IP 地址
- 预热：查看自己的IP
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使用系统设置：Win + i，打开"网络和Internet"使用CMD命令行工具：Win + r，输入cmd回车，打开控制台|小黑屋，输入ipconfig并回车
- 说明
- . 每个互联网节点/每个接口port分配一个全世界范围内唯一的标识符
- . 长度32bit，由1、0组成
- . 为方便使用，通常使用点分十进制记法
- . 采用两级结构：网络号、主机号
- . 两个唯一：网络号在整个互联网中唯一；主机号在所连接的网络中唯一
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点分十进制表示法 IP地址 10000000000010110000001100011111 分段 10000000 00001011 00000011 00011111 点分十进制 128 11 3 31 -
IP地址结构 网络号 network ID 主机号 host ID n bit (32-n)bit
分类的IP地址
- 说明
- . RFC 1812
- . 0.0.0.0默认路由
- . 环回地址loopback:127.0.0.1，多用于本地调试
- . 网络地址：主机号全为0的地址；不能分配给用户主机使用
- . 广播地址：主机号全为1的地址；不能分配给用户主机使用
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分类的IP地址 分类 网路地址x + 主机地址y 网路数量 主机数量/网络 示例 A类 0xxxxxx yyyyyyyy yyyyyyyy yyyyyyyy 2 8-1 2 32-8 126.1.0.4 B类 10xxxxx xxxxxxxx yyyyyyyy yyyyyyyy 2 16-2 2 32-16 128.1.1.2 C类 110xxxx xxxxxxxx xxxxxxxx yyyyyyyy 2 24-3 2 32-24 192.3.1.1 D类 保留 E类 保留 -
第一个A类网 IP地址 说明 网路地址x 主机地址y 1.0.0.0 网络地址 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1.0.0.1 最小主机地址 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1.255.255.254 最大主机地址 0000 0001 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1.255.255.255 广播地址 0000 0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - 局限
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浪费严重；利用率低不够用不够灵活；路由表维护难
- 应急措施
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子网划分CIDR
- 必杀技
- . 采用IPv6 ，使用128bit编址，在人类可预见的发展过程中，IP地址不会枯竭
划分子网 Subneting
- 思想
- . 从 主机号 中拿出几位充当子网
- . 为了标识子网，引入了子网掩码subnet mask
- . IP地址从原来的2级结构变为3级结构
- . 子网掩码长度也是32bit：使用连续的1表示网络号和子网号；使用连续的0表示主机号
- . IP地址和子网掩码 相与，就可以得出所在子网的网络地址
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进行了子网划分的IP地址结构 网络号 network ID 子网号 subnet ID 主机号 host ID n bit m bit (32-m-n) bit -
默认子网掩码 A类 255.0.0.0 B类 255.255.0.0 C类 255.255.255.0 - 已知某个网络的IPv4地址为218.75.230.0，使用子网掩码255.255.255.128进行子网划分，请给出划分的细节。
- [解答思路]
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哪类IP地址：确定默认的网络号或主机号根据子网掩码确定借用了几位主机号根据子网号的长度确定可以划分的子网数量确定每个子网可供分配的地址数量其它细节：网络地址、最小主机地址、最大主机地址、广播地址
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C类地址划分细节 C类IP地址 218.75.230 0 218.75.230 0000 0000 子网掩码 255.255.255 128 255.255.255 1 000 0000 默认子网掩码 255.255.255 0 255.255.255 0000 0000 -
结论
网络号：24位
子网号：1位，可以划分的子网数量为2个，0号子网、1号子网
主机号：8 - 1 = 7位，每个子网共有IP地址：27，可供分配的主机IP地址：27-2个
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子网划分细节 子网1 网络地址 218.75.230 0000 0000 最小主机地址 218.75.230 0000 0001 其它地址 218.75.230 ... 最大主机地址 218.75.230 0111 1110 广播地址 218.75.230 0111 1111 子网2 网络地址 218.75.230 1000 0000 最小主机地址 218.75.230 1000 0001 其它地址 218.75.230 ... 最大主机地址 218.75.230 1111 1110 广播地址 218.75.230 1111 1111
无分类编址 CIDR
- 说明
- . CIDR - Classless Inter-Domain Routing
- . RFC 4632、RFC 1517-1519、RFC 1520
- . 消除了地址分类和子网划分的概念，IP地址重新归于2级结构：使用网络前缀取代网络号，且位数n 不固定
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无分类编址 网络前缀 network prefix 主机地址 host ID n bit (32-n)bit -
128.14.35.7/20 128 14 35 7 1000 0000 0000 1110 0010 0011 0000 0111 说明 红色是网络前缀，20bit；其它12bit是主机地址 - 地址掩码 Address Mask
- . address mask，按照习惯也可以称为子网掩码 subnet mask
- . 方便计算机从IP地址中获取网络地址
- . 长度也是32bit，由1、0组成；高位是1；低位是0；1代表的是网络前缀的个数，也就是CIDR记法斜线后面的数字；其它为0，代表可供分配使用的主机地址
- . 对应的网络地址：网络地址 = IP地址 & 地址掩码
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A类、B类、C类默认地址掩码 分类 地址掩码 CIDR形式的地址掩码 A类 255.0.0.0 255.0.0.0/8 B类 255.255.0.0 255.255.0.0/16 C类 255.255.255.0 255.255.255.0/24 -
