講解IP地址課件

IP地址專(zhuān)題——IPv4(下一代規(guī)格：IPv6)備注：IPv5稱(chēng)號(hào)被賦給一個(gè)實(shí)驗(yàn)的稱(chēng)為流協(xié)議的面向連接的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是實(shí)驗(yàn)性的面向流的數(shù)據(jù)流協(xié)議，用來(lái)對(duì)聲音，圖像等提供支持。

IPv4簡(jiǎn)介：目前我們使用的第二代互聯(lián)網(wǎng)IPv4技術(shù)，核心技術(shù)屬于美國(guó)。它的最大問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，從理論上講，編址1600萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò)、40億臺(tái)主機(jī)。但采用A、B、C三類(lèi)編址方式后，可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的數(shù)目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，約30億個(gè)，而人口最多的亞洲只有不到4億個(gè)，中國(guó)截止2010年6月IPv4地址數(shù)量達(dá)到2.5億，落后于4.2億網(wǎng)民的需求。地址不足，嚴(yán)重地制約了我國(guó)及其他國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。IPv6所擁有的地址容量是IPv4的約8×10^28倍，達(dá)到2^128（算上全零的）個(gè)，人機(jī)對(duì)話(huà)、設(shè)備通信、真正“互連互通”、“網(wǎng)絡(luò)全球化”、“無(wú)處不在”！

IPv6網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建規(guī)格基本概念基本的IP地址是分成8位一個(gè)單元(稱(chēng)為8位位組)的32位二進(jìn)制數(shù)。IP地址中的每一個(gè)8位位組用0～255之間的一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示

這些數(shù)之間用點(diǎn)(.)隔開(kāi)最小的IPv4地址值為0.0.0.0，最大的地址值為255.255.255.255IPv4為32位編址，IPv6為128位編址。IP地址的表示方法每個(gè)IP地址共占32位（bit)，這32位被分為4個(gè)段，每一個(gè)段占8個(gè)位（即一個(gè)字節(jié)）每個(gè)字節(jié)之間用“.”隔開(kāi)。 有兩種表示形式：1、十進(jìn)制表示例：192.168.0.12、二進(jìn)制表示例： 11000000.10101000.00000000.00000001Byte2xxxxxxxxByte3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx上圖表示二進(jìn)制格式中的IP地址:X代表二進(jìn)制的0或1

注：在實(shí)際應(yīng)用中多用十進(jìn)制表示，每8位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位十進(jìn)制數(shù)。IP地址的分類(lèi)Internet組織已經(jīng)將地址進(jìn)行分類(lèi)以適應(yīng)不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址分為（A、B、C、D、E）五類(lèi)，每一類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可以從IP地址的第一個(gè)數(shù)字看出。網(wǎng)絡(luò)類(lèi)決定了IP地址4個(gè)字節(jié)如何劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址部分。A類(lèi)0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx網(wǎng)絡(luò)主機(jī)1—126224-2=16,777,214

D類(lèi)1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播224—239E類(lèi)11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx實(shí)驗(yàn)室保留240—255網(wǎng)絡(luò)主機(jī)B類(lèi)10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534網(wǎng)絡(luò)主機(jī)C類(lèi)110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254注意：1、IP地址中，主機(jī)號(hào)全為0或全為1時(shí)分別作為本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址使用，所以這個(gè)特殊的IP地址不能分配給用戶(hù)使用。2、D類(lèi)網(wǎng)絡(luò)用于廣播，它可以將信息同時(shí)傳送到網(wǎng)上的所有設(shè)備，而不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳送，這種網(wǎng)絡(luò)可以用來(lái)召開(kāi)電視電話(huà)會(huì)議。3、E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)常用于進(jìn)行試驗(yàn)。4、網(wǎng)絡(luò)管理員在配置網(wǎng)絡(luò)時(shí)不應(yīng)該采用D類(lèi)和E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)。5、IP地址可以由網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置，也可由安裝DHCP的服務(wù)器來(lái)自動(dòng)配置。

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(動(dòng)態(tài)主機(jī)分配協(xié)議)

