第九課

IP地址引入IP地址是基于TCP/IP通訊的最基本的要素。為對某一網(wǎng)段地址進行有效的使用，我們采用子網(wǎng)劃分。學習目標

IP地址有什么功能？

IP地址有哪些分類？子網(wǎng)掩碼有什么功能？

IP地址有哪些使用規(guī)則？為什么進行子網(wǎng)劃分，如何進行子網(wǎng)劃分？學習完本課程，您應該能夠：知識重、難點分析重點：

IP地址的組成、結(jié)構(gòu)、分類子網(wǎng)掩碼的功能

IP地址的使用規(guī)則子網(wǎng)劃分難點：

IP地址的使用規(guī)則子網(wǎng)劃分地址是網(wǎng)絡設備和主機的標識，網(wǎng)絡中存在兩種尋址方法：MAC地址：是設備的物理地址，位于OSI參考模型的第2層，全網(wǎng)唯一標識，無級地址結(jié)構(gòu)（一維地址空間），固化在硬件中，尋址能力僅限在一個物理子網(wǎng)中。IP地址：是設備的邏輯地址，位于OSI參考模型的第3層，全網(wǎng)唯一標識，分級地址結(jié)構(gòu)（多維地址空間），由軟件設定，具有很大的靈活性，可在全網(wǎng)范圍內(nèi)尋址。網(wǎng)絡中的兩種尋址方法MAC地址IP地址IP地址的組成：IP地址長度：32bits（4個字節(jié)），組成:網(wǎng)絡地址（NetworkID）—標識主機所在的網(wǎng)絡主機地址（HostID）—標識在該網(wǎng)絡上的主機IP地址的格式網(wǎng)絡地址主機地址32Bits8Bits8Bits8Bits8BitsIP地址的格式

6

1100101001110000000000000100110

IP地址的表示:

每個字節(jié)以十進制數(shù)表示，4個十進制數(shù)之間用小數(shù)點區(qū)分。IP地址的表示法－

十進制和二進制的轉(zhuǎn)換1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 1IP地址的定義所有的IP地址都由國際組織NIC（NetworkInformationCenter）負責統(tǒng)一分配，目前全世界共有三個這樣的網(wǎng)絡信息中心：INTERNIC：負責美國及其它地區(qū)RIPE-NIC：負責歐洲地區(qū)APNIC：負責亞太地區(qū)，總部設在日本東京大學。IP地址的五種類型D類C類IP地址的分類0xxxxxxx.

xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范圍：

00000001.00000000.00000000.00000000——01111111.11111111.11111111.11111111，但網(wǎng)絡號127為系統(tǒng)保留地址，所以為

——55。A類地址10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范圍：

10000000.00000000.0.0——10111111.111111.111111.111111

即---55B類地址110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范圍：11000000.00000000.00000000.00000000——11011111.111111.11111111.11111111，即---55C類地址D類地址1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范圍：

11100000.00000000.0.0——11101111.111111.11111111.11111111即：—55E類地址11110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx地址范圍：

11110000.00000000.0.0-----11110111.11111111.11111111.11111111即：---55網(wǎng)絡地址：主機標識位全部為0的地址從不分配給單個主機，而是作為網(wǎng)絡本身的標識。例如：主機36所在網(wǎng)絡的網(wǎng)絡地址為。網(wǎng)絡地址00000000主機地址特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)直接廣播地址:主機標識位全部為1的地址從不分配給單個主機，而是作為同網(wǎng)絡的廣播地址，例如：主機36所在網(wǎng)絡的廣播地址為55。一臺主機可以用直接廣播地址向任何指定的網(wǎng)絡直接廣播它的分組報文，即使發(fā)送和接站點不在同一個子網(wǎng)內(nèi)，也可以用廣播地址向某個子網(wǎng)上所有的主機廣播信息。每臺主機和路由器等設備都會接收和處理目的地址為本網(wǎng)廣播地址的分組報文。11111111網(wǎng)絡地址特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)子網(wǎng)廣播地址:主機標識位全部為1，有特定子網(wǎng)號的地址。例如：目的子網(wǎng)掩碼為,IP地址為55就是一個子網(wǎng)廣播地址。特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)全子網(wǎng)廣播地址：子網(wǎng)標識位和主機標識位全部為1。例如：目的子網(wǎng)掩碼為,IP地址為55就是一個全子網(wǎng)廣播地址。特殊IP地址BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)

0000000000000000

00000000

00000000全0地址表示本主機，不可作為有效目的地址使用。（3）（4）

1111111111111111

11111111

11111111

有限廣播地址(limitedbroadcastaddress)不可作為源主機地址

有限廣播地址=32個比特為全1

如：55

有限廣播地址被用做在本網(wǎng)絡內(nèi)部廣播，主機在不知道自己的網(wǎng)絡地址的情況下，使有限廣播地址也可以向本子網(wǎng)上所有的其它主機發(fā)送消息。