128.14.35.7/20 IP地址 128 14 35 7 二进制 1000 0000 0000 1110 0010 0011 0000 0111 地址掩码 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 网络地址 1000 0000 0000 1110 0010 0000 0000 0000 说明 地址掩码是：255.255.240.0；网络地址：128.14.32.0 -
常用进制转换 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 128 64 32 16 8 4 2 1 - CIDR地址块
- . 网络前缀都相等的连续地址，称为一个CIDR地址块
- . 知道其中任意一个地址，就可以知道地址块的所有细节：地址掩码、最小地址、最大地址、广播地址以及可能聚合的A类、B类或C类的数量
- 已知IP地址128.14.35.7/20是CIDR地址块中的某个地址，求：地址掩码、地址块数量、网络地址、最小主机地址、最大主机地址、广播地址、聚合C类网络的数量
- [提示]先根据网络前缀长度求出地址掩码
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CIDR地址块划分细节 地址掩码 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 255.255.240.0 IP地址 128 14 0010 0011 0000 0111 128.14.35.7 网络地址 128 14 0010 0000 0000 0000 128.14.32.0 最小主机地址 128 14 0010 0000 0000 0001 128.14.32.1 最大主机地址 128 14 0010 1111 1111 1110 128.14.47.254 广播地址 128 14 0010 1111 1111 1111 128.14.47.255 聚合C类地址数量 232-20 / 28 = 24个 - 特殊的CIDR地址块
- . 网络前缀位数n=32，全部是前缀，没有主机，称为主机路由
- . 网络前缀位数n=31，主机号只有1位，所以只有2个IP地址，用于点对点链路(无编号网络)
- . 网络前缀位数n=30，主机号只有2位，所以只有4个IP地址
- . 网络前缀位数n=0，IP地址也为0，即：0.0.0.0/0，称默认路由
- 子网192.168.4.0/30中，能接收目的地址为192.168.4.3的IP分组的最大主机数是（）
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0124
- [分析]
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192.168.4.0/30的主机个数 地址掩码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 255.255.252.0 IP地址 192 168 4 0 192.168.4.0 网络地址 192 168 4 0000 0000 192.168.4.0 最小主机地址 192 168 4 0000 0001 192.168.4.1 最大主机地址 192 168 4 0000 0010 192.168.4.254 广播地址 192 168 4 0000 0011 128.14.47.255
地址规划
- 已知分配到的地址块为218.75.230.0/24，按下图需求给出各网络分配的地址块。
- [阶段1]
- 1.地址块的容量的多大？是否满足需要？
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地址块容量 网络前缀 24 bit 主机位 32-24=8 bit 主机数量 28=256 个 用户数量 6+25+12+10=53 个 结论 256 > 53；地址块够用 - [阶段2]
- 1.需要几个网？
- 2.每个网各需要多个IP地址？
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网络数量和各子网需求 网络数量 4+1 各子网需求 子网号 主机个数 路由端口个数 IP地址个数 1 6 1 6+1+2 2 25 1 25+1+2 3 12 1 12+1+2 4 10 1 10+1+2 5 0 2 0+2+2 - [阶段3]
- 1.每个子网各需要多个位主机号？
- 2.对应的网络前缀是多少位？
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各子网网络前缀 子网号 IP地址个数 主机位 网络前缀 1 9 4 bit 28 bit 2 28 5 bit 27 bit 3 15 4 bit 28 bit 4 13 4 bit 28 bit 5 4 2 bit 30 bit - [阶段4：分配IP地址]
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1.优先分配地址多的网络2.每个块的起点位置应是块大小的整数倍3.分配方案并不唯一
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各子网划分详情 218.75.230.0/24 子网2 网络号 218 75 230 0 最小主机地址 218 75 230 1 最大主机地址 218 75 230 30 广播地址 218 75 230 31 CIDR地址块 218.75.230.0/27 子网1 网络号 218 75 230 32 最小主机地址 218 75 230 33 最大主机地址 218 75 230 46 广播地址 218 75 230 47 CIDR地址块 218.75.230.32/28 子网3 网络号 218 75 230 48 最小主机地址 218 75 230 49 最大主机地址 218 75 230 62 广播地址 218 75 230 63 CIDR地址块 218.75.230.48/28 子网4 网络号 218 75 230 64 最小主机地址 218 75 230 65 最大主机地址 218 75 230 78 广播地址 218 75 230 79 CIDR地址块 218.75.230.64/28 子网5 网络号 218 75 230 80 最小主机地址 218 75 230 81 最大主机地址 218 75 230 82 广播地址 218 75 230 83 CIDR地址块 218.75.230.80/30 剩余地址 ... 218 75 230 84 ... ... ... ... ... ... 218 75 230 255 - IP地址特点
- . 标记一台主机和一条链路的接口；
- . 分级结构；两部分：网络前缀和主机号；
- . 网络前缀相同的局域网是一个网络；网络前缀不相同的局域网互联必须使用路由器互联，所以路由器至少要分配2个网络前缀不同的IP地址；
- . 互联网的每个网络都是平等的；
- . 部分网络中只有链路，而没有终端主机 - 无编号网络；
课后作业 Homework
- 1. 已知IP地址206.0.64.8/18是CIDR地址块中的某个地址，求：地址掩码、地址块数量、网络地址、最小主机地址、最大主机地址、广播地址、聚合C类网络的数量
- 2. 独立完成"地址规划"中的案例