1、第三節(jié) IPV4地址,3.1,二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換,IPV4地址,IP地址相關(guān)計(jì)算,27 26 25 24 23 22 21 20,二/十進(jìn)制換算基礎(chǔ),二進(jìn)制轉(zhuǎn)化十進(jìn)制,將一個 8 位數(shù)從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制: 1、如果第八個位等于 1，則向總數(shù)增加 128。 2、如果第七個位等于 1，則向總數(shù)增加 64。 3、如果第六個位等于 1，則向總數(shù)增加 32。 4、如果第五個位等于 1，則向總數(shù)增加 16。 5、如果第四個位等于 1，則向總數(shù)增加 8。 6、如果第三個位等于 1，則向總數(shù)增加 4。 7、如果第二個位等于 1，則向總數(shù)增加 2。 8、如果第一個位等于 1，則向總數(shù)增加 1。,二進(jìn)制轉(zhuǎn)

2、化十進(jìn)制,將8 位二進(jìn)制數(shù) 10111001轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)： 1、第八個位等于 1，向總數(shù)增加 128?？倲?shù)現(xiàn)在是 128。 2、第六個位等于 1，向總數(shù)增加 32。總數(shù)現(xiàn)在是 160。 3、第五個位等于 1，向總數(shù)增加 16。總數(shù)現(xiàn)在是 176。 4、第四個位等于 1。向總數(shù)增加 8?？倲?shù)現(xiàn)在是 184。 5、第一個位等于 1。向總數(shù)增加 1。總數(shù)現(xiàn)在是 185。 或表示為：2725242320185 這樣，二進(jìn)制數(shù) 10111001 就是十進(jìn)制數(shù) 185。,十進(jìn)制轉(zhuǎn)化二進(jìn)制,十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)規(guī)則： 把十進(jìn)制數(shù)用2一次次去除，直至商為0，將得到的余數(shù)從最后一次得到的余數(shù)依次讀起即得，即

3、“除2取余”。 按照“除2取余”獲得二進(jìn)制數(shù)位數(shù)不滿8位，那么高位自動取0補(bǔ)充完整即可；,二/十進(jìn)制換算,1、按照“除2取余”規(guī)則得到的二進(jìn)制數(shù)為10001101； 2、該二進(jìn)制數(shù)10001101已經(jīng)是8位，所以不再需要以0補(bǔ)充高位。 所以十進(jìn)制數(shù)141轉(zhuǎn)換位二進(jìn)制數(shù)結(jié)果為： 10001101,3.2,二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換,IP地址相關(guān)計(jì)算,IPV4地址,在IPv4系統(tǒng)中，IP地址是一個32位的二進(jìn)制地址 如：11001010011100101100111011001010 為便于記憶，將其劃為4組，每組8位，由小數(shù)點(diǎn)分開，用四個字節(jié)來表示。 如：11001010.01110010.110

4、01110.11001010 用點(diǎn)分開的每個字節(jié)的數(shù)值范圍是0-255， 如： 202.114.206.202,IPv4地址表示,IPv4地址結(jié)構(gòu),IPv4的IP地址包括兩個部分：NETID和HOSTID, NETID標(biāo)識一個網(wǎng)絡(luò). HOSTID標(biāo)識在該網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。 IP地址格式：NetID + HostID 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(NetID)：表示主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)； 主機(jī)標(biāo)識(HostID)：表示主機(jī)在網(wǎng)段中的唯一標(biāo)識。,NET ID,HostID,IPv4 A類地址,A 類網(wǎng)絡(luò) ID 被分配給擁有大量主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的前綴長度只有 8 位。 剩余的 24 位可用來標(biāo)識多達(dá) 16,77

5、7,214 個主機(jī) ID。 這個較短的前綴長度將把可接受 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量限制為 126 個。,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,IPv4 A類地址,0 0 0 0 0 0 0 0,0 1 1 1 1 1 1 1,第一，A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的高序位總是設(shè)置為 0，此約定將 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的數(shù)量從 256 個減少到 128 個。 第二，首八位設(shè)置成 00000000 的地址是不能被分配的，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了被保留的網(wǎng)絡(luò) ID。 第三，首八位設(shè)置成 01111111（十進(jìn)制的 127）地址是不能被分配的，因?yàn)槭菫榄h(huán)回地址保留的。 所以，后面兩個約定將 A 類網(wǎng)絡(luò) ID 的數(shù)量從 128 個減少到

6、126 個。,A類地址范圍(1.0.0.0到126.255.255.255),0,127,0,255,255,255,0,0,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,IPv4 B類地址,B 類網(wǎng)絡(luò) ID 被分配給中型和大型網(wǎng)絡(luò)。 用 14 位表示 B 類網(wǎng)絡(luò) ID，用 16 位表示主機(jī) ID。 可以將 B 類地址分配給 16,384 個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可以有 65,534 個主機(jī)。,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,B類地址(128.1.0.0-191.254.255.255),IPv4 C類地址,C 類地址被分配給小型網(wǎng)絡(luò)。 C 類地址的三個高序位總是設(shè)置為 110，前 24 位中剩余21位指定特定的網(wǎng)絡(luò)，后 8 位指

7、定了特定的主機(jī)。 可以將 C 類地址分配給 2,097,152 個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可以有 254 個主機(jī)。,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,C類地址 (192.0.1.0-223.255.255.255),D類地址 (224.0.0.0-239.255.255.255),IPv4 D類地址,D 類地址是為 IPv4 多播地址保留 D 類地址的四個高序位總是設(shè)置為 1110 D 類地址的地址范圍是224.0.0.0-239.255.255.255,0,255,255,255,0,0,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,10.0.0.0-10.255.255.255 1個A類地址； 172.16.0.0-172.31.

