tcp ip協(xié)議原理兩套第二套04章編址

Chapter4IPAddressesIPaddressstructureClassfuladdressingSpecialaddressesPrivateaddressesSubnettingandmaskSupernettingClasslessaddressing

1IPAddressIPaddressAuniversalidentifierUniquelydefinesahostorarouterontheInternetHostidentifierName：whatweseekAddress：whereitisRoute：howtogetthere建設(shè)北路一環(huán)路NetworkdeviceNetworkinterface

2Networkid4.1IPAddressStructure32-bitbinaryaddressHierarchicaladdressing32bitsHostid

3IPAddressPresentationDecimalpointnotation（點分十進(jìn)制）8bits101011000000011001111010110011008bits8bits8bits1726122204...10101100128二進(jìn)制數(shù)權(quán)值加權(quán)結(jié)果+1726432168421128032084002726252423222120

4Binary

DecimalBinaryDecimalDecimalBinary100111026+23+22+21=64+8+4+2=786078391994210quotientremainder0111001

54.2ClassfulIPClassAClassBClassCClassDClassE121811bits110NetidHostid1724bits0NetidHostid114161bits10NetidHostid12411bits1110Multicast124bits1111Reserved11110.0.0.0~127.255.255.255128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.255Net=27，Host=224Net=214，Host=216Net=221，Host=28

6Exercises確定一個IP地址的類提取Netid和Hostid0.0.0.0128.0.0.0192.0.0.0224.0.0.0240.0.0.0ClassAClassBClassCClassDClassE127.255.255.255191.255.255.255223.255.255.255239.255.255.255255.255.255.2550128127191192223224239240255Example:142.34.2.17,208.57.128.30,238.6.0.1NoNo標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)連接

7Solution142.34.2.17二進(jìn)制10001110.00100010.00000010.00010001十進(jìn)制142:（128,191）ClassBNetid=142.34Hostid=2.17B類NetidHostid

8Solution（cont.）208.57.128.30十進(jìn)制208:（192,223）ClassCNetid=208.57.128Hostid=30238.6.0.1十進(jìn)制238:（224,239）ClassDNetid：無Hostid：無

94.3SpecialAddressesSpecialAddressNetidHostidSourceorDestinationNetworkaddressSpecificAll0snoneDirectbroadcastaddressSpecificAll1sDestinationLimitedbroadcastaddressAll1sAll1sDestinationThishostonthisnetworkAll0sAll0sSourceSpecifichostonthisnetworkAll0sSpecificDestinationLoopbackaddress127anyDestinationSpecific——neitherall1snorall0s

10NetworkAddress網(wǎng)絡(luò)地址SpecificAll0sNetidHostid123.50.16.90123.0.0.0123.65.7.34123.90.123.4ClassA216.45.7.0216.45.7.64ClassC216.45.7.20216.45.7.126149.14.0.0149.14.27.8ClassB149.14.45.9149.14.67.64標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)

11Directbroadcastaddress直接廣播地址216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126149.14.27.8149.14.0.0149.14.67.64149.14.45.9Destination216.45.7.255SpecificAll1sNetidHostidNetidHostidDestination216.45.7.255標(biāo)識對特定網(wǎng)絡(luò)的廣播

12Limitedbroadcastaddress受限廣播地址216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126149.14.27.8149.14.0.0149.14.67.64149.14.45.9255.255.255.255Destination255.255.255.255Destination255.255.255.255Destination255.255.255.255blocked標(biāo)識對本地網(wǎng)絡(luò)的廣播

13Thishostonthisnetwork本網(wǎng)絡(luò)上的本主機(jī)?.?.?.?216.45.7.0216.45.7.1260.0.0.0Source：0.0.0.0Destination：255.255.255.255BootstrapServer（DHCPServer）

14Specifichostonthisnetwork本網(wǎng)絡(luò)上的特定主機(jī)216.45.7.20216.45.7.0216.45.7.64216.45.7.126Destination0.0.0.64SpecificAll0sNetidHostidDestination0.0.0.64HostidNetid

