TCPIP路由交換技術(shù)（第二版）課件 2.3 學(xué)會(huì)IP地址和子網(wǎng)掩碼的基本使用

項(xiàng)目2規(guī)劃IP地址授課教師：管秀君吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)任務(wù)2.3學(xué)會(huì)IP地址和子網(wǎng)掩碼的基本使用2.3.1IPV4地址構(gòu)成IP地址簡(jiǎn)介IP地址（InternetProtocolAddress）是一種在Internet上的給主機(jī)編址的方式，也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址。常見的IP地址，分為IPv4與IPv6兩大類，目前廣泛使用的是IPV4。每臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦都需要有全局唯一的IP地址才能實(shí)現(xiàn)正常通信。IPV4地址構(gòu)成IPV4地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，為方便書寫和記憶，通常被分割為4個(gè)“8位二進(jìn)制數(shù)”（也就是4個(gè)字節(jié)），每8位二進(jìn)制數(shù)用一組0-255之內(nèi)的十進(jìn)制數(shù)表示，數(shù)之間用句點(diǎn)分隔。為了清晰地區(qū)分各個(gè)網(wǎng)段，我們對(duì)IP地址采用結(jié)構(gòu)化的分層方案，方案將IP地址分為兩部分：網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位。網(wǎng)絡(luò)位用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段或者若干網(wǎng)段的聚合，同一網(wǎng)段中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有同樣的網(wǎng)絡(luò)地址。主機(jī)位用于唯一地標(biāo)識(shí)同一網(wǎng)段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。區(qū)分網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位需要借助地址掩碼（netmask）。地址掩碼由32位二進(jìn)制組成，32位IP地址按位一一對(duì)應(yīng)。IP地址中網(wǎng)絡(luò)位所對(duì)應(yīng)的地址掩碼位置1，IP地址中主機(jī)位所對(duì)應(yīng)的地址掩碼位置0。2.3.2IPV4地址分類A類:B類:C類:D類: 多播組編號(hào)

E類:用于實(shí)驗(yàn)NetworkHostHostHostNetworkNetworkHostHostNetworkNetworkNetworkHost8比特8比特8比特8比特IPV4地址分類1A類:0NNNNNNNHostHostHost891617242532(1-126)1B類:10NNNNNNNetworkHostHost891617242532(128-191)1C類:110NNNNNNetworkNetworkHost891617242532(192-223)1D類:1110MMMM多播組多播組多播組891617242532(224-239)IPV4地址分類2.3.3特殊的IP地址在IP地址中有一些特殊的IP地址需要注意：（1）主機(jī)位的二進(jìn)制全為“0”的IP地址稱為網(wǎng)絡(luò)地址，用來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段。（2）主機(jī)位的二進(jìn)制全為“1”的IP地址稱為廣播地址，用于標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)。（3）127.0.0.1作為回環(huán)地址，常用于本機(jī)上軟件測(cè)試和本機(jī)上網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序之間的通信地址。（4）32位二進(jìn)制為全‘1’的IP地址(255.255.255.255)，稱為本地廣播地址，它只可以作為目的IP地址，表示該分組發(fā)送給與源主機(jī)屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)，但是這類廣播僅限于本地網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)擴(kuò)散到其他網(wǎng)絡(luò)中。（5）32位為全‘0’的IP地址(0.0.0.0)，通常由無(wú)盤工作站啟動(dòng)時(shí)使用。無(wú)盤工作站啟動(dòng)時(shí)不知道自己的IP地址，便用0.0.0.0作為源IP地址，255.255.255.255作為目的IP地址，發(fā)送一個(gè)本地廣播請(qǐng)求來(lái)獲得一個(gè)IP地址。特殊IP地址私有地址在A類、B類、C類地址中，還有一些特定地址沒(méi)有分配，這些地址被稱為私有地址。當(dāng)一些組織內(nèi)部使用TCP/IP連網(wǎng)，但是并未接入Internet時(shí)，就可以把這些私有地址分配給主機(jī)。私有地址范圍如下：A類:10.0.0.0至10.255.255.255B類:172.16.0.0至172.31.255.255C類:192.168.0.0至192.168.255.2552.3.4

