ip地址的管理與分配淺析

1、0丨誡id yiwm-id y圖1 ip地址中的叩絡號字段和主機號字段8bit24bit1 0-id 及敷a16bit16bita類地址b類地址c類地址d類地址e類地址11x10保瞎今后使用局域網ip地址的管理與分配淺析摘要：在網絡規(guī)劃中，ip地址方案的設計至關重要，好的ip地址方案不僅可以減少 網絡負荷，還能為以后的網絡擴展打下良好的基礎。對網絡規(guī)劃中ip地址的方案設計進 行一些討論，并給出了 ip地址方案設計實例。關鍵詞：分類的ip地址；子網掩碼；私有地址一、地址分配方法地址管理的任務z就是地址分配。目前，在絕大多數局域網中，ip地址的管理基 本遵循ipv4協議，其分配的方式主要有以下三種

2、。1. 單一地址設備：如一般的工作站或服務器，所處的網絡環(huán)境屮，只擁有一個ip地 址。2多穴設備：最典型的就是路由器，配冇多個接口，各個接口都可指定1p地址。此 外安裝有多個網絡適配器的計算機，也屈于多穴設備。3.多網化設備：是指在某個網絡接口上設有多個ip地址。例如，計算機的網卡就可 以綁定多個ip地址，路由器的網絡接口也可以設置多個ip地址。二、分類的ip地址根據ipv4的地址空間設計，1p地址是由同定長度的4個字節(jié)組成（32位）,通常以4 個點分十進制數表示。所謂“分類的ip地址”就是將ip地址劃分為若干個固定類，每一類地址都是由兩個 固定長度的字段組成，其屮一個字段是網絡號net-id

3、,它標志主機（或路由器）所連接的1 .1 0 !w24bit8bit1xx0 i多播地址網絡，而另一個字段則是主機號host-id,它標志該主機（或路由器），圖1給岀了各種ip 地址的網絡號字段和主機號字段，這里a類、b類和c類地址是最常用的。從圖1可看出：a類、b類和c類地址網絡號字段netid分別為1, 2和3字節(jié)長，而在網 絡號字段的最前面有13bit的類別比特，其數值分別規(guī)定為0, 10,和110。a類、b類和 c類地址主機號字段host-id分別為3, 2和1字節(jié)長。除去網絡號與主機號全0和全1的情況, 可得出表1所示的ip地址的使用范圍。表1 ip地址的使用范圍網絡類別最大網絡數笫

4、一個可用的網絡號最后一個町用的網絡號a126 ( 27-2)1126b16384 (214)12&0191.255c20 97 1 52 ( 221)192. 0.0223. 255. 255ip地址具有以下重要特點：1、每個ip地址都由網絡號和主機號兩部分組成。從這個意義上說，ip地址是一種分 等級的地址結構。分等級的好處是：第一，ip地址管理機構在分配ip地址時只分配網絡 號，而剩下的主機號則由得到該網絡號的單位自行分配。這樣就方便了ip地址的管理。 第二，路由器僅根據目的主機所連接的網絡號來轉發(fā)分組，這樣就可以使路由表中的項 目數大幅度減少，從而減少路由表所占的存儲空間。2、ip

5、地址是標志一個主機（路由器）和-條鏈路的接口。當一個主機同時連接到兩 個網絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的ip地址，其網絡號必須是不同的。由于 路由器至少應連接兩個網絡，因此一個路由器至少應當有兩個不同網絡的ip地址。3、在同一個局域網上的主機或路由器的ip地址中的網絡號必須是一樣的。談到這里，就有必要提到私有地址的概念了，根據rfc1918 “私有網絡地址分配” 屮的定義，私有地址是網絡管理員不用向isp或區(qū)域地址注冊機構申請就可以為內部網絡 和主機指定的地址。表2給岀了rfc1918定義的私有地址空間。衣2私有網絡地址分配空間ip地址范圍網絡類別網絡個數10.0.0.0-10.255