15Loopbackaddress回送地址216.45.7.20216.45.7.0127.X.Y.ZProcess1Process2TCPorUDPIPDestination127.X.Y.ZNetworkAccess測試本機(jī)器軟件

16MultihomedDevicesMultihomedhost（多接口主機(jī)）CanbeattachedtooneormorenetworksOneinterfaceoneIPaddressRouter（路由器）MustconnecttomorethanonenetworksOneinterfaceoneIPaddress205.67.7.0123.0.0.0141.14.0.0123.5.16.90141.14.22.9123.7.9.11141.14.6.80205.67.71.2

17Unicast,Multicast,andBroadcastAddressUnicast（單播）Communication：one-to-one，SourceordestinationaddressEverynodeintheInternetmusthasatleastoneuniqueunicastaddressExample：ClassA,B,andCMulticast（多播）Communication：one-to-many，OnlydestinationaddressAnodeintheInternetcanhasoneormoremulticastaddressExample：ClassDBroadcast（廣播）Communication：one-to-all，OnlydestinationaddressExample：directorlimitedbroadcastaddress

184.4PrivateAddressesPrivatenetwork（私有網(wǎng)，專用網(wǎng)）不需接入Internet，但需要用TCP/IP通信AddressingScheme申請，并使用A、B、C類地址不申請，直接使用A、B、C類地址不申請，直接使用私有地址Privateaddress（私有地址，專用地址）類私有地址總數(shù)A10.0.0.0~10.255.255.2551*AB172.16.0.0~172.31.255.25516*BC192.168.0.0~192.168.255.255256*C全網(wǎng)唯一本網(wǎng)唯一全網(wǎng)不唯一

19NumberofNetworksandHosts網(wǎng)絡(luò)信息中心為每個網(wǎng)絡(luò)分配唯一的netid該網(wǎng)絡(luò)的管理機(jī)構(gòu)為運行TCP/IP的主機(jī)和路由器分配網(wǎng)內(nèi)唯一的hostidClassNetwork#Host#pernetworkA27-2=126224-2=16777214B214=16384216-2=65534C221=209715228-2=254

20SampleInternet222.13.16.0220.3.6.0201.2.5.0124.0.0.0134.18.0.0129.8.0.0222.13.16.3222.13.16.1222.13.16.23129.8.14.12129.8.0.1220.3.6.1220.3.6.2134.18.1.1134.18.1.7134.18.6.1134.18.4.9201.2.5.1201.2.5.2124.42.51.45124.42.5.45124.42.33.77

21思考路由器的一個接口接在兩個IP網(wǎng)上的可能性路由器的多個接口接在一個IP網(wǎng)上的可能性可能不可能Net1Net2IP分組的選路：基于IP網(wǎng)絡(luò)的選路IP地址——網(wǎng)絡(luò)層，標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)連接邏輯而非物理

224.5Subnetting&MaskClassfulIPAddressing（分類IP編址）FixedsizeofthreetypesofnetworksC類：少于255臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)B類：介于255~65535臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)A類：超過65535臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)Alargewasteinaddressspace只有兩、三臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，也至少要用256個IP地址A、B類浪費嚴(yán)重，少有達(dá)上萬臺主機(jī)的大型IP網(wǎng)絡(luò)Solution：ClasslessIPaddressing（無類IP編址）Subnetting子網(wǎng)劃分

Supernetting超網(wǎng)劃分

23Subnetting子網(wǎng)劃分AgivenIPnetworkisdividedintoasetofsubnetsOneormorephysicalnetworksformingasubsetofanIPnetworkTwo-levelmodelThree-levelmodel32bitsNetidHostidSubnetidHostidphysicalnetworkphysicalnetworkvariableRFC950anorganization(asite)

24Subnet141.14.2.20141.14.2.21141.14.2.105Subnet141.14.7.0Subnet141.14.2.0Subnet141.14.22.0141.14.7.45141.14.7.44141.14.7.96141.14.22.64141.14.22.9141.14.22.8TotherestoftheInternet2222777722222222Network141.14.0.0Analogy：Telephonenumber