特殊的IP地址地址功能網(wǎng)絡(luò)0.0.0.0指缺省的路由，這個(gè)值用于簡(jiǎn)化IP路由表網(wǎng)絡(luò)127.0.0.1通常指本主機(jī)，使用這個(gè)地址，應(yīng)用程序可以像訪(fǎng)問(wèn)遠(yuǎn)程主機(jī)一樣訪(fǎng)問(wèn)本主機(jī)所有網(wǎng)絡(luò)位為0的IP地址指本網(wǎng)絡(luò)的某主機(jī)，如0.0.0.34將訪(fǎng)問(wèn)本網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)為34的主機(jī)。所有主機(jī)位為0的IP地址指網(wǎng)絡(luò)本身網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)地址位全1指所有主機(jī)255.255.255.255本網(wǎng)絡(luò)廣播169.254.x.x當(dāng)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)設(shè)置使用DHCP功能自動(dòng)獲得一個(gè)IP地址時(shí),當(dāng)DHCP服務(wù)器發(fā)生故障或響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng),Window系統(tǒng)會(huì)分配這樣的IP專(zhuān)用IP地址---局域網(wǎng)專(zhuān)用地址IP地址中還存在著這樣的地址字段,他們只在本機(jī)構(gòu)內(nèi)部有效,不會(huì)被路由器轉(zhuǎn)發(fā)到公網(wǎng)中。這些IP地址存在的意義是：假定在一個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用的計(jì)算機(jī)通信也是采用TCP/IP協(xié)議，那么從原則上講，對(duì)于這些僅在機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用的計(jì)算機(jī)就可以由本機(jī)構(gòu)自行分配其IP地址。這就是說(shuō)，讓這些計(jì)算機(jī)使用僅在本機(jī)構(gòu)有效的IP地址，而不需要向Internet的管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)全球惟一的IP地址。這些專(zhuān)用IP地址是：(1)10.0.0.0~10.255.255.255A1個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)(2)172.16.0.0~172.31.255.255B16個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)(3)192.168.0.0~192.168.255.255C256個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)IP地址的一些重要特點(diǎn)

(1)IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)等級(jí)的好處是：第一，IP

地址管理機(jī)構(gòu)在分配

IP

地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。這樣就方便了

IP

地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號(hào)），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲(chǔ)空間。IP地址的一些重要特點(diǎn)

(2)實(shí)際上IP地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id必須是不同的。這種主機(jī)稱(chēng)為多接口主機(jī)(multihomedhost)。由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的IP地址。IP地址的一些重要特點(diǎn)

(3)用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來(lái)的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id。(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。

編址實(shí)例

在組網(wǎng)過(guò)程中怎么來(lái)分配IP地址呢?

任務(wù)：考慮一個(gè)大的組織，它建有4個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)需要通過(guò)路由器將這4個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)組成專(zhuān)用的IP互聯(lián)網(wǎng)。

選擇IP地址類(lèi)別：在為每臺(tái)主機(jī)分配IP地址之前，首先需要按照每個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為它們選擇IP地址類(lèi)別。小型網(wǎng)絡(luò)選擇C類(lèi)地址，中型網(wǎng)絡(luò)選擇B類(lèi)地址，大型網(wǎng)絡(luò)選擇A類(lèi)地址。實(shí)際上，由于一般物理網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)都不會(huì)超過(guò)6萬(wàn)臺(tái)，因此，A類(lèi)地址很少用到。

編址實(shí)例

在上面所述的專(zhuān)用互聯(lián)網(wǎng)中，如果3個(gè)是小型網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)是中型網(wǎng)絡(luò)，那么，可以為3個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)分配3個(gè)C類(lèi)地址（如202．113．27．0、202．113．28．0和202．113．29．0），為一個(gè)中型網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)B類(lèi)地址（如128．211．0．0）。