8、255.255 16個連續(xù)的B類地址； 192.168.0.0-192.168.255.255 256個連續(xù)的C類地址。,IPv4私有IP地址,RFC1918定義全局IP地址/專用IP地址 全局IP地址：用于因特網(wǎng)公共主機(jī)； 專用IP地址：僅用于組織的專用網(wǎng)內(nèi)部本地主機(jī)。,網(wǎng)絡(luò)掩碼,網(wǎng)絡(luò)掩碼 作用： 1 、標(biāo)識一個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號范圍 結(jié)構(gòu)： 掩碼長度32bit，由一串1和緊隨的一串0組成。1對應(yīng)于IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號（子網(wǎng)號），0對應(yīng)于IP地址中的主機(jī)號。,A類地址掩碼,B類地址掩碼,C類地址掩碼,有類網(wǎng)絡(luò)地址面臨的問題,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,C 類地址,每個C類網(wǎng)絡(luò)擁有主機(jī)數(shù)目：28-2=

9、254,1、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)目少于254臺時，則浪費(fèi)254-N個ip地址空間（N為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機(jī)數(shù)量）,2、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)目多于254臺時，則IP地址不夠使用。,3、c類空間不夠時，則只能分配B類網(wǎng)絡(luò)IP給主機(jī)使用，類似于第1種情況的計(jì)算，有可能浪費(fèi)空間更大:浪費(fèi)216-N。,子網(wǎng)劃分,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,子網(wǎng)化C 類地址,子網(wǎng)ID位,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,C 類地址,子網(wǎng)掩碼,C 類網(wǎng)絡(luò)掩碼,通過縮短主機(jī)空間位數(shù)，從而減小了容納主機(jī)數(shù)量，達(dá)到減小地址空間的浪費(fèi)， 并且使網(wǎng)絡(luò)的劃分更靈活。,超網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,子網(wǎng)化C 類地址,網(wǎng)絡(luò)ID位,主機(jī)ID位,C 類地址,子網(wǎng)掩碼,C 類網(wǎng)絡(luò)

10、掩碼,通過增加主機(jī)空間位數(shù)，從而增加了容納主機(jī)的數(shù)量，這樣即容納了更多的主機(jī)數(shù)量，并且使網(wǎng)絡(luò)的劃分也靈活了。,3.3,二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換,有類別IPV4地址,IP地址相關(guān)計(jì)算,邏輯與運(yùn)算,公式： H=2N-2 H：可用ip數(shù)量 N：主機(jī)位數(shù) 減2是因?yàn)槿?主機(jī)位與網(wǎng)絡(luò)號重復(fù)不可能，而主機(jī)位為全1時，定義為網(wǎng)絡(luò)廣播地址也不可用。,IP相關(guān)的計(jì)算1,確定ip所在的網(wǎng)段 1、十進(jìn)制IP與掩碼，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后進(jìn)行邏輯與操作，得出的結(jié)果即為網(wǎng)段號。,判斷IP是否屬于同一網(wǎng)段 1、把十進(jìn)制IP與掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后進(jìn)行邏輯與操作，得出的結(jié)果即為網(wǎng)段號。 2、如果得出的網(wǎng)段號相同，則為同一網(wǎng)段，

11、否則為不同網(wǎng)段IP，不同網(wǎng)段IP間通信，需要有路由功能的設(shè)備參與。,計(jì)算IP的網(wǎng)段號,方法： 使用給定的掩碼與IP地址進(jìn)行邏輯與操作，計(jì)算的結(jié)果就這IP地址的網(wǎng)絡(luò)號。,11001010 01110010 11001110 11001010,網(wǎng)絡(luò)號：202.114.206.0,掩碼 ： 255.255.255.0,11111111 11111111 11111111 00000000,地址：202.114.206.202,11001010 01110010 11001110 00000000,邏輯與,結(jié)果,判斷主機(jī)是否在同一網(wǎng)網(wǎng),10101100 00010000 00011110 011001

12、00,網(wǎng)絡(luò)號：172.16.0.0,子網(wǎng)掩碼 :255.255.192.0,11111111 11111111 11000000 00000000,IP地址：172.16.30.100,10101100 00010000 00000000 00000000,邏輯與,結(jié)果,10101100 00010000 00010100 01100100,網(wǎng)絡(luò)號：172.16.0.0,子網(wǎng)掩碼 :255.255.192.0,IP地址：172.16.20.100,邏輯與,結(jié)果,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 00000000 0000

