼的形式與表示方法掩碼是一個32位的數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)I153掩碼將網(wǎng)絡(luò)ID與主機ID分離使用掩碼(mask)可以找出IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分及子網(wǎng)部分。網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機號00000000111111111111111111111111IP地址∧(邏輯位與)

掩碼主機號＝IP地址－IP網(wǎng)號掩碼將網(wǎng)絡(luò)ID與主機ID分離使用掩碼(mask)可以找出IP154自然掩碼和無子網(wǎng)編址掩碼同樣適用于未劃分子網(wǎng)的A、B、C類IP地址。我們把這三類未劃分子網(wǎng)IP地址對應(yīng)的掩碼稱為自然掩碼或標準掩碼使用自然掩碼，不對網(wǎng)段進行細分就稱為無子網(wǎng)編址。如B類網(wǎng)段172.16.0.0，采用255.255.0.0作為掩碼。172.16.0.1172.16.0.2172.16.30.5172.16.255.254……自然掩碼和無子網(wǎng)編址掩碼同樣適用于未劃分子網(wǎng)的A、B、C類I155子網(wǎng)化的掩碼使用子網(wǎng)化的掩碼可以從主機地址中析出一部分作為子網(wǎng)號，將網(wǎng)絡(luò)細分為若干個邏輯子網(wǎng)，使IP地址從兩極結(jié)構(gòu)變?yōu)槿壗Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)號主機號主機號網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號1111111111111111000000000000000011111111對標準掩碼增加相應(yīng)數(shù)目的1就成為子網(wǎng)化的掩碼。子網(wǎng)化的掩碼使用子網(wǎng)化的掩碼可以從主機地址中析出一部分作為子156掩碼的作用如果沒有劃分子網(wǎng)，掩碼就從IP地址中的提取網(wǎng)絡(luò)號；如果進行了子網(wǎng)劃分，掩碼就從IP地址中提取子網(wǎng)號。掩碼的作用：區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號和主機號劃分IP子網(wǎng)掩碼的作用如果沒有劃分子網(wǎng)，掩碼就從IP地址中的提取網(wǎng)絡(luò)號；157子網(wǎng)的概念的解析所謂子網(wǎng)就是在一個IP地址塊上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)，它用掩碼從IP地址的主機部分析出一些字節(jié)作為子網(wǎng)的地址。NET1NET2Router……HostA1HostB1HostAmHostBn……172.16.64.0172.16.128.0外部網(wǎng)絡(luò)172.16.0.0子網(wǎng)的概念的解析所謂子網(wǎng)就是在一個IP地址塊上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)158標準掩碼和子網(wǎng)化的掩碼標準的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號A類：255.0.0.0 28.12.2.9 28.0.0.0B類：255.255.0.0 128.12.3.8 128.12.0.0C類：255.255.255.0 196.56.2.66 196.56.2.0子網(wǎng)化的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號A類：255.255.0.0 28.12.2.9 28.12.0.0B類：255.255.255.0 128.12.3.8 128.12.3.0C類：255.255.255.192 196.56.2.66 196.56.2.64標準掩碼和子網(wǎng)化的掩碼標準的掩碼 IP地址 網(wǎng)絡(luò)號159子網(wǎng)劃分示例例如：使用掩碼255.255.255.224進一步劃分IP網(wǎng)絡(luò)202.112.10.0。子網(wǎng)地址主機的IP地址范圍

202.112.10.

32(00100000)202.112.10.33~62202.112.10.

64(01000000)202.112.10.65~94202.112.10.96(01100000)202.112.10.97~126202.112.10.128(10000000)202.112.10.129~158202.112.10.160(10100000)202.112.10.161~190202.112.10.192(11000000)202.112.10.193~222224→11100000B二進制數(shù)xxx有八種組合，去掉全0和