網(wǎng)絡地址部分全0表示本網(wǎng)的某臺主機，不可作為有效目的地址使用。（5）主機地址

0000000000000000

00000000

特殊IP地址

01111111XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX回送地址(loopbackaddress)（A類地址）

任何一個以數(shù)字127開頭的IP地址 如：127.any.any.any 任何程序用回送地址作為目的地址時，計算機上的協(xié)議軟件不會把該數(shù)據(jù)報向網(wǎng)絡上發(fā)送，而是把數(shù)據(jù)直接返回給本主機。

不可作為有效地址出現(xiàn)在網(wǎng)絡上。

問題:當網(wǎng)絡地址部分=全1時，該地址是否有效？（6）主機地址

1111111111111111

11111111

特殊IP地址特殊用途的IP地址受限廣播地址(55)有限廣播地址被用在本網(wǎng)絡內(nèi)部廣播，這樣的數(shù)據(jù)報僅出現(xiàn)在本地網(wǎng)絡中，所有路由器不轉(zhuǎn)發(fā)該目的地址的數(shù)據(jù)報，主機在不知道自己的網(wǎng)絡地址的情況下，使有限廣播地址也可以向本子網(wǎng)上所有的其它主機發(fā)送消息。BroadcastAddresses55(DirectedBroadcast)55(LocalNetworkBroadcast)X55(AllSubnetsBroadcast)net-idhost-id源地址使用目的地址使用代表的意思00可以不可系統(tǒng)啟動時，用來指定本網(wǎng)絡上的本地主機0Host-id可以不可系統(tǒng)啟動時，用來指定當前網(wǎng)絡上的目的主機全1全1不可可以在當前網(wǎng)絡上的所有節(jié)點進行廣播(各路由器均不轉(zhuǎn)發(fā))net-id全1不可可以對指定網(wǎng)絡上的所有節(jié)點廣播127任何數(shù)可以不可回送地址，用作本地軟件回送測試(loopbacktest)之用，不在網(wǎng)上傳輸．特殊IP地址公共和私有IP地址公共地址（PublicAddress）在一個公共性網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)，必須使用公共地址，這些地址在網(wǎng)上是唯一的。如Internet上，需向ISP申請分配公共地址，各ISP都要從更上一層的地址注冊機構(gòu)申請。私有地址（PrivateAddress）不能直接與Internet連接的地址，解決公共地址短缺的問題，RFC1918規(guī)定了3種私有地址：1個A類地址：16個B類地址：到256個C類地址：到內(nèi)部網(wǎng)使用，通過代理（Proxy）或網(wǎng)絡地址翻譯（NetworkAddressTranslation）等系統(tǒng)將私有地址轉(zhuǎn)換成公共地址，從而連接到Internet。IP地址使用原則主機號不能全為1和全為0，全為1時表示廣播網(wǎng)絡號

不能全為1和全為0網(wǎng)絡號在INTERNET中網(wǎng)絡號是唯一主機號

對于本地網(wǎng)絡中

來說是唯一/8、/16--/16、/16為私有地址55表示廣播地址掩碼技術的提出在主機之間通信的情況有同一個網(wǎng)絡中，兩臺主機之間相互通信在不同網(wǎng)絡中，兩臺主機之間相互通信區(qū)分這兩種情況獲取遠程主機IP地址的網(wǎng)絡地址判斷結(jié)果：如果源主機所在的網(wǎng)絡地址等于目的主機所在網(wǎng)絡地址，則為相同網(wǎng)絡主機之間的通信。如果源主機所在的網(wǎng)絡地址不等于目的主機所在網(wǎng)絡地址，則為不同網(wǎng)絡主機之間的通信。問題是如何獲得一個主機IP地址的網(wǎng)絡地址信息，這就需要借助于掩碼(NetMask)。功能：區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡ID和主機ID。用連續(xù)的“1”表示IP地址網(wǎng)絡ID，用連續(xù)的“0”表示主機ID，如：

11111111.11111111.11111111.00000000,我們平時使用時用進行表示。區(qū)分是本地主機還是遠程主機，本地主機發(fā)送不經(jīng)過路由器，若是遠程主機則將請求發(fā)送到路由器。說明：子網(wǎng)掩碼的簡寫形式：在IP地址后面加上“/n”，n為子網(wǎng)掩碼中“1”的位數(shù)，如/24。

子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的提出00600050E0E1172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1NewRoutingTableSubnet缺省掩碼A類地址B類地址C類地址掩碼的計算16NetworkHost172001010110011111111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000缺省時,并不使用子網(wǎng)0000001060

Network

Number

子網(wǎng)路由器子網(wǎng)1子網(wǎng)212HubHub0001000000IP地址HostIDNetworkID子網(wǎng)分配網(wǎng)絡ID