13、0000,10101100 00010000 00011110 01100100,網(wǎng)絡(luò)號：172.16.0.0,子網(wǎng)掩碼 :255.255.192.0,11111111 11111111 11000000 00000000,IP地址：172.16.30.100,10101100 00010000 00000000 00000000,邏輯與,結(jié)果,10101100 00010000 01010000 01100100,網(wǎng)絡(luò)號：172.16.64.0,子網(wǎng)掩碼 :255.255.192.0,IP地址：172.16.80.100,邏輯與,結(jié)果,11111111 11111111 11000000 0

14、0000000,10101100 00010000 01000000 00000000,判斷主機(jī)是否在同一網(wǎng)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)IP劃分實(shí)例,40臺主機(jī),180臺主機(jī),400臺主機(jī),盡可能做到IP地址的最小浪費(fèi)，而且要滿足現(xiàn)有IP地址需求。,IP地址的使用,當(dāng)給網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)上的設(shè)備分配地址時，有一些地址是不能使用的。在網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)中，我們保留了兩個地址用來唯一識別兩個特殊功能。第一個保留地址是網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)地址。網(wǎng)絡(luò)地址包括網(wǎng)絡(luò)號以及全部填充二進(jìn)制0的主機(jī)域。2 0 0 . 1 . 1 . 0、1 5 3 . 8 8 . 0 . 0和1 0 . 0 . 0 . 0都是網(wǎng)絡(luò)地址。這些地址用于識別網(wǎng)絡(luò)，不能分配給一個

15、設(shè)備。 另一個保留地址是廣播地址。當(dāng)使用這個地址時，網(wǎng)上的所有設(shè)備都會收到廣播信息。網(wǎng)絡(luò)廣播地址是由網(wǎng)絡(luò)號以及隨后全二進(jìn)制1的主機(jī)域組成。下面的例子是一些網(wǎng)絡(luò)廣播地址：2 0 0 . 1 . 1 . 2 5 5、1 3 5 . 8 8 . 2 5 5 . 2 5 5、1 0 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5。由于這個地址是針對所有設(shè)備的，所以它不能用在單個設(shè)備上。,Ip地址有效使用方法,1. CIDR技術(shù) 無類域間路由（ Classless Inter Domain Routing：C I D R）是在1 9 9 3年9月提出的，并公布在RFC 1517、RFC 1518和RFC

16、 1519文檔中。使用這種技術(shù)可以減緩路由表的增長，并可通過減少分配的“顆粒”大小來減少I P地址的浪費(fèi)?，F(xiàn)在可以給一個組織分配任意數(shù)量地址，而不必要分配整個A類網(wǎng)絡(luò)、B類網(wǎng)絡(luò)或C類網(wǎng)絡(luò)。（一般來說，分配地址的數(shù)量是2的多少次方，而C I D R技術(shù)的最大好處是在實(shí)際分配地址時，可分配任意數(shù)量。）例如，如果你的網(wǎng)絡(luò)需要3 000 個地址，只分配一個C類網(wǎng)絡(luò)（ 2 5 6個地址）是不夠的。如果分配一個B類網(wǎng)絡(luò)（ 65 536個地址），那將會有62 000多個地址被浪費(fèi)掉！使用C I D R技術(shù)，可分配一個4 096個地址的塊- - - -等價于1 6個C類網(wǎng)絡(luò)（ C I D R的描述是/ 2 0

17、），這塊地址將會能夠滿足你的地址需求，并允許擴(kuò)展，有效使用全球唯一地址。 2. VLSM 變長子網(wǎng)掩碼（ Variable-Length Subnet Mask：V L S M）是一種通過減少每個子網(wǎng)的掩碼長度來節(jié)省I P地址的技術(shù)。子網(wǎng)需求多少地址掩碼就應(yīng)該提供多少地址。如果需要的地址少，則掩碼也應(yīng)不同。這種技術(shù)的主要思想是為每個子網(wǎng)分配“合適的地址數(shù)量”。許多組織使用點(diǎn)對點(diǎn)的WA N鏈接。一般來說，這些鏈接包含著一個子網(wǎng)，但僅需要2個地址。第2章的子網(wǎng)劃分表說明，這些子網(wǎng)使用的最適當(dāng)?shù)难诖a是2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 2。如果一個典型的L A N擁有幾十臺主機(jī)，并且在同一個子網(wǎng)中，則這個掩碼將永遠(yuǎn)不會被使用。如果使用支持V L S M的路由協(xié)議，則會更有效地使用地址塊。 3. 私有地址 節(jié)約全球唯一（公共） I P地址最有效的策略是根本不使用這些地址。如果企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用的是T C P / I P協(xié)議，但不與全球I n t e r n e t上的主機(jī)進(jìn)行通信，那么就沒有必要使用這些公共的I P地址了。I n t e