第六章IP地址和子網(wǎng)劃分

第六章IP地址和子網(wǎng)劃分目標(biāo)與要求掌握IP地址的作用、表示方法及分類掌握子網(wǎng)掩碼和子網(wǎng)劃分一、IP地址1.1什么是IP地址.IP地址是在網(wǎng)絡(luò)上分配給每臺(tái)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的32位數(shù)字標(biāo)識(shí)。在Internet上，每臺(tái)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址是全世界唯一的。在實(shí)際應(yīng)用中，將這32位二進(jìn)制數(shù)分成4段，每段包含8位二進(jìn)制數(shù)。為了便于應(yīng)用，將每段都轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，段與段之間用“.”號(hào)隔開。

一、IP地址IP地址采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，一部分表示主機(jī)所屬的網(wǎng)絡(luò)，另一部分代表主機(jī)。（班級(jí)、學(xué)號(hào)）1.2IP地址的用途確定設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)的唯一性為訪問網(wǎng)絡(luò)上的資源提供標(biāo)識(shí)注意：MAC地址（48位，不變）與IP地址的區(qū)別（身份證號(hào)與居住地）（IPCONFIG/ALL）IP地址與主機(jī)的區(qū)別（一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有多個(gè)IP如路由器）IP地址分類wxyzA類網(wǎng)絡(luò)

ID主機(jī)

IDB類網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)

IDC類網(wǎng)絡(luò)

ID主機(jī)ID8bits8bits8bits8bits一、IP地址地址類別高位字節(jié)最高字節(jié)范圍可支持的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持的主機(jī)數(shù)A0-------1～12612616777214B10------128～1911638465534C110-----192～2232097152254一、IP地址A類地址格式

1位7位24位0網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)IDB類地址格式

2位14位16位10網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)ID一、IP地址C類地址格式

3位21位8位110網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)ID一、IP地址1.3IP地址的分類及表示方法

常見三種類型，均為32bit(4字節(jié)），可用十進(jìn)制數(shù)表示例如：202.207.122.60為一個(gè)C類地址1）A類第一字節(jié)的值：1~127間的整數(shù)網(wǎng)絡(luò)部分占一個(gè)字節(jié)主機(jī)部分占三個(gè)字節(jié)一、IP地址第一字節(jié)取值范圍：最?。?000,0000最大：0111,1111；十六進(jìn)制=7F；十進(jìn)制=7*16+15=127最多網(wǎng)絡(luò)數(shù)：126每網(wǎng)絡(luò)中最多主機(jī)數(shù)：約1600萬2）B類第一字節(jié)的值：128~191間的整數(shù)網(wǎng)絡(luò)部分占二個(gè)字節(jié)主機(jī)部分占二個(gè)字節(jié)一、IP地址第一字節(jié)取值范圍：最?。?000,0000；80H；十進(jìn)制=8*16+0=128最大：1011,1111；BFH；十進(jìn)制=11*16+15=191最多網(wǎng)絡(luò)數(shù)：16000每網(wǎng)絡(luò)中最多主機(jī)數(shù)：約65000個(gè)3）C類第一字節(jié)的值：192~223間的整數(shù)網(wǎng)絡(luò)部分占三個(gè)字節(jié)主機(jī)部分占一個(gè)字節(jié)一、IP地址第一字節(jié)取值范圍：最?。?100,0000；C0H；十進(jìn)制=12*16+0=192最大：1101,1111；DFH；十進(jìn)制=13*16+15=223最多網(wǎng)絡(luò)數(shù)：約200萬每網(wǎng)絡(luò)中最多主機(jī)數(shù)：254個(gè)日常應(yīng)用：根據(jù)第一個(gè)字節(jié)的數(shù)值來判斷屬于哪類IP地址1-126A類地址128-191B類地址192-223C類地址一、IP地址習(xí)題：以下幾個(gè)IP地址中哪幾個(gè)是合法的IP地址？為什么？并確認(rèn)合法IP地址是屬于哪個(gè)類的，它們的網(wǎng)絡(luò)地址及主機(jī)地址是什么？一、IP地址1.4特殊IP地址網(wǎng)絡(luò)地址構(gòu)成一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和一個(gè)全“0”的主機(jī)號(hào)舉例IP地址為202.93.120.44的主機(jī)所處的網(wǎng)絡(luò)為202.93.120.0，主機(jī)號(hào)為44一、IP地址1.4特殊IP地址1.直接廣播主機(jī)向其他網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)廣播信息構(gòu)成：一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和一個(gè)全“1”的主機(jī)號(hào)發(fā)送直接廣播前需要知道目的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)一、IP地址1.4特殊IP地址2.有限廣播(1)將廣播限制在最小的范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的IP編址：廣播將被限制在本網(wǎng)絡(luò)之中子網(wǎng)編址：廣播被限制在本子網(wǎng)之中(3)發(fā)送有限廣播前不需要知道網(wǎng)絡(luò)號(hào)一、IP地址1.4特殊IP地址回送地址：A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試及本地機(jī)進(jìn)程間通信，稱為“回送地址”。任何程序一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回，而不進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸。含有網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的數(shù)據(jù)報(bào)不可能出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)2.1子網(wǎng)掩碼的作用子網(wǎng)掩碼是由32位組成的，很像IP地址，它用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID，判斷目的主機(jī)的IP地址是在本局域網(wǎng)還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)。以將網(wǎng)絡(luò)分割為多個(gè)子網(wǎng)。對(duì)于三類IP地址來說，有一些自然的或缺省的固定掩碼。（未劃分子網(wǎng)時(shí)）子網(wǎng)掩碼中為1的部分對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)ID，為0的部分對(duì)應(yīng)主機(jī)ID。ABC類：255.255.255.0二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。