6、.255.255a1172.16.0.0-172.31.255.255b16192.168.0.0-192.168.255.255c256采用這樣的專用ip地址的網絡稱專用網，全世界有很多的專用網具有相同的ip地址, 但不會引起沖突，專用網內的主機要想和inteniet主機通信可使用網絡地址轉換nat。三、子網的劃分為捉高ip地址空間的利用率和網絡的吞吐量，進一步解決兩級ip地址不夠靈活的問 題，從1985年起在ip地址中又增加了 “了網號字段”，使兩級ip地址變成為三級ip地址。 這種做法叫作劃分子網rfc950o劃分子網已經成為internet的正式標準協議。劃分子網的思路如下：1、一個擁

7、有許多物理網絡的單位，可將所屬的物理網絡劃分為若干個子網。劃分子 網純屈一個單位內部的事情。本單位以外的網絡看不見這個網絡是由多少子網組成，因 為這個單位對外仍然表現為一個沒有劃分了網的網絡。2、劃分子網的方法是從網絡的主機號借用若干個比特作為子網號，而主機號也相應 減少了若干個比特。于是兩級的ip地址在木單位內部就變成為三級的ip地址：網絡號、 子網號、和主機號。3、凡是從其他網絡發(fā)送給本單位某個主機的ip數據報，仍然是根據ip數據報的冃的 網絡號找到連接在本單位網絡上的路出器。但此路出器在收到ip數據報后，在按廿的網 絡號和子網號找到口的子網，將ip數據報交給口的主機。4、劃分子網只是將i

8、p地址的本地部分進行再劃分，而不改變ip地址的因特網部分。5、子網掩碼是一個網絡或子網的重要屈性。掩碼是一個32位二進制數，用點分十進制來描述，它由一串1和一串0組成，了網掩 碼中的1對應與ip地址的網絡號和子網號，而子網掩碼中的0對應ip地址中的主機號。雖 然rfc文檔屮沒有規(guī)定子網掩碼屮的1必須是連續(xù)的，但卻極力推薦大家在子網掩碼屮選 用連續(xù)的1以免出錯。對于a、b、c類ip地址來說，有其缺省或默認的子網掩碼。a類地址的默認子網掩碼是255.0.0.0 -b類地址的默認了網掩碼是255.255.0.0。c類地址的默認子網掩碼是255.255.255.0o四、ip地址方案設計實例某公司的網絡

9、布局結構如圖2所示。路由器1有4個局域網接口。路由器2、路由器3和 路由器4它們分別有兩個局域網接口。表3中給出了局域網a、e、f和g中的設備情況，假 設該公司從1sp獲得一c類網絡地址196. 168. 20. 0,應該如何進行子網劃分設計。圖2網絡布局圖表3各局域網的設備情況表局域網設備a20臺工作站，2個服務器，一個可管理交換機，1個路由器e11臺工作站，2個服務器，一個可管理交換機，1個路由器f12臺工作站，2個服務器，一個可管理交換機，1個路由器g10臺工作站，1個服務器，一個可管理交換機，1個路由器路由器4根據前面所述的ip地址的重要特點2和3,可知每個路由器的網絡接口都定義一個網

10、 絡或子網，從圖2可以看出，路由器1需要4個ip地址，毎個地址都在不同的子網中。同理,子網ip地址的數壘a23b2c2d2ie14f14g12表4每個子網所需ip的數量路由器2、路由器3和路由器4分別需要2個1p地址， 每個地址都在不同的了網中。但是路由器1和路由 器2連接在同一個子網上(圖2中的b)。同樣，路 由器1和路由器3、路由器4的也分別連接在相同的 子網上?？梢钥闯龃藭r僅需要7個子網，它們是e、 c和d三個局域網連接加上a、e、f、g四個子網。每 個了網中的地址個數是2到25z間。每個了網所需 tp的數量如表4所示。第一步，確定子網的位數。在木例屮，該公司從isp申請到一個c類網絡