編址實(shí)例

在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)和路由器分配具體IP地址時(shí)需要注意： （1）連接到同一網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的IP地址共享同一netid。在圖中，計(jì)算機(jī)A和計(jì)算機(jī)B都接入了物理網(wǎng)絡(luò)1，由于網(wǎng)絡(luò)1分配到的網(wǎng)絡(luò)地址為202．113．27．0，所以，計(jì)算機(jī)A和B都應(yīng)共享202．113．27這個(gè)netid。

編址實(shí)例

（2）路由器可以連接多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)連接都應(yīng)該擁有自己的IP地址，而且該IP地址的netid應(yīng)與分配給這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的netid相同。如圖所示，由于路由器R分別連接202．113．27．0、202．113．28．0和128．211．0．0三個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此該路由器被分配了3個(gè)不同的IP地址。其中連接網(wǎng)絡(luò)1的IP地址要具有網(wǎng)絡(luò)1的netid（202．113．27），而連接其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址則必須具有所聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的netid。

編址實(shí)例

子網(wǎng)的劃分思考1：假設(shè)一個(gè)公司網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有500臺(tái)主機(jī)，此時(shí)分配一個(gè)C類(lèi)網(wǎng)IP地址是不夠的，為什么？若分配一個(gè)B類(lèi)網(wǎng)IP，又會(huì)產(chǎn)生大量的浪費(fèi)，為什么？解答：一個(gè)C類(lèi)IP可以容納254臺(tái)主機(jī),所以不夠一個(gè)B類(lèi)IP可以容納65534臺(tái)主機(jī),此是有65034個(gè)地址浪費(fèi),使用率不到1%子網(wǎng)的劃分思考2：假設(shè)一個(gè)公司網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有60000臺(tái)主機(jī)，此時(shí)分配一個(gè)B類(lèi)網(wǎng)IP地址是足夠的，但這樣會(huì)帶來(lái)什么樣的問(wèn)題？帶來(lái)的問(wèn)題：一個(gè)B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可以容納的主機(jī)數(shù)量為65534，但整個(gè)網(wǎng)絡(luò)處于同一個(gè)廣播域，如果有大量的廣播信息存在，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞上劃分子網(wǎng)的目的如果我們將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個(gè)子網(wǎng),會(huì)有以下的好處:1、使IP地址應(yīng)用更有效2、將原有同處于一個(gè)網(wǎng)段上的主機(jī)分成不同的網(wǎng)段或子網(wǎng)，同時(shí)也將原來(lái)的一個(gè)廣播域劃分成若干個(gè)較小的廣播域4.3.2劃分子網(wǎng)的方法為了創(chuàng)建一個(gè)子網(wǎng)地址，網(wǎng)絡(luò)管理員從標(biāo)準(zhǔn)IP地址的主機(jī)號(hào)部分“借”位并把它們指定位為子網(wǎng)號(hào)部分。實(shí)例2：假設(shè)有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)為202．113．26．0的C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，可以借用主機(jī)號(hào)部分的3位來(lái)劃分子網(wǎng)，其中子網(wǎng)號(hào)、主機(jī)號(hào)范圍、可容納的主機(jī)數(shù)、子網(wǎng)地址、子網(wǎng)廣播地址如下表所示。4.3.2劃分子網(wǎng)的方法默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼A類(lèi)：255.0.0.0B類(lèi)：255.255.0.0C類(lèi)：255.255.255.0

變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（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子網(wǎng)小結(jié)子網(wǎng)劃分這項(xiàng)技術(shù)是用來(lái)把一個(gè)單一的IP網(wǎng)絡(luò)地址劃分成多個(gè)更小的子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)。無(wú)論劃分成多少個(gè)子網(wǎng)，對(duì)外來(lái)看還是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。劃分為三個(gè)子網(wǎng)后對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)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………子網(wǎng)145.13.21.0子網(wǎng)145.13.3.0子網(wǎng)145.13.7.0所有到達(dá)網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0的分組均到達(dá)此路由器網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0R1R3R2無(wú)類(lèi)域間路由（CIDR）CIDR減少了路由表的規(guī)模，增了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（無(wú)類(lèi)型域間選路，ClasslessInter-DomainRouting）是一個(gè)在Internet上創(chuàng)建附加地址的方法，這些地址提供給服務(wù)提供商（ISP），再由ISP分配給客戶(hù)CIDR標(biāo)記法IP地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼1的數(shù)量

