null第3章 IP地址第3章 IP地址3.1 IP地址
3.2 分类IP地址
3.3 特殊IP地址
3.4 私有网络地址
3.5 IP地址配置
3.6 子网及子网掩码
3.7 超网
3.8 无类地址 3.2 分类IP地址 3.2 分类IP地址传统的因特网采用分类地址。IP定义了五类IP地址：A类、B类、C类、D类和E类。null各类网络所占因特网地址空间的比例如图所示。 A类地址第一个字节的最高位固定为0，另外7比特可变的网络号可以标识128个网络（0～127），0一般不用，127用作环回地址。主机号为全0时用于
表
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示网络地址，主机号为全1时用于表示广播地址，这两个主机号不能用来标识主机。
A类地址的第一个字节的取值范围为0～127。nullB类地址第一个字节的最高2比特固定为10。
B类地址的第一个字节的取值范围为128～191。
C类地址第一个字节的最高3比特固定为110。
C类地址的第一个字节的取值范围为192～223。D类地址用于组播（multicasting），因此，D类地址又称为组播地址。
D类地址的范围为224.0.0.0～239.255.255.255，每个地址对应一个组，发往某一组播地址的数据将被该组中的所有成员接收。D类地址的第一个字节的取值范围为224～239。有些D类地址已经分配用于特殊用途。null
E类地址为保留地址，可以用于实验目的。
E类地址的范围: 240.0.0.0 ～ 255.255.255.254，
E类地址的第一个字节的取值范围为240～255。null表3-1 各类网络地址块的示例 每个网络都要占用两个IP地址，一个用于标识网络，一个用于网络广播。每个网络使用该网络地址块的起始地址作为网络地址，该地址仅作为网络的标识，主要用在网络路由中。网络地址块的结束地址被用作该网络的广播地址。 null 在因特网的地址中包含了网络信息。当一个路由器或网关连到多个网络上时，每个网络都会给路由器或网关分配一个IP地址，每个地址对应于一个物理连接。
因特网地址的本质是标识主机的网络连接。
下图为多宿主设备的地址配置。返回3.3 特殊IP地址3.3 特殊IP地址 在IP地址中有些地址并不是用来标识主机的，这些地址具有特殊意义。
特殊地址：
网络地址
直接广播地址
有限广播地址
本网络地址
环回地址1．网络地址1．网络地址 因特网上的每个网络都有一个IP地址，其主机号部分为“0”。
网络地址的一般表达式为：
{
，}={，0}
该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能作为数据的源地址和目的地址。
2．直接广播地址
直接广播向某个网络上所有的主机发送报文。TCP/IP
规定
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，主机号各位全部为“1”的IP地址用于广播，叫作广播地址。 直接广播地址的一般表达式为：
{，}={, -1}
这里的“-1”表示全“1”。
直接广播地址只能作为目的地址。null 3．受限广播地址
受限广播地址是在本网络内部进行广播的一种广播地址。TCP/IP规定，32比特全为“1”的IP地址用于本网络内的广播。
受限广播地址的一般表达式为：
{，}={-1, -1}
其点分十进制表示为：255.255.255.255。
受限广播地址只能作为目的地址。
路由器隔离受限广播，因特网不支持全网络范围的广播。
4．本网络地址
本网络特定主机地址的一般表达式为：
{，}={0,Hostnumber>}
本网络特定主机地址只能作为目的地址。null 本网络本主机地址的一般表达式为：
{，}={0, 0}
本网络本主机地址的点分十进制表示为：0.0.0.0。
本网络本主机地址只能作为源地址。
5．环回地址
环回地址（Loopback Address）是用于网络软件测试以及本机进程之间通信的特殊地址。
A类网络地址127.X.X.X被用作环回地址。
环回地址的一般表达式为：
{，}={127, any>}
习惯上采用127.0.0.1作为环回地址，命名为localhost。环回接口对IP数据报的处理过程如图所示。 环回接口对IP数据报的处理过程如图所示。 返回3.4 私有网络地址3.4 私有网络地址因特网地址分配机构为私有网络保留了三组IP地址（RFC 1918），任何位于防火墙和代理服务器后面的私有网络都可以使用这三组地址。这三组保留地址如下：
A类：10.0.0.0～10.255.255.255
B类：172.16.0.0～172.31.255.255
C类：192.168.0.0～192.168.255.255
节省大量的IP地址，缓解IP地址不足的问题。
借助于代理服务器的网络地址转换（NAT）功能，隐藏私有网络的地址框架，保证私有网络的安全。返回3.6 子网及子网掩码3.6 子网及子网掩码 一个
标准
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的A类、B类和C类网络可以进一步划分为子网。子网划分技术能够使单块网络地址横跨几个物理网络，这样路由器所连接的多个物理网络可以是同属于一个网络的不同子网。
划分子网的原因：
（1）有效地利用地址空间。
（2）便于进行管理。
（3）可以隔离广播和通信，减少网络拥塞。
（4）出于安全方面的考虑。
（5）由于历史的原因和应用的需要。null划分子网的方法是将IP地址的主机号部分划分成两部分，拿出一部分来标识子网，另一部分仍然作为主机号。带子网标识的IP地址结构如图3-9所示。
划分后IP地址由三部分组成：网络号、子网号以及主机号。因此，IP地址可以表示为：