11、(196. 168.20.0) o c類網絡有24位網絡號和8位主機號，要想滿足7個子網的要求，同時 滿足每個子網的1p地址的數量，則必須從主機位屮借用3個比特位作為子網號。第二步，確定了網掩碼。由于確定了了網位為3個比特，則剩卜的5個比特作為主機位。了網掩碼中的1對應與ip地址的網絡號和了網號，而了網掩碼中的0對應ip地址中的主機號，得出子網掩碼的二進制形式:11111111, 11111111, 11111111, llloooooo用 點分i 進制表示為255. 255. 255. 224。笫三步，給出子網位的各種組合形式，并確定每個子網的地址范圍。子網位的各種組合形式如下：000、00

12、1、010、011、100、101、110和111。每個子網屮 都有4個具有特殊意義的地址：子網地址（主機位為全0） o第一個可分配的ip地址。最后一個可分配的ip地址。廣播地址（主機位為全1）。第一個了網的上述4個地址如f：子網主機（子網地址） （子網地址+ 1）0 （廣播地址- 1） 1 （廣播地址）第一個子網的地址是196. 168. 20. 0,分配給不同設備的ip地址范圍從196. 168. 20. 1開始到196. 168. 20. 30結束。子網的廣播地址是196. 168. 20. 31。在對其他子網重復這個過程時，僅需要對每個子網使用不同的位模式串就可以了。第二個了網的內容如

13、2子網主機0 0 100000二32 （子網地址）0 0 1 0 0 0 0 1 = 3 3 （子網地址+1）0 0 111110 = 62 （廣播地址-1）0 0 111111=63 （廣播地址）這樣可以連續(xù)給出所有8個可能的子網。表4給出了對上述內容的總結。表4各子網的地址及范圍子網地址第個分配地址最后個分配地址廣播地址196. 16& 20.0196. 168. 20. 1196. 16& 20. 30196. 168. 20.31196. 16& 20.32196. 168. 20. 33196 16& 20. 62196. 16& 20. 63

14、196. 16& 20.64196. 168. 20. 65196. 16& 20. 94196. 168. 20. 95196. 16& 20.96196. 168. 20. 97196. 16& 20. 126196. 168. 20. 127196. 16& 20.128196. 16& 20.160196. 168. 20. 129196. 168. 20. 161196. 168. 20. 158196. 168. 20. 190196. 168. 20. 159196. 168. 20. 191196. 16& 20.1961

15、96. 168. 20. 193196. 168. 20. 222196. 168. 20. 223196. 16& 20.224196. 168. 20. 225196. 16& 20. 254196. 168. 20. 255第四步，分配子網地址。分配了網地址就是給相應的網段分配了網地址。從8個了網中選出一些了網，然后將 他們分配到7個網段中。從技術角度來講，哪個子網分配給哪個網段是沒冇什么區(qū)別的， 根據網絡設計者的習慣不同，有不同的分配方法。在這里唯一要考慮的因素是如何使網 絡文檔的設計簡單、方便和容易記錄。分配方法略。第五步，分配設備地址。當完成為不同的網段分配子網地址

16、后，就需要為每個子網的設備分配1p地址。本例 中的服務器和工作站都是單一地址設備。通常有三種基本的分配方法：順序分配、預留 地址和向中間擴展。1. 順序分配順序分配指簡單地將下一個可能的ip地址分配給每個設備，而不考慮設備的類型或 功能。這種方法的優(yōu)點是靈活，并月不浪費地址。缺點是沒冇順序或分配策略。2. 預留地址在每個子網中為不同功能預留一組地址空間。例如:路由器：使用前3個地址。服務器：使用相鄰下5個地址。其他設備：使用相鄰下5個地址（打印機）。工作站：所有剩余地址。這種技術的優(yōu)點就是讓技術支持人員能夠根據設備的地址來判斷設備的類型。反過 來也一樣，給定一個設備后，就能夠給出它的地址。它的主要缺點是容易造成地址空間 的浪費。3. 向中間擴展此方法是首先給路曲器分配在子網中的第一個地址，然