CIDR表示的IP地址

255.255.240.01111111111111111111100000000000010.217.123.7000010101101100101111011000001118+8+4+0=2010.217.123.7/20IP地址聚合設(shè)計(jì)IP地址聚合，就是把兩個(gè)小網(wǎng)絡(luò)合并為一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)，主要是通過(guò)修改子網(wǎng)位實(shí)現(xiàn)。通俗點(diǎn)說(shuō)就是合為一個(gè)網(wǎng)段。要計(jì)算IP地址聚合后的地址，其實(shí)就是比較幾個(gè)IP的網(wǎng)絡(luò)前綴，相同的部分有多少位，這多少位就是聚合后的IP，子網(wǎng)掩碼就是把相同的網(wǎng)絡(luò)前綴變?yōu)?，剩下的為0，算出十進(jìn)制就可以了。例1：某企業(yè)分配給產(chǎn)品部的IP地址塊為192.168.31.192/26，分配給市場(chǎng)部的IP地址塊為192.168.31.160/27，分配給財(cái)務(wù)部的IP地址塊為192.168.31.128/27，那么這三個(gè)地址塊經(jīng)過(guò)聚合后的地址為（

）

A、192.168.31.0/25

B、92.168.31.0/26

C、192.168.31.128/25

D、192.168.31.128/26此例三個(gè)IP聚合：

192.168.31.192

192.168.31.160

192.168.31.128

比較，相同的部分均為192.168.31，總共24位相同，最后一組換成二進(jìn)制再比較：

192.168.31.11000000

192.168.31.10100000

192.168.31.10000000

比較得出，總共25位相同，那么，聚合后的IP（網(wǎng)絡(luò)前綴）就為192.168.31.10000000，將10000000轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為128，聚合后的IP就是192.168.31.128。可直接寫(xiě)成192.168.31.128/25。

因?yàn)橛?5位相同，也以，子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是25位，主機(jī)號(hào)剩下7位，網(wǎng)絡(luò)號(hào)全為1，主機(jī)號(hào)全為0，

即11111111.11111111.11111111.10000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，255.255.255.128。例子例1：設(shè)IP地址為192.168.10.2，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240，那么子網(wǎng)掩碼是怎樣來(lái)區(qū)分網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)的呢。答：用“與”運(yùn)算。將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制進(jìn)行與運(yùn)算IP地址：11000000101010000000101000000010子網(wǎng)掩碼：11111111111111111111111111110000AND運(yùn)算：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－11000000101010000000101000000000則可得其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)為192.168.10.0，主機(jī)標(biāo)識(shí)為2。例子例2：有一IP地址為192.168.10.252，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240另一個(gè)IP地址為192.168.10.238,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240判斷兩個(gè)IP是否在同一個(gè)網(wǎng)段練習(xí)11、網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0給出IP地址，求子網(wǎng)地址和主機(jī)地址IP地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址132.132.45.5613.56132.132.97.321.32132.132.92.1428.14練習(xí)2你已被分配128.45.0.0的B類(lèi)IP地址，需要建立10個(gè)子網(wǎng)，完成下列問(wèn)題：1、定義10個(gè)子網(wǎng)，需要（

4）屏蔽位。2、定義允許創(chuàng)建10個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼(240)。172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個(gè)子網(wǎng)，各子網(wǎng)可以包含多少臺(tái)主機(jī)。B類(lèi)IP借了四位劃分子網(wǎng),所以劃分的子網(wǎng)數(shù)為:16主機(jī)位還剩12位,所以可以表示212-2臺(tái)主機(jī)練習(xí)3思考為什么計(jì)算IP主機(jī)地址時(shí)要減2，而計(jì)算子網(wǎng)數(shù)目時(shí)不減2呢？IP地址減2的原因是主機(jī)ID不能全為0也不能全為1；子網(wǎng)就不存