子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的作用“IPv4的子網(wǎng)掩碼（subnetmask）其主要作用是區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)的劃分和隔離。子網(wǎng)掩碼用于屏蔽IP地址中的一部分，以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)，同時(shí)使用子網(wǎng)掩碼可以將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)，以便更有效地管理網(wǎng)絡(luò)資源，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞和沖突，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和性能。子網(wǎng)掩碼的表示子網(wǎng)掩碼與IP地址一一對(duì)應(yīng)，也是32位的二進(jìn)制數(shù)，同時(shí)出現(xiàn)，用于區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，子網(wǎng)掩碼為1表示對(duì)應(yīng)的IP地址位是網(wǎng)絡(luò)位，為0表示主機(jī)位，子網(wǎng)掩碼有多種表示方法，常用的表示方法有類別表示法、和CIDR表示法。類別表示法“經(jīng)常使用的IP地址類型是A、B、C三類，其對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼分別是：A類：255.0.0.0B類：255.255.0.0C類：255.255.255.0CIDR表示法CIDR表示法也是當(dāng)前最常用的子網(wǎng)掩碼表示方法之一，也稱為無(wú)類別域間路由表示法。它使用斜線（/）后的數(shù)字來(lái)表示IP地址和子網(wǎng)掩碼的位數(shù)，數(shù)字范圍是0-32。例如，IP地址為192.168.1.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0用CIDR表示法可以寫成：192.168.1.1/24。其中，24表示子網(wǎng)掩碼中二進(jìn)制數(shù)1的連續(xù)位數(shù)是24。（1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼都轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式。（2）對(duì)IP地址的每個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)行與運(yùn)算，即將IP地址的每個(gè)二進(jìn)制位與子網(wǎng)掩碼的對(duì)應(yīng)位進(jìn)行“與”運(yùn)算（0與0=0，0與1=0，1與0=0，1與1=1）。（3）得出網(wǎng)絡(luò)地址的二進(jìn)制形式。（4）將網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制形式，即為網(wǎng)絡(luò)地址。如何確定一個(gè)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址2.3.5

子網(wǎng)規(guī)劃可用主機(jī)IP地址數(shù)量的計(jì)算2N-2公式:“N”代表主機(jī)位數(shù)主機(jī)位全“0”表示網(wǎng)絡(luò)編號(hào)主機(jī)位全“1”表示該網(wǎng)絡(luò)中的廣播可用主機(jī)IP地址數(shù)量的計(jì)算216-2=65534172.16.0.0172.16.0.1172.16.0.2172.16.0.3…...172.16.255.253172.16.255.254B類網(wǎng)段172.16.0.0，有16位主機(jī)位，因此有216個(gè)（65536）IP地址，去掉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址172.16.0.0和一個(gè)廣播地址172.16.255.255不能用作標(biāo)識(shí)主機(jī)，那么共有216-2個(gè)可用地址。把基于每類的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步分成更小的網(wǎng)絡(luò)，即子網(wǎng)劃分。每個(gè)子網(wǎng)分配一個(gè)新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址,子網(wǎng)地址是借用基于每類的網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)部分創(chuàng)建的。子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分實(shí)例圖解主類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)172.16.2.160255.255.255.192101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010子網(wǎng)161722128與操作步驟如下所示：（1）將IP地址172.16.2.160轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。（2）將子網(wǎng)掩碼255.255.255.192轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。（3）因?yàn)樽泳W(wǎng)掩碼255.255.255.192轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制前26位為1，所以該IP地址的前26位為網(wǎng)絡(luò)位，在子網(wǎng)掩碼的1和0之間劃一條豎線，豎線左側(cè)為網(wǎng)絡(luò)位（包含子網(wǎng)位），豎線右側(cè)為主機(jī)位。（4）按照二進(jìn)制“與”運(yùn)算規(guī)則將IP地址與子網(wǎng)掩碼按照二進(jìn)制逐位進(jìn)行與運(yùn)算，最終得到的就是IP地址所在網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。

（5）將網(wǎng)絡(luò)編號(hào)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)表示形式。子網(wǎng)劃分實(shí)例步驟拓展任務(wù)：可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)，要求每一個(gè)子網(wǎng)使用不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)ID。但是每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)不一定相同，而且相差很大，如果我們每個(gè)子網(wǎng)都采用固定長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼，而每個(gè)子網(wǎng)上分配的地址數(shù)相同，這就造成地址大量浪費(fèi)?？勺冮L(zhǎng)子網(wǎng)掩碼VLSM（VariableLengthSubnetMask）規(guī)定了如何在一個(gè)進(jìn)行了子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)中的不同部分使用不同的子網(wǎng)掩碼。這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同的網(wǎng)段需要不同大小子網(wǎng)的情形來(lái)說(shuō)很有效?？勺冮L(zhǎng)子網(wǎng)掩碼實(shí)例172.16.14.32/27

172.16.14.64/27

172.16.14.96/27

CBAHQ172.16.1.0/24172.16.