Discovery_Home_SB_Chapter_5_CN

思科网络技术学院理事会.内容索引5.1IP地址和子网掩码5.2IP地址的类型5.3获取IP地址的方式5.4地址管理3思科网络技术学院理事会.地址的用途IP地址是用于标识特定主机的逻辑网址。为了与Internet上的其它设备进行通信，它必须唯一。IP地址将分配给连接到主机上的网络接口卡(NIC)。具有网络接口的最终用户设备包括工作站、服务器、网络打印机和IP电话等。某些服务器可以有多块网卡，其中每块网卡都有各自的IP地址。协助IP网络连接的路由器接口也需具有IP地址。通过Internet发送的每个数据包都有源IP地址和目的IP地址。网络设备必须了解这些参数，才能确保信息到达目的设备，并确保所有应答都能返回源设备。参见电子版教材动画5.1.1.14思科网络技术学院理事会.地址结构IP地址就是32个二进制位的数字串。二进制IP地址非常难于阅读。为此，人们以8个位为一组，将这32个位划分为四个八位字节，称为点分十进制记法。5思科网络技术学院理事会.地址结构7思科网络技术学院理事会.地址和子网掩码的交互方式与IP地址一样，子网掩码的长度也是32位。子网掩码从左至右依次与IP地址逐位对比。子网掩码中的1代表网络部分；而0则代表主机部分。9思科网络技术学院理事会.地址和子网掩码的交互方式当主机发送数据包时，会拿子网掩码与自身IP地址和目的IP地址进行比较。如果网络部分的各个位相符，表示源主机和目的主机位于同一网络中，因此数据包只需在本地传送。如果不相符，则发送方主机会将数据包转发到本地路由器接口，再由其转发到其它网络。10思科网络技术学院理事会.地址和子网掩码的交互方式家庭和小型企业网络最常见的子网掩码是：255.0.0.0（8位）255.255.0.0（16位）255.255.255.0（24位）子网掩码–255.255.255.0（十进制）–11111111.11111111.1111111.00000000（二进制）使用24位标识网络号码，剩下8位用于对网络中的主机进行编号。11思科网络技术学院理事会.地址和子网掩码的交互方式要计算该网络中可以存在的主机数量，可以2为底，以主机的位数为指数并求幂(28=256)。必须从结果数字中减去2（256-2）。减2的原因在于主机部分全部为1的IP地址是该网络的广播地址，不能分配给具体的主机。主机部分全部为0则代表网络ID，同样不能分配给具体的主机。12思科网络技术学院理事会.地址类和默认子网掩码IP地址划分为5类。A类、B类和C类是商业类地址，可分配给主机。D类保留供组播使用，而E类则用于实验用途。C类地址使用三个八位字节表示网络部分，一个表示主机。默认子网掩码为24位(255.255.255.0)。C类地址通常分配给小型网络。B类地址使用两个八位字节代表网络部分，另两个代表主机。默认子网掩码为16位(255.255.0.0)。这些地址一般用于中型网络。A类地址仅以一个八位字节代表网络部分，其余三个代表主机。默认子网掩码为8位(255.0.0.0)。这些地址一般分配给大型组织。13思科网络技术学院理事会.地址类和默认子网掩码15思科网络技术学院理事会.公有和私有地址有限，因此存在IP地址分配殆尽的风险。解决此问题的一个办法是保留一些私有地址，仅供组织在内部使用。这样，组织内部的主机无需唯一的公有IP地址就能够相互通信。RFC1918标准在A、B和C类每个类别中都保留数个地址范围。如表所示，这些私有地址范围包含一个A类网络、16个B类网络和256个C类网络。这为网络管理员分配内部地址提供了极大的灵活性。16思科网络技术学院理事会.公有和私有地址只要组织中的主机不与Internet直接连接，这些主机就可以在内部使用私有地址。因此，多个组织可以使用相同的私有地址集。私有地址不能在Internet上路由，因此会被ISP的路由器阻挡。由于私有地址只在本地网络中可见，外部人员无法直接访问私有IP地址，因此使用它们可以作为一种安全措施。还有一些私有地址可用于进行设备的诊断测试。此类私有地址称为环回地址。A类127.0.0.0网络就是保留用作环回地址的参见电子版教材动画5.2.2.218思科网络技术学院理事会.单播、广播和组播地址单播19思科网络技术学院理事会.单播、广播和组播地址广播20思科网络技术学院理事会.单播、广播和组播地址组播21思科网络技术学院理事会.配置DHCP当主机被配置为DHCP客户端时，要从位于本地网络中或ISP处的DHCP服务器获取这些信息。DHCP服务器配置有一个IP地址范围，或称IP地址池，这些地址可用来分配给DHCP客户端。23思科网络技术学院理事会.PacketTracer练习：将设备配置为DHCP服务器并指定IP地址范围。配置DHCP客户端并检验DHCP配置。参见电子版PT实验5.3.3.324思科网络技术学院理事会.网络边界和地址空间本地路由器接口的IP地址作为主机的默认网关既可静态设定，也可通过DHCP设定通常将集成路由器设置为DHCP服务器。25思科网络技术学院理事会.地址分配主机可以通过几种方式连接到ISP和Internet。主机应配置公有地址还是私有地址取决于其连接方式。27思科网络技术学院理事会.网络地址转换集成路由器从ISP接收公有地址，这使它能够通过Internet发送和接收数据包。另一方面，它又为本地网络客户端提供私有地址。由于Internet上不允许使用私有地址，因此需要通过某种过程将私有地址转换为唯一的公有地址，本地客户端才能在Internet上通信。用于将私有地址转换为可路由Internet地址的过程称为网络地址转换(NAT)。借助NAT可将私有（本地）源IP地址转换为公有（全局）地址。传入数据包的过程与之相反。通过NAT，集成路由器将多个内部IP地址转换为同一公有地址。参见电子版教材动画5.4.3.128思科网络技术学院理事会.网络地址转换PacketTracer练习：将一台多功能设备配置为DHCP服务器并配置要接收IP配置的客户端。检验公有地址和私有地址的配置。参见电子版PT实验5.4.3.229思科网络技术学院理事会.