25Mask（掩碼）Subnetting更適合于物理網(wǎng)的實際大小不能再用首字節(jié)判定網(wǎng)絡(luò)大小字節(jié)邊界沒有意義，僅用在點分十進(jìn)制表示法中Mask（掩碼）Identifythesizeofanetworkorasubnet32-bitbinarynumber1：Netid（網(wǎng)絡(luò)）orNetid+Subnetid（子網(wǎng)）0：Hostid（主機(jī)）11001010011100110000110000000000202.115.12.0111111111111111111111111

00000000111111111111111111111111

11000000MaskNetidSubnetidHostid

26KeyTermsNetworkPhysicalnetwork：LAN、WAN——OSI’sL1&L2IPnetwork——OSI’sL3Majornetwork：classA,B,andCSubnetMaskSubnetmask：Netid+SubnetidDefaultmask：NetidNetworkMask

27SpecialAddressesintheSubnetNotall0sor1sNotall0sor1sNetidHostidSubnetidNetidHostidNotall0sor1sNetid+SubnetidHostidNotall0sor1sNotall0sor1s理論上實際上SubnetaddressSubnetbroadcastaddressNetworkaddressNetworkbroadcastaddress

28KeyTerms（cont.）網(wǎng)絡(luò)號vs.網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)號（Netid）：IP地址的一個組成部分網(wǎng)絡(luò)地址（Netaddress）：一個IP地址子網(wǎng)號vs.子網(wǎng)地址子網(wǎng)號（Subnetid）：IP地址的一個組成部分子網(wǎng)地址（Subnetaddress）：一個IP地址主機(jī)號vs.主機(jī)地址主機(jī)號（Hostid）：IP地址的一個組成部分主機(jī)地址（Hostaddress）：一個IP地址

29KeyTerms（cont.）網(wǎng)絡(luò)地址（Networkaddress）特定Netid全0Subnetid+全0Hostid子網(wǎng)地址（Subnetaddress）特定（Netid+Subnetid）全0Hostid主機(jī)地址（Hostaddress）特定（Netid+Subnetid）+特定Hostid全1網(wǎng)絡(luò)廣播地址全1子網(wǎng)廣播地址直接廣播地址

30Contiguousvs.NoncontiguousMaskNoncontiguousMaskex：111111011110111011110111011111100、1混雜在一起使網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和路由選擇變得復(fù)雜——不實用ContiguousMaskex：11111111111111111111111111000000推薦使用

31MaskPresentationDecimalpointnotation255.255.255.192Netid+Subnetid=26bits，Hostid=6bitsBit-countnotation/26Thenumberofbit1用網(wǎng)絡(luò)（含子網(wǎng)）地址和掩碼表示一個網(wǎng)絡(luò)202.115.12.64255.255.255.192202.115.12.64/26128，192，224，240，248，252，254，255/1，/2，/3，/4，/5，/6，/7，/8prefix（前綴）

32ANDoperationNetworkaddress=IPaddress&MaskHostaddress=IPaddress&MaskAddressrange={Networkaddress，Networkaddress+Mask}Ex：IPaddress=200.6.12.55，Mask=255.255.248.0Networkaddress=Hostaddress=Addressrange=200.6.12.55&255.255.248.0=200.6.12.55&0.0.7.255={200.6.8.0，Total：2048200.6.8.00.0.4.55200.6.15.255}200.6.12.5511111111111111111111100000000000Mask11001000000001100000110000110111200.6.8.01100100000000110000010000000000000000000000000000000011111111111Mask0.0.4.5500000000000000000000010000110111

33NetworkandSubnetPresentationMajornetwork20.0.0.0255.0.0.020.0.0.0/8160.2.0.0255.255.0.0160.2.0.0/16200.15.12.0255.255.255.0200.15.12.0/24Subnet20.1.0.0255.255.0.020.1.0.0/16160.2.4.0255.255.252.0160.2.4.0/22200.15.12.64255.255.255.192

200.15.12.64/26

34Exercises最小的IP子網(wǎng)的掩碼是多少？分別以255.255.255.224和255.255.255.248為掩碼值時，以下IP地址中哪些是子網(wǎng)地址？哪些是子網(wǎng)廣播地址？哪些是主機(jī)地址？X.Y.Z.0，X.Y.Z.8，X.Y.Z.15，X.Y.Z.31，X.Y.Z.96128，192，224，240，248，252，254，255/1，/2，/3，/4，/5，/6，/7，/827，26，25，24，23，22，21，0IP地址+掩碼

