5.3 网络技术运用基础――IP地址与子网掩码

5.3网络技术应用基础——IP地址与子网掩码一、什么是IP地址？IP地址：IP地址是在IP网络中区分不同主机的唯一标识，它与计算机的关系就象电话号码与电话号码关系一样，同一网络中不允许同时有两台主机的IP地址相同。IP地址构成：四段8位二进制数中间用点隔开，每段的最大值为(11111111)2，最小值为(00000000)2。为了与人们的数字习惯相符，在书写时一般换算为人们所熟悉的十进制表示，即每段最大值为255，最小值为0，如：11000000.10101000.00000000.00000001192.168.0.1机内表示：书写方法：十六进制：C0.A8.00.01二、IP地址的组成理论上，IP地址可以从0.0.0.0开始编号直至255.255.255.255，每段IP地址的取值范围为0—255,理论上他含有4294967296（四十二亿九千四百九十六万七千二百九十六）地址。但在实际应用当中，可用地址远远少于这个数，主要是因为一些特殊的IP地址和特殊号段不有特殊的用途而无法使用。特殊的IP地址如下表：网络号主机号地址类型用途全“0”所有网络路由器用于指定默认路由全“1”广播地址本网段所有节点127Any回环地址回路测试Any全“0”网络地址代表一个网段Any全“1”广播地址指定网段的所有节点0任意网络主机0.0.0.34将访问本网络中结点为34的主机特殊IP地址表三、IP地址的使用规则在实际应用当中，为了便于管理及构造网络，我们把IP地址做了以下处理：1.把所有IP分为A、B、C、D、E五类（详见下页）2.为了方便使用，把每类地址分为公有地址和私有地址两类：公有地址（Publicaddress）由InterNIC（InternetNetworkInformationCenter因特网信息中心）负责发放，通过它直接访问因特网；私有地址（Privateaddress）属于非注册地址，专供为组织机构内部使用。以下列出留用的内部私有地址：⑴A类:10.0.0.0--10.255.255.255⑵B类:172.16.0.0--172.31.255.255⑶C类:192.168.0.0--192.168.255.2553.把每个IP地址分为两个部分，即网络地址和主机地址：⑴网络地址：网络地址可在互联网中把在同一物理子网上的所有计算机与其他网络设备区分开来（就不同的城市的电话用长途区号区分开来一样）⑵主机地址：在一个具有特定网络地址中代表一台计算机或设备地址，又叫主机号（就象每一个城市内的不同电话号码一样）通信规则:以此构造的网络的通信规则是：同在一个网络号中的主机不用路由可以直接通信,不在同一个网络号中的主机需通过路由才能通信（就像同一城市之内的电话互拔不需要加拔区号，而不同城市之间的电话互拔需要加拔区号一样）A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机1—126224-2=16,777,214D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多广播224—239E类11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240—255B类网络主机10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534C类网络主机110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254四、IP地址的分类五、子网掩码子网掩码：它是一种用来指明一个IP地址的哪些位是网络标识，哪些位是主机标识。子网掩码也是一个32位地址，可以说是一种“特殊的IP地址”，但标准的说法是“扩展的网络前缀码”。子网掩码为1的部分代表网络号，掩码为0的部分代表主机号。默认子网掩码（网络号全1，主机号全0）：00000000111111110000000000000000025500A类：255.0.0.0111111111111111100000000111111112552550255C类：255.255.255.01111111111111111000000000000000025525500B类：255.255.0.01、引入子网掩码的意义提高IP使用效率：例如：三个LAN，主机数为20，25，48，均少于C类地址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C类IP地址显然有点浪费。扩展网络:如果你的网络达到了物理限制，可以通过增加路由器并创建子网来扩展网络，以连接更多的主机，增加网上的用户。隔离网络问题:通过将大网隔离成小网，你可以限制子网对其它网络的影响。有利于网络管理员对网络的管理:提高网络的安全性。给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏，不易管理。2、子网编码地址结构32Bits主机ID网络ID子网ID网络ID扩展子网后的网络ID主机ID将主机号进一步划分为子网号和主机号通过子网掩码来区分地址的网络号和主机号注：在有子网的网络中，IP地址由以下三部分组成：网络地址子网地址主机地址例1：将202.10.13.4主机所在的网络划分为每个子网50台机器的小规模网络，请问子网掩码是多少？