講解IP地址課件

IP地址專題——IPv4(下一代規(guī)格：IPv6)備注：IPv5稱號被賦給一個實驗的稱為流協(xié)議的面向連接的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是實驗性的面向流的數(shù)據(jù)流協(xié)議，用來對聲音，圖像等提供支持。

IPv4簡介：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。它的最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，從理論上講，編址1600萬個網(wǎng)絡(luò)、40億臺主機。但采用A、B、C三類編址方式后，可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址的數(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，而人口最多的亞洲只有不到4億個，中國截止2010年6月IPv4地址數(shù)量達到2.5億，落后于4.2億網(wǎng)民的需求。地址不足，嚴重地制約了我國及其他國家互聯(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，達到2^128（算上全零的）個，人機對話、設(shè)備通信、真正“互連互通”、“網(wǎng)絡(luò)全球化”、“無處不在”！

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位一個單元(稱為8位位組)的32位二進制數(shù)。IP地址中的每一個8位位組用0～255之間的一個十進制數(shù)表示

這些數(shù)之間用點(.)隔開最小的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IP地址共占32位（bit)，這32位被分為4個段，每一個段占8個位（即一個字節(jié)）每個字節(jié)之間用“.”隔開。 有兩種表示形式：1、十進制表示例：192.168.0.12、二進制表示例： 11000000.10101000.00000000.00000001Byte2xxxxxxxxByte3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx上圖表示二進制格式中的IP地址:X代表二進制的0或1

注：在實際應(yīng)用中多用十進制表示，每8位二進制數(shù)對應(yīng)一位十進制數(shù)。IP地址的分類Internet組織已經(jīng)將地址進行分類以適應(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，每一類網(wǎng)絡(luò)可以從IP地址的第一個數(shù)字看出。網(wǎng)絡(luò)類決定了IP地址4個字節(jié)如何劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址部分。A類0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx網(wǎng)絡(luò)主機1—126224-2=16,777,214

D類1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播224—239E類11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx實驗室保留240—255網(wǎng)絡(luò)主機B類10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534網(wǎng)絡(luò)主機C類110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254注意：1、IP地址中，主機號全為0或全為1時分別作為本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址使用，所以這個特殊的IP地址不能分配給用戶使用。2、D類網(wǎng)絡(luò)用于廣播，它可以將信息同時傳送到網(wǎng)上的所有設(shè)備，而不是點對點的信息傳送，這種網(wǎng)絡(luò)可以用來召開電視電話會議。3、E類網(wǎng)絡(luò)常用于進行試驗。4、網(wǎng)絡(luò)管理員在配置網(wǎng)絡(luò)時不應(yīng)該采用D類和E類網(wǎng)絡(luò)。5、IP地址可以由網(wǎng)絡(luò)管理員手動配置，也可由安裝DHCP的服務(wù)器來自動配置。

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(動態(tài)主機分配協(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，這個值用于簡化IP路由表網(wǎng)絡(luò)127.0.0.1通常指本主機，使用這個地址，應(yīng)用程序可以像訪問遠程主機一樣訪問本主機所有網(wǎng)絡(luò)位為0的IP地址指本網(wǎng)絡(luò)的某主機，如0.0.0.34將訪問本網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點為34的主機。所有主機位為0的IP地址指網(wǎng)絡(luò)本身網(wǎng)絡(luò)或主機地址位全1指所有主機255.255.255.255本網(wǎng)絡(luò)廣播169.254.x.x當網(wǎng)絡(luò)主機設(shè)置使用DHCP功能自動獲得一個IP地址時,當DHCP服務(wù)器發(fā)生故障或響應(yīng)時間太長,Window系統(tǒng)會分配這樣的IP專用IP地址---局域網(wǎng)專用地址IP地址中還存在著這樣的地址字段,他們只在本機構(gòu)內(nèi)部有效,不會被路由器轉(zhuǎn)發(fā)到公網(wǎng)中。這些IP地址存在的意義是：假定在一個機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機通信也是采用TCP/IP協(xié)議，那么從原則上講，對于這些僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的計算機就可以由本機構(gòu)自行分配其IP地址。這就是說，讓這些計算機使用僅在本機構(gòu)有效的IP地址，而不需要向Internet的管理機構(gòu)申請全球惟一的IP地址。這些專用IP地址是：(1)10.0.0.0~10.255.255.255A1個網(wǎng)絡(luò)號(2)172.16.0.0~172.31.255.255B16個網(wǎng)絡(luò)號(3)192.168.0.0~192.168.255.255C256個網(wǎng)絡(luò)號IP地址的一些重要特點

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

地址管理機構(gòu)在分配

IP

地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡(luò)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(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。IP地址的一些重要特點

(2)實際上IP地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。當一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機就必須同時具有兩個相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號net-id必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomedhost)。由于一個路由器至少應(yīng)當連接到兩個網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)），因此一個路由器至少應(yīng)當有兩個不同的IP地址。IP地址的一些重要特點

(3)用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號net-id。(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號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。

編址實例

在組網(wǎng)過程中怎么來分配IP地址呢?