12

3

路由器分配主機ID

12

路由器2100103將網(wǎng)絡進一步劃分成獨立的組成部分，每個部分稱為這個網(wǎng)絡（或者更高一級子網(wǎng)）的子網(wǎng)。子網(wǎng)的設計是為了便于網(wǎng)絡的管理。對于A類和B類的地址可以把一個大網(wǎng)劃分成幾個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可以對應一個地理范圍或者區(qū)域，每個子網(wǎng)也可以對應一種不同的物理介質(zhì)。劃分子網(wǎng)以后，每個子網(wǎng)看起來象一個獨立的網(wǎng)絡。而對于遠程網(wǎng)絡而言，子網(wǎng)是透明的。子網(wǎng)劃分根據(jù)地理分布特點劃分子網(wǎng)易于組網(wǎng)技術的實現(xiàn)節(jié)約經(jīng)費根據(jù)網(wǎng)絡應用特點劃分將共享相同網(wǎng)絡資源的主機劃分成一個子網(wǎng)，可減少子網(wǎng)間的網(wǎng)絡傳輸流量，提高網(wǎng)絡性能。將具有相同安全密級程度的主機劃分為同一個子網(wǎng)，保障系統(tǒng)的安全。子網(wǎng)劃分劃分子網(wǎng)的方法原則：將主機號借給網(wǎng)絡號，作為子網(wǎng)號使用。公式：劃分子網(wǎng)的個數(shù)：2n-2，n是網(wǎng)絡位向主機位所借的位數(shù)。每個子網(wǎng)的主機數(shù)：2m-2,m是借位后所剩的主機位數(shù)。

劃分子網(wǎng)舉例116NetworkHost60

17220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010SubnetNetwork

Number128192224240248252254255劃分子網(wǎng)舉例2NetworkHost60

92101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010Subnet161722128Network

Number128192224240248252254255128192224240248252254255C類地址的子網(wǎng)設計某公司組建在合肥設立總公司，在北京、上海分別設立了分公司，在三地都已組建了局域網(wǎng)，計算機都在10臺以下。今申請了一段/24網(wǎng)段的地址，如何確保三地的局域網(wǎng)內(nèi)的計算機能夠通信，局域網(wǎng)之間的計算機也能夠通信？子網(wǎng)劃分舉例劃分原則：一個C類地址子網(wǎng)劃分可借位數(shù)在2-6位之間。每種子網(wǎng)劃分方案中有2個子網(wǎng)地址不可分配（子網(wǎng)地址=全0，子網(wǎng)地址=全1）每個子網(wǎng)中至少有2個主機地址不可分配，（主機地址=全0，主機地址=全1）例：3個子網(wǎng)，需借3位，共有23-2=6個有效子網(wǎng)每個子網(wǎng)中最多可有25-2=30臺主機地址xxxxxxxx網(wǎng)絡地址C類地址子網(wǎng)地址主機地址0000010100111001011101116個有效子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址1子網(wǎng)地址2子網(wǎng)地址3

1111111111111111

1111111111100000子網(wǎng)掩碼24或用27個1表示子網(wǎng)劃分舉例

采用子網(wǎng)地址結(jié)構(gòu)后，3個物理網(wǎng)段可以在同一個C類地址中進行IP地址分配，大大地提高了地址的利用率。

子網(wǎng)地址1=0012/27

3

4

5

6

子網(wǎng)地址2=0104/27

5

6

7

7子網(wǎng)地址3=0116/27

8

9路由器不進行子網(wǎng)劃分網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)一個B類地址表示的一個網(wǎng)段能容納65000個主機地址

進行劃分子網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)IP地址總結(jié)10101100000100001010000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921161722160IP地址總結(jié)1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212161722160IP地址總結(jié)1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst123161722160IP地址總結(jié)101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234161722160IP地址總結(jié)10101100111111110001000011111111111111111010000011000000100000000000001010111111HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345161722160IP地址總結(jié)1010110011111111000100001111111111111111101000001100000010000000000000101011111110000001HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123456161722160IP地址總結(jié)101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010101111111000000110111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234567161722160IP地址總結(jié)101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345678161722160WAN上海北京合肥WAN上海網(wǎng)絡號相同,所以錯誤北京合肥掩碼：掩碼：掩碼：掩碼：網(wǎng)絡號都是原IP：11001010.10100010.00000000.00000000原掩碼：11111111.11111111.11111111.00000000現(xiàn)IP：

11001010.10100010.00000000.00000000現(xiàn)掩碼：11111111.11111111.11111111.11100000即掩碼：24子網(wǎng)號不能全為0和全為111001010.10100010.00000000.0000000011001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.0100000011001010.10100010.00000000.0110000011001010.10100010.00000000.1000000011001010.10100010.00000000.1010000011001010.10100010.00000000.1100000011001010.10100010.00000000.11100000子網(wǎng)地址范圍11001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.0010000111001010.10100010.00000000.00111110第一個IP最后的IP即：3第一子網(wǎng)即：2子網(wǎng)地址范圍11001010.10100010.00000000.0010000011001010.10100010.00000000.01000001110010