解：计算50台机器用多少位二进制代码表示:50D＝110010B…………6位(n=6)所以在前26位表示网络号，则子网掩码可以为：11111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.192小知识：在单位换算中，为了区分不同的进制，一般用字母来表示：二进制（BIN）用字母B表示；八进制（OCT）用字母O表示十进制（DEC）用字母D表示；十六进制（HEX）用字母H表示⑴利用主机数来计算计算方法：1)将主机数目转化为二进制来表示2)则取得该主机的二进制位数n。3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为0，即为子网掩码值。所以每个子网为50台机器的子网掩码为：255.255.255.1923、子网掩码的设置解：1)700D=1010111100N…………n=102)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.2553)然后再从后向前将后10位置0,即为：11111111.11111111.11111100.000000004)将以上转换为十进制，即得255.255.252.0。5）所以欲将B类IP地址168.195.0.0划分成主机为700台的子网掩码即为255.255.252.0。3、子网掩码的设置⑴利用主机数来计算例2：如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台的网络，请问子网掩码是多少？例3：将一B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网，子网掩码是多少？解：1)将需要划分成的子网数27个转为二进制：27D＝11011B…………n=52)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1：11111111.11111111.11111000.00000000255.255.248.03)所以欲将B类IP地址168.195.0.0划分为27个子网的子网掩码即为：255.255.248.0。3、子网掩码的设置计算机方法：1)将子网数目转化为二进制来表示2)取得该二进制的位数，为n3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。2、利用子网数来计算例4：某台主机的IP地址是：201.222.5.121，子网掩码：255.255.255.248。求：1）该主机所在网络地址是多少？2）该子网的广播地址是多少？3）该子网的主机IP范围？4）该子网的主机数是多少？4、子网掩码与IP的关系计算方法：1）将IP地址和子网掩码轮换为二进制数2）IP地址和子网掩码进行AND运算，结果是网络地址3）将网络地址中的网络号部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址4）地址范围：网络号＋1＝第1个主机地址广播号－1＝最后1个主机地址5）主机数＝2的二进制的主机号位数次方－2注：AND运算法则：1与1=1,1与0=0,0与1=0,0与0=0,即当对应位均为1时结果为1，其余为0。4、子网掩码与IP的关系解：⑴首先，将IP地址和子网掩码轮换为二进制数：201.222.5.121D→11001001.11011110.00000101.01111001B255.255.255.248D→11111111.11111111.11111111.11111000B其次，将IP地址和子网掩码进行AND（与）运算，结果是网络地址：11001001.11011110.00000101.0111100111111111.11111111.11111111.11111000∧11001001.11011110.00000101.01111000最后，将其转换为十进制：201.222.5.120故：该主机所在的网络地址是201.222.5.120⑵将网络地址中的网络号部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址:即：11001001.11011110.00000101.0111100011001001.11011110.00000101.01111111最后，将其转换为十进制：201.222.5.127故：该主机所在的广播地址是201.222.5.127⑶地址范围：网络号＋1＝第1个主机地址广播号－1＝最后1个主机地址所以其范围为201.222.5.121——201.222.5.126⑷主机数：主机数＝2的二进制的主机号位数次方－211111111.11111111.11111111.11111000主机号所以主机数=23-2=8-2=6故：该子网可用主机数为64、子网掩码与IP的关系5、IP地址与子网例5：某公司内部网络的子网掩码255.255.255.48，请判断以下两台主机的IP地址属于同一子网中的是（）。（多选）A、192.168.1.56和192.168.1.49B、192.168.1.25和192.168.168.133C、192.168.1.50和192.168.1.52D、192.168.1.25和192.168.1.133计算方法：1）分别将IP地址和子网掩码转换为二进制数。2）将IP地址和子网掩码进行AND运算，结果相同的属于同一子网，结果相异的属于非同一子网。注：AND运算法则：1与1=1,1与0=0,0与1=0,0与0=0,即当对应位均为1时结果为1，其余为0。达标练习打开《5.3课堂练习.doc）,并按要求完成作业。