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

選擇IP地址類別：在為每臺主機分配IP地址之前，首先需要按照每個物理網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模為它們選擇IP地址類別。小型網(wǎng)絡(luò)選擇C類地址，中型網(wǎng)絡(luò)選擇B類地址，大型網(wǎng)絡(luò)選擇A類地址。實際上，由于一般物理網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)都不會超過6萬臺，因此，A類地址很少用到。

編址實例

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

編址實例

在互聯(lián)網(wǎng)上的主機和路由器分配具體IP地址時需要注意： （1）連接到同一網(wǎng)絡(luò)中所有主機的IP地址共享同一netid。在圖中，計算機A和計算機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，計算機A和B都應(yīng)共享202．113．27這個netid。

編址實例

（2）路由器可以連接多個物理網(wǎng)絡(luò)，每個連接都應(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128．211．0．0三個網(wǎng)絡(luò)，因此該路由器被分配了3個不同的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。

編址實例

子網(wǎng)的劃分思考1：假設(shè)一個公司網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有500臺主機，此時分配一個C類網(wǎng)IP地址是不夠的，為什么？若分配一個B類網(wǎng)IP，又會產(chǎn)生大量的浪費，為什么？解答：一個C類IP可以容納254臺主機,所以不夠一個B類IP可以容納65534臺主機,此是有65034個地址浪費,使用率不到1%子網(wǎng)的劃分思考2：假設(shè)一個公司網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有60000臺主機，此時分配一個B類網(wǎng)IP地址是足夠的，但這樣會帶來什么樣的問題？帶來的問題：一個B類網(wǎng)絡(luò)可以容納的主機數(shù)量為65534，但整個網(wǎng)絡(luò)處于同一個廣播域，如果有大量的廣播信息存在，將會導致網(wǎng)絡(luò)擁塞上劃分子網(wǎng)的目的如果我們將一個網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個子網(wǎng),會有以下的好處:1、使IP地址應(yīng)用更有效2、將原有同處于一個網(wǎng)段上的主機分成不同的網(wǎng)段或子網(wǎng)，同時也將原來的一個廣播域劃分成若干個較小的廣播域4.3.2劃分子網(wǎng)的方法為了創(chuàng)建一個子網(wǎng)地址，網(wǎng)絡(luò)管理員從標準IP地址的主機號部分“借”位并把它們指定位為子網(wǎng)號部分。實例2：假設(shè)有一個網(wǎng)絡(luò)號為202．113．26．0的C類網(wǎng)絡(luò)，可以借用主機號部分的3位來劃分子網(wǎng)，其中子網(wǎng)號、主機號范圍、可容納的主機數(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)的方法默認的子網(wǎng)掩碼A類：255.0.0.0B類：255.255.0.0C類：255.255.255.0

變長子網(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)劃分這項技術(shù)是用來把一個單一的IP網(wǎng)絡(luò)地址劃分成多個更小的子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標識和主機標識。無論劃分成多少個子網(wǎng)，對外來看還是同一個網(wǎng)絡(luò)。劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(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所有到達網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0的分組均到達此路由器網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0R1R3R2無類域間路由（CIDR）CIDR減少了路由表的規(guī)模，增了網(wǎng)絡(luò)的可擴展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（無類型域間選路，ClasslessInter-DomainRouting）是一個在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CIDR標記法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IP地址聚合，就是把兩個小網(wǎng)絡(luò)合并為一個大網(wǎng)絡(luò)，主要是通過修改子網(wǎng)位實現(xiàn)。通俗點說就是合為一個網(wǎng)段。要計算IP地址聚合后的地址，其實就是比較幾個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，分配給市場部的IP地址塊為192.168.31.160/27，分配給財務(wù)部的IP地址塊為192.168.31.128/27，那么這三個地址塊經(jīng)過聚合后的地址為（

）

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)為十進制為128，聚合后的IP就是192.168.31.128?？芍苯訉懗?92.168.31.128/25。

因為有25位相同，也以，子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號就是25位，主機號剩下7位，網(wǎng)絡(luò)號全為1，主機號全為0，

即11111111.11111111.11111111.10000000，轉(zhuǎn)換為十進制，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)掩碼是怎樣來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)標識和主機標識的呢。答：用“與”運算。將十進制轉(zhuǎn)換成二進制進行與運算IP地址：11000000101010000000101000000010子網(wǎng)掩碼：11111111111111111111111111110000AND運算：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－11000000101010000000101000000000則可得其網(wǎng)絡(luò)標識為192.168.10.0，主機標識為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IP地址為192.168.10.238,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240判斷兩個IP是否在同一個網(wǎng)段練習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)地址和主機地址IP地址網(wǎng)絡(luò)地址主機地址132.132.45.5613.56132.132.97.321.32132.132.92.1428.14練習2你已被分配128.45.0.0的B類IP地址，需要建立10個子網(wǎng)，完成下列問題：1、定義10個子網(wǎng)，需要（

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