IP-address ::= {，，}null在划分子网后，我们如何知道网络号、子网号以及主机号的长度呢？
子网掩码是一个32位的二进制数字，指定了子网标识和主机号的分界点。子网掩码中对应于网络号和子网号的所有比特都被设为1，而对应于主机号的所有比特都被设为0。TCP/IP
协议
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使用子网掩码判断目的主机是位于本地子网，还是位于远程子网。
获得子网地址的方法是将子网掩码和IP地址进行按位“与”运算。null通常规划一个网络时划分子网的步骤如下：
（1）确定需要多少个子网号来惟一标识每一个子网。
（2）确定需要多少个主机号来标识每个物理网络 (子网)上的每台主机。
（3）综合考虑子网数和子网中的主机数后，确定一个符合要求的子网掩码。
（4）确定标识每个子网的网络号。
（5）确定每个子网上可以使用的主机号的范围。null例：假设已经得到一个B类网络地址160.46.0.0。要求把整个网络划分成18个不同的子网，该网络的最大的段要求1800个可供主机寻址的地址。
想要提供18个子网，必须占用主机地址的5比特。除去子网号为全“0”和全“1”的子网外，5比特可以提供30个可用的子网（25-2=30）。这样，子网掩码为：255.255.248.0。每个子网可以容纳的主机数为211-2=2046，可以满足要求。
null课堂作业：P62 3-3null在上面所讨论的子网划分中，各个子网的地址空间是一样大，各个子网的掩码也是一样的。
但为了提高地址空间的利用率，需要将子网进行进一步的划分，从主机号中再拿出一些比特来划分子网，这就使得在一个网络中有多个不同规模的子网，每个子网都有其惟一的子网掩码，这便是可变长子网掩码VLSM（Variable-Length Subnet Mask）。
可变长子网掩码要求路由器支持子网掩码和路由信息的同时发布。当系统中的所有路由协议都支持子网掩码和路由信息的同时发布时，不仅可以使用可变长子网掩码，全“0”的子网号和全“1”的子网号也可以使用。 返回3.7 超网3.7 超网利用超网技术，可以将C类网络地址块合并为一个大的地址块。理论上，也可以将多个B类地址块合并为一个更大的地址块。
超网技术使用与子网技术正好相反的方法，构造超网时，从网络号中拿出一些比特和主机号拼接在一起形成新的主机号。null 和子网的划分类似，超网通过超网掩码来指定超网号和主机号的分界点。超网掩码中对应于超网号的所有比特都被设为1，而对应于主机号的所有比特都被设为0。
与子网划分不同的是，子网划分是通过增加掩码中“1”的位数来实现的，而超网划分是通过减少掩码中“1”的位数来实现的。
获得超网地址的方法也是将超网掩码和IP地址进行按位“与”运算。返回null
在构造超网时，须注意以下3点：
（1）构造超网的地址块必须连续。
（2）待合并的地址块的数量必须是2m（m=1，2，…）。
（3）被合并的C类网络的第一个地址块的地址中的第三字节的值必须是待合并的地址块的整数倍。返回课堂作业：P62 3-83.8 无类地址3.8 无类地址通过前面对子网和超网的介绍，我们看到利用掩码中“1”的位数的增加或减少可以方便地控制网络的规模。在实际应用中许多单位都只需要很少的IP地址，为了方便IP地址的分配和提高IP地址的利用率，1996年因特网组织机构发布了无类别域间路由CIDR （Classless Interdomain Routing）。
CIDR去掉了A类地址、B类地址和C类地址的概念，采用了无类地址的概念，不再由地址的前几个比特来预先定义网络类别。每一个地址仅仅包含网络号部分和主机号部分。整个IP地址空间被分割为一些不同大小的块。每一块对应一个物理网络。null无类地址也是利用掩码来划分网络号和主机号的界线。只要给出了起始地址和掩码，就可以确定整个地址块。
例如，起始地址为10.126.60.40，掩码为255.255.255.248的地址块所对应的地址范围是10.126.60.40～10.126.60.47。同样，该地址范围的第一个地址作为网络地址，最后一个地址作为直接广播地址。
掩码的点分十进制数表示较复杂，在无类地址中常采用的一种表示法是斜线表示法（Slash Notation）。斜线表示法将地址和掩码一起表示出来，其格式为：W.X.Y.Z/n。斜线前面是IP地址，斜线后面是前缀长度。这里的前缀是指IP地址中的网络号部分.null斜线表示法又称为CIDR表示法。斜线表示法中的前缀长度与掩码是一一对应的，前缀长度与掩码的对应关系如表：本章要点本章要点
因特网在IP层（网络层）用IP地址实现了地址的统一。
IP地址体现了因特网的层次化结构。32比特的IPv4地址由网络号和主机号构成，网络号的位数决定网络的数量，主机号的位数决定网络的规模。
IP地址的本质是标识设备的网络连接。
4个字节的IP地址通常用点分十进制数表示，根据IP地址的第一个字节的值可以知道IP地址的类别。
因特网上的每个网络都有一个IP地址，其主机号部分为“0”。
直接广播是向某个网络中所有的主机发送信息。
受限广播是向本网络内的所有主机发送信息。
环回地址是用于网络软件测试以及本机进程之间通信的特殊地址。返回本章要点本章要点
TCP/IP协议利用子网掩码可以判断目的主机是位于本地子网还是位于远程子网上。
在进行 子网规划时要综合考虑子网的数量和子网中主机的数量。
利用超网技术，可以将多个网络地址块合并为一个更大的地址块，以便使理由表更小、更有效。
无类地址将整个IP地址空间分割为一个大小不同的快
不同IP地址和掩码可以用斜线表示法表示，其格式为W.X.Y.Z/n返回END作业：P62 3-6，3-7，3-9，3-10
浙公网安备 33021202002483