確定一個IP網(wǎng)絡(luò)255.255.255.252

35SolutionX.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.15,X.Y.Z.31,X.Y.Z.960000000000001000000011110001111101100000255.255.255.224224:11100000子網(wǎng)地址:X.Y.Z.0,X.Y.Z.96子網(wǎng)廣播地址:X.Y.Z.31主機(jī)地址:X.Y.Z.8,X.Y.Z.15子網(wǎng)中IP地址個數(shù)=25=320=0x32,96=3x3231=1x32

-1Rules：1、IP子網(wǎng)中IP地址個數(shù)NIP=2n,n=2,3,4,…2、子網(wǎng)地址中子網(wǎng)id所在字節(jié)值

=nxNIP,n=0,1,2,…

36Solution（cont.）X.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.15,X.Y.Z.31,X.Y.Z.96255.255.255.248248:11111000子網(wǎng)地址:X.Y.Z.0,X.Y.Z.8,X.Y.Z.96子網(wǎng)廣播地址:X.Y.Z.15,X.Y.Z.31主機(jī)地址:無子網(wǎng)中IP地址個數(shù)=23=8

37UsingIPAddressWhereamI，位置Whatsizeisthisnetwork網(wǎng)絡(luò)大小WherecanIgooutside路徑

38SubnettingExample1一個具有A類地址的組織需要至少1000個子網(wǎng)，試找出子網(wǎng)掩碼和每個子網(wǎng)的配置。分析至少需要1000個子網(wǎng)理論上，考慮全0和全1的subnetid，至少1002個子網(wǎng)29（512）<1002<210（1024），子網(wǎng)位數(shù)=10A類地址主機(jī)位數(shù)=A類網(wǎng)主機(jī)位數(shù)–10=24–10=14255.255.192.0MaskNetidHostid11111111111111111100000000000000Subnetid將hostid中的某些0改為1

39RangeofAddressesinExample1

40Discussion地址類別，Netid位數(shù)子網(wǎng)數(shù)，Subnetid位數(shù)主機(jī)數(shù)，Hostid位數(shù)地址類別，Netid位數(shù)主機(jī)數(shù)，Hostid位數(shù)子網(wǎng)數(shù)，Subnetid位數(shù)#Netid+#Subnetid+#Hostid=32A類：#Netid=8，#Subnetid+#Hostid=24B類：#Netid=16，#Subnetid+#Hostid=16C類：#Netid=24，#Subnetid+#Hostid=8

41SubnettingExample2一個具有A類地址的組織的每個子網(wǎng)最多需要分配1000個IP地址，試找出子網(wǎng)掩碼。分析最多需要分配1000個IP地址考慮全0和全1的Hostid，至少要1002個IP地址29（512）<1002<210（1024），主機(jī)位數(shù)=10A類地址子網(wǎng)位數(shù)=A類網(wǎng)主機(jī)位數(shù)–10=24–10=14255.255.252.0MaskNetidHostid11111111111111111111110000000000Subnetid

42Discussion子網(wǎng)數(shù)量Subnetid位數(shù)是否考慮全0和全1的Subnetid，根據(jù)題目要求考慮：實際子網(wǎng)數(shù)+2不考慮：實際子網(wǎng)數(shù)主機(jī)數(shù)量Hostid位數(shù)必須考慮全0和全1的Hostid實際主機(jī)數(shù)（主機(jī)地址數(shù)）+2理論實際區(qū)分：主機(jī)地址vs.IP地址

43HowtoSubnetting?Fixlengthsubnetting（定長子網(wǎng)劃分）共享同一IP網(wǎng)絡(luò)前綴的子網(wǎng)大小相同劃分依據(jù)：子網(wǎng)數(shù)量與子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量折中特點：劃分簡單，地址分配較浪費Variablelengthsubnetting（變長子網(wǎng)劃分）共享同一IP網(wǎng)絡(luò)前綴的子網(wǎng)大小不同劃分依據(jù)：子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)量特點：靈活、高效利用地址空間變長子網(wǎng)掩碼（Variable-LengthSubnetMask，VLSM）

