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第六章(2)IP地址IP地址Internet上主机的唯一标识固定长度:四个字节网络部分和主机部分组合Internet的地址问题符号地址:便于人识别逻辑数字地址:便于计算机识别物理地址:链路数据寻址IP编址思想1编址网络号+主机号寻址源网络和中间网络只处理地址的网络号部分目的网络处理主机号部分网络组织结构一个网号对应一个“子网”子网内可能有成群的主机网号=1网号=2网号=3网号=4网号=5Net=1.0Net=3.0Net=2.0Net=4.0Net=5.0From:Net-1,Host-xTo:Net-5,Host-y用整数(32bit)作为机器的通用标识符整数IP地址,便于计算机处理地址个数大于40亿个结合互联网络的实际情况多个网络通过网关互连起来大型网络少而站点数多小型网络多而站点数少中型网络两者居中32bit可用【网络号,主机号】两部分等效表示网络号占nbit,主机号占32-nbit与网络情况正好匹配大型网络:网络号占用bit数少,主机号占有bit数多小型网络:网络号占用bit数多,主机号占用bit数少IP编址思想2物理网络用网络号来关联站点用主机号来关联Where、whoWhere:在某个网络中Who:网络中的一个站点IP编址思想3对地址空间的划分和地址分类A类:占1/2,用24bit作主机号,7bit网络号B类:占1/4,用16bit作主机号,14bit网络号C类:占1/8,用8bit作主机号,21bit网络号D类:占1/16,作组播地址E类:占1/16,保留未用每个【网络号,主机号】都是全局唯一的A类B类C类D类E类IP编址思想4任何一个站点,属于其中的某个网络中站点在某个网络中用主机号唯一确定[网络号,主机号]唯一标识了一台主机一台主机是否唯一的用[网络号,主机号]标识?网号=1网号=2网号=3网号=4网号=5Net=1.0Net=3.0Net=2.0Net=4.0Net=5.0123HostAddr=2.1,2.2,2.3IP编址示意图点分十进制助记法:不用一个32bit大整数,而是分为4个8bit,用十进制表示,中间加点隔开:B0.B1.B2.B30网络号主机号1网络号主机号01网络号主机号101组播地址1101保留111Bit位A类B类C类D类E类B0B1B2B3B0·B1·B2·B3分类IP地址格式A类地址适应于大型网络共有27=127个A类地址每个A类网有224(约1700万)个主机地址地址范围0.0.0.0~126.255.255.25500000000xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx00000001xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx01111110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx0.0.0.0~0.255.255.2551.0.0.0~1.255.255.255126.0.0.0~126.255.255.2550.0.X.X、127.X.X.X作其它用途A类地址B类地址适应于大型网络共有214=16384个B类地址每个B类网络有216=65536个主机地址地址范围128.0.0.0~191.255.255.255000000000000000xxxxxxxxxxxxxxxx1000000000000001xxxxxxxxxxxxxxxx1011111111111111xxxxxxxxxxxxxxxx1128.0.0.0~128.0.255.255128.1.0.0~128.1.255.255191.255.0.0~191.255.255.255B类地址C类地址适应于小型网络共有221(约209万)个C类地址每个C类网络有256个主机地址这样的网络最多地址范围192.0.0.0~223.255.255.2550000000000000000000000xxxxxxxx1192.0.0.0~192.0.0.255192.0.1.0~192.0.1.255223.255.255.0~223.255.255.25510000000000000000000001xxxxxxxx110111111111111111111111xxxxxxxx11C类地址D类地址用于Multicast共有228(26843万)个不同的Group地址D类地址不再分类使用地址范围224.0.0.0~239.255.255.2551111111110000000000000000000000000000000XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1111111111111111111111111111224.0.0.0239.255.255.255D类地址互连网的结构若干子网经网关互连起来的网状结构子网的编址每个子网分配一个唯一的网络号该子网也可称为一个IP网络主机的编址所有要进行IP通信的站点,都应分配唯一主机号对网关的编址网关也是该网络的一个站点(需分配主机号)编址规则在任何场合都使用32bit进行寻址子网内、子网间都用32bit的IP地址基本寻址方法:若目的IP与发送站IP的网络号相同使用物理网直接送达目的站否则把报文递交给一个网关(进行中继)寻址规则要求的编址方法网络号相同的IP站点,都应安排在同一个物理网中那么,网络号不同的IP站点,能否安排在一个物理网中呢?