例如：有一個(gè)C類地址為：

192．9．200．13其缺省的子網(wǎng)掩碼為：

255．255．255．0則它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)可按如下方法得到：

①將IP地址192．9．200．13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000000010011100100000001101

②將子網(wǎng)掩碼255．255．255．0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111111111111111111100000000

二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)③將兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)邏輯與（AND）運(yùn)算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)部分

110000000000100111001000000011011111111111111111111111110000000011000000000010011100100000000000結(jié)果為192.9.200.0，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192．9．200．0。

主機(jī)號(hào)為13.二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)

發(fā)送站點(diǎn)A在開始發(fā)送時(shí)，把自己的IP地址與B站的IP地址比較，判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送站A要與目的站B通信，發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出請(qǐng)求由“缺省網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)”主機(jī)A:IP主機(jī)B:IP地址：202.183.56.5/24

路由地址：202.183.56.1

二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)2.2為什么要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)

IPv4地址空間不夠；IPv4可提供大約43億個(gè)地址，即將枯竭。不能有效利用。對(duì)于A、B類地址，很少有如此大規(guī)模的公司能夠使用。公司想把網(wǎng)絡(luò)分四部分，每部分20臺(tái)左右主機(jī)，如果為每部分申請(qǐng)一個(gè)C類地址，很浪費(fèi)。解決辦法：IPv6（128位，1000/每平方米）劃分子網(wǎng)：節(jié)省IP地址，提高利用率，便于管理。11111111111111111111111100000000網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)主機(jī)默認(rèn)C類子網(wǎng)掩碼

網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)11111111111111111111111111100000子網(wǎng)號(hào)3位的掩碼帶子網(wǎng)號(hào)的C類IP地址劃分子網(wǎng)時(shí)采取的方法是從主機(jī)號(hào)中從左向右取出幾位作為子網(wǎng)號(hào)，具體位數(shù)由子網(wǎng)掩碼注明，即將子網(wǎng)掩碼的相應(yīng)位打開（置1）。C類IP地址二、子網(wǎng)掩碼與劃分子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分配了一個(gè)C類地址：201.222.5.0。假設(shè)需要20個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)有5臺(tái)主機(jī)。