44SubnettingExample3每個物理網(wǎng)絡(luò)所需的IP地址數(shù)量Net1=Net2=3+3+2=8Net3=50+1+2=53Net4=40+1+2=43Net5=60+1+2=63Net1Net2Net3Net4Net525臺主機(jī)3臺主機(jī)40臺主機(jī)60臺主機(jī)50臺主機(jī)25+3+2=30本子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)+本子網(wǎng)內(nèi)路由器接口數(shù)+2

45Example3——定長劃分Mask=每個IP子網(wǎng)的實際IP數(shù)量：64IP地址總空間：5*64=320Net1Net2Net3Net4Net5308436353255.255.255.192 Net1:10.1.0.0/26Net2:10.1.0.64/26 Net3:10.1.0.128/26Net4:10.1.0.192/26 Net5:10.1.1.0/26

46Example3——變長劃分Net1Mask=Net2Mask=Net3Mask=Net4Mask=Net5Mask=IP地址總空間：32+8+64+64+64=232Net1Net2Net3Net4Net5308436353/27/29/26/26/26Net1:10.1.0.0/27Net2:10.1.0.32/29 Net4:10.1.0.128/26Net3:10.1.0.64/26 Net5:10.1.0.192/26VLSM

47Discussion1Net1：10.1.0.0/2710.1.0.0~10.1.0.31Net2：10.1.0.32/2910.1.0.32~10.1.0.39Net3：10.1.0.64/2610.1.0.64~10.1.0.127Net4：10.1.0.128/2610.1.0.128~10.1.0.191Net5：10.1.0.192/2610.1.0.192~10.1.0.255掩碼中0bit個數(shù)=32-27=5子網(wǎng)中IP地址個數(shù)=25=32問題：Net3的IP地址范圍能否是10.1.0.40~10.1.0.103？40 00101000103 0110011164 01000000127 01111111不是

48Discussion2為Net4分配IP地址10.1.0.128/26（10.1.0.128~10.1.0.191）分析需要分配IP地址的設(shè)備：路由器、主機(jī)可以分配的IP地址：10.1.0.129~10.1.0.190解答路由器接入Net4的接口IP地址：10.1.0.129Net4中的主機(jī)IP地址：10.1.0.130~10.1.0.190

49AssignIPAddressNet4Net2Net2：10.1.0.32/29Net4：10.1.0.128/2610.1.0.32~10.1.0.3910.1.0.128~10.1.0.19110.1.0.33~10.1.0.3810.1.0.129~10.1.0.190IP地址=10.1.0.33掩碼=255.255.255.248IP地址=10.1.0.34，掩碼=255.255.255.248IP地址=10.1.0.129，掩碼=255.255.255.192IP地址=10.1.0.130掩碼=255.255.255.192默認(rèn)網(wǎng)關(guān)=10.1.0.129

504.6SupernettingSupernetting將幾個C類網(wǎng)合并成一個更大的地址范圍Method將Netid中的某些1改為032bitsSupernetidNetidHostidNetidHostidHostid

51Discussion子網(wǎng)構(gòu)成：主機(jī)號子網(wǎng)號使用：地址分配一個物理網(wǎng)絡(luò)超網(wǎng)構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號使用：地址申請一個組織（含多個物理網(wǎng)絡(luò)）該組織可在超網(wǎng)地址范圍內(nèi)，使用子網(wǎng)技術(shù)為內(nèi)部的每個物理網(wǎng)絡(luò)分配適當(dāng)?shù)腎P地址空間使用：路由聚合，即CIDR合分分類（Classful）分類（Classful）

52Supernet超網(wǎng)表示：X.Y.32.0255.255.252.0或X.Y.32.0/22超網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址思考：超網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址能否是X.Y.33.0X.Y.32.0:XY0010000000000000X.Y.33.0:XY0010000100000000X.Y.34.0:XY0010001000000000X.Y.35.0:XY0010001100000000Mask:255.255.1111110000000000

53Exercises某公司需要600個I