基本寻址规则用一个C类地址200.6.8.x为以太网编址共有256个IP地址物理网:以太网中一个广播域可看成是一个物理网与以太网的结构无关(VLAN除外)地址分配:每个站点分配一个IP地址(网关也是该网络的站点)总线、HUB、网桥、交换机不需要分配IP地址网关:分配200.6.8.1200.6.8.x200.6.8.2200.6.8.11200.6.8.3EthernetSwitch200.6.8.12200.6.8.15200.6.8.13EthernetSwitchR200.6.8.1例:编址所有目的IP地址为200.6.8.x形式的报文,都通过以太网直接送这样的站点都应该在以太网上所有目的IP地址与200.6.8.x不同的报文,都交给200.6.8.1处理这样的站点肯定不在该以太网中需要把网关地址200.6.8.1明确地告诉每一个站点例:寻址私有网络地址10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255全0全0hostidnetid全0netid全1全1127任意本主机本网络主机代表某个网络netid网内广播回环本地网广播特殊IP0.0.0.0本机地址255.255.255.255受限广播地址本地网上广播【0,主机号】指明本网上的某主机无盘站启动:广播(源=0.0.0.0,目的=255.255.255.255,内容=我的IP地址是多少?)特殊IP地址1【网络号,0】标识一个网络(称:网络地址)11.0.0.0=11号的A类网,200.6.8.0=200.6.8号C类网【网络号,全1】子网广播地址既可用于本子网上的广播也可用于向远地的子网发送广播每个网络,固定占用了两个地址一个主机号全0,一个是主机号全1子网广播11.0.0.0200.6.8.0特殊IP地址2环回地址每个IP站点都配置了一个虚拟的抽象网络接口:环回接口,地址为127.x.x.x作用:任何送到127.x.x.x的报文,都直接返回用途:站点内用TCP/IP来实现进程间的通信协议栈的测试实验:ping127.1.1.1和127.200.0.3,结果如何?IP层环回接口特殊IP地址3主机从一个网络移动到另一个网络时,必须改变IP地址(因地址中包含了网络号)目前移动IP的主要障碍发送到多地址主机的分组传输路径,依赖于使用的目的IP地址(指定目的接口而不是目的主机)。I2到I3肯定要经过路由器(尽管从I5直接可达)为何从I4去而不从I5去?网络1网络2RI1I4I2I5I3ABI3IP地址的缺陷知识点回顾IP通信规则:目的IP与发送IP网络号相同?目的IP与发送IP网络号不同?特殊IP:IP地址全0指什么?具体应用?网络号全0,主机号指定网络号指定,主机号全0网络号指定,主机号全1127.X.X.X私有网络:A类:B类:C类:如果本机TCP/IP协议安装无问题,请问执行下列命令后结果如何?1)Ping127.0.0.12)Ping127.0.0.03)Ping127.255.255.2554)Ping127.23.23.23物理网直接送达目的站由网关转发(中继)表示本主机,典型应用:无盘工作站表示本网络主机表示某个网络表示指定网络内广播用于回环测试,测试TCP/IP协议1个10.0.0.016个172.16.0.0—172.31.0.0256个192.168.0.0—192.168.255.0通不通不通通IP地址分A、B、C,带来组网的不便如:超过254台主机的网络或者采用B类地址,地址浪费或者采用两个C类地址,但必须增加一个网关一个B类网,要划分成若干小网全部更换成另外的C类地址A、B类网很难用一个物理网支撑数目多的站点A、B类网没有现实意义无类IP地址思想IP地址由IETF权威机构分配已分配地址:A类、B类地址已分完只剩下少量C类地址地址使用情况一方面:地址浪费极大(A、B类)另一方面:地址极度匮乏(C类)改善方法有类地址无类地址地址复用:内部地址+NAT等IP地址分配情况既可灵活编址,又不影响原有体制无类地址CIDR(ClasslessInter-DomainRoute)保持【网络号,主机号】格式保证总bit数为32条件下,改变网络号和主机号占用的bit数,达到增大或减小IP网络规模、又不浪费IP地址的目的如:100个站点的网络,可只用半个C另外半个C可组建另外的一个网无类地址思想2006800000000011111111000000011111111R0~127128~2550127128255半个C的网给一个32bit整数,称为掩码,用于确定IP地址中的网络号和主机号,仍用点分十进制表示该掩码要让该网络中的所有站点都知道确定网络地址方法网络地址=IP&mask(按bit相与)如上述半C的网200.6.8.0~127&255.255.255.128=200.6.8.0200.6.8.128~255&255.255.255.128=200.6.8.128得到两个不同的网络地址表示两个IP网络IPmaskMask=255.255.255.128即用前25bit来表示网络号7bit表示主机号,只能有128个IP地址一个C自然分成了两半,网络地址也不同了网关也应知道该mask,所以它能区分这两个网络,为他们的通信进行中继网络地址=200.6.8.0mask=255.255.255.128网络地址=200.6.8.128mask=255.255.255.128R11111111111111111111111110000000Mask=255.255.255.1280~127128~255255255255128半个C网的mask表示点分十进制表示11111111111111111111111100000000255.255.255.011111111111111111111111110000000255.255.255.12811111111111111111111111000000000255.255.254.0掩码长度表示:通常掩码前部为1,后部为0,可直接用1的个数来表示:/掩码长度上例分别表示为:/24,/25,/23上页的图可表示成:200.6.8.0/25200.6.
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