試確定各子網(wǎng)地址和子網(wǎng)掩碼。

1）對(duì)C類地址，要從最后8位中分出幾位作為子網(wǎng)地址：

∵2的4次冪＜20＜2的5次冪，∴選擇5位作為子網(wǎng)地址，共可提供30個(gè)子網(wǎng)地址。

2）檢查剩余的位數(shù)能否滿足每個(gè)子網(wǎng)中主機(jī)臺(tái)數(shù)的要求：

∵子網(wǎng)地址為5位，故還剩3位可以用作主機(jī)地址。而

2的3次冪＞5+2，所以可以滿足每子網(wǎng)5臺(tái)主機(jī)的要求。

3）子網(wǎng)掩碼為255.255.255.248。（256-2的主機(jī)所占位數(shù)次冪）

（11111000（二進(jìn)制）=248（十進(jìn)制））

4）子網(wǎng)地址可在8、16、24、32、……、240共30個(gè)地

址中任意選擇20個(gè)。1，假設(shè)取得網(wǎng)絡(luò)地址200.200.200.0，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0?，F(xiàn)在一個(gè)子網(wǎng)有100臺(tái)主機(jī)，另外4個(gè)子網(wǎng)有20臺(tái)主機(jī)，請(qǐng)問如何劃分子網(wǎng)，才能滿足要求。請(qǐng)寫出五個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)絡(luò)地址、第一個(gè)主機(jī)地址、最后一個(gè)主機(jī)地址、廣播地址。（子網(wǎng)號(hào)可以全0和全1）。是一個(gè)C類地址。要求劃分一個(gè)子網(wǎng)100主機(jī)，另外四個(gè)子網(wǎng)20主機(jī)，我們可以先把該網(wǎng)絡(luò)劃分成兩個(gè)子網(wǎng)。一個(gè)給100主機(jī)的子網(wǎng)，一個(gè)給另外20主機(jī)的四子網(wǎng)。C類地址有8bit的主機(jī)號(hào)，劃分子網(wǎng)就是把主機(jī)號(hào)拿出若干位來作網(wǎng)絡(luò)ID。具體要拿出多少位這里有一個(gè)公式：子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)=2的x次方-2（x是主機(jī)號(hào)的位數(shù)）現(xiàn)在主機(jī)數(shù)是100，我們?nèi)?的x次方-2略大于100。即x=7。也就是說主機(jī)號(hào)位數(shù)是7位，這個(gè)子網(wǎng)才能夠連100臺(tái)主機(jī)。本來有8位的，剩下的一位拿去當(dāng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。子網(wǎng)1:NETID200.200.200.00000000NETMASK255.255.255.10000000（掩碼就是用1標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)ID，看藍(lán)色部分）子網(wǎng)2:NETID200.200.200.10000000NETMASK255.255.255.10000000接下來劃分四個(gè)子網(wǎng)，用上面任何一個(gè)子網(wǎng)劃分都行。這里用子網(wǎng)2吧。由上面的公式，子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)=2的x次方-2取2的x次方-2略大于20，也即x=5.也就是主機(jī)號(hào)位數(shù)是5位，剛才是7位，剩下2位作網(wǎng)絡(luò)ID,子網(wǎng)2.1:00000001100000子網(wǎng)2.2:01000001100000子網(wǎng)2.3:10000001100000子網(wǎng)2.4:11000001100000這樣，子網(wǎng)劃分就完成了。接下來寫出五個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)絡(luò)地址、第一個(gè)主機(jī)地址、最后一個(gè)主機(jī)地址、廣播地址就比較簡(jiǎn)單了。記住這一條：主機(jī)號(hào)全0是網(wǎng)絡(luò)地址,網(wǎng)絡(luò)地址+1是第1個(gè)主機(jī)地址,主機(jī)號(hào)全1是廣播地址.廣播地址-1是最后的主機(jī)地址.子網(wǎng)一主機(jī)號(hào)全是0的：NETID200.200.200.00000000后面八個(gè)0是二進(jìn)制，換成十進(jìn)制就是它的網(wǎng)絡(luò)地址了，然后+1是主機(jī)地址；廣播地址要注意，那個(gè)紅色0已是網(wǎng)絡(luò)ID，主機(jī)號(hào)是后面七個(gè)0，把7個(gè)0全置為1就是他的廣播地址。接下來以此類推。子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址第一個(gè)主機(jī)地址最后的主機(jī)地址廣播地址255.255.255.128200.200.200.0200.200.200.1200.200.200.126200.200.200.127255.255.255.224200.200.200.128200.200.200.129200.200.200.158200.200.200.159255.255.255.224200.200.200.160200.200.200.161200.200.200.190200.200.200.191255.255.255.224200.200.200.192200.200.200.193200.200.200.222200.200.200.223255.255.255.224200.200.200.224200.200.200.225200.200.200.254200.200.200.255例一：設(shè)申請(qǐng)到標(biāo)準(zhǔn)的B類IP地址為172.20.0.0~172.20.255.255，當(dāng)用4位表示子網(wǎng)時(shí)，最多可設(shè)多少子網(wǎng)？每子網(wǎng)可有多少主機(jī)？子網(wǎng)掩碼是多大？分析：B類地址的自然掩碼是255.255.0.0，當(dāng)用4位表示子網(wǎng)時(shí)，掩碼的二進(jìn)制表示：11111111.11111111.11110000.00000000十進(jìn)制=255.255.240.0。減去全“0”和全“1”，可設(shè)子網(wǎng)數(shù)為：24-2=14（早期）現(xiàn)代為16；每子網(wǎng)可有主機(jī)數(shù)為：212-2=4094例二：設(shè)與例一地址范圍相同，每子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)不超過30，最多可有多少子網(wǎng)？掩碼是多大？列出幾個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍。...分析：主機(jī)位數(shù)有5位即可。子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制表示如下：11111111.11111111.11111111.11100000，十進(jìn)制表示為：255.255.255.224，最多可有子網(wǎng)：211=2048（現(xiàn)代）；各個(gè)子網(wǎng)的地址范圍可用如下方法確定：首先，前兩字節(jié)不變，即為172.20，后兩字節(jié)值由二進(jìn)制變化情況導(dǎo)出：子網(wǎng)號(hào)為0時(shí)地址范圍是：00000000.00000001~00000000.00011110即0.1~0.30；子網(wǎng)號(hào)為1時(shí)，地址范圍是：00000000.00100001~00000000.00111110即0.33~0.62;0.65~0.94…例三：設(shè)申請(qǐng)到地址空間為：10.8.8