2022年IP地址的分类.docx

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1、精品学习资源第 6 章 IP 地址本章主要表达 IP 地址的分类和结构， 并针对 IP 地址的实际应用需要提出了子网的概念， 详细阐述了子网编址的方法和子网划分应用技巧；本章学习要求：明白： Ipv6的概念及进展，从Ipv4 向 Ipv6 过渡的主要技术把握： IP 地址的类型及特别IP 地址的应用把握：子网编址的方法和子网掩码的使用把握：子网划分的方法6.1 IP 地址概述本节主要表达 IP 地址的层次结构和分类，详细介绍了各类IP 地址的特点和适用范畴， 并对六类特别IP 地址进行了分析，帮忙读者对IP 地址的使用有个较深的熟识；6.1.1 IP地址类型我们知道互联网是一个由各种不同类型和

2、规模的独立运行、治理的电脑网络组成的全球范畴的电脑网络，那么这些异种网络间是如何进行网络通信的呢？它们之间是如何识别的呢？产生于上世纪70 岁月的 TCP/IP 协议通过对网络中传送的数据包进行规定格式的封装， 标准了网络上的全部通信设备，统一了机器间数据交换的格式和传送方式；在互联网上的每台主机或路由器都有一个唯独的标识IP 地址；一个 IP 地址由网络号 netid和主机号 hostid 构成，网络号用于标识互联网中的一个特定网络，主机号用于表示该网络中主机的一个特定连接；目前，大多数 IP 编址方案仍接受 Ipv4 编址方案，即使用 32 位二进制数组成，为了便利使用，将IP 地址的 3

3、2 位二进制分成四段，每段8 位， 中间用小数点隔开， 然后将每八位二进制转换成十进制数，这种方法叫做点分十进制表示法；在现实世界中， 网络依据需求的不同， 有的网络可能含有较多的电脑，也有的网络包含较少的电脑，于是依据网络规模的大小，IP 协议将 IP 地址分成 A 、B 、C、D、E 五类，它们分别用 IP 地址的高位来区分，如图6-1 所示；欢迎下载精品学习资源图 6-1IP 地址的分类用户一般只使用A 、B 和 C 类地址，每类地址表示的实际网络数和主机数要比理论的小，这是由于每类地址中都有一些特别用途的地址；D 类 IP 地址用于多目的地址发送，E类 IP 地址供将来使用；表6-1

4、列出各类 IP 地址的特点；表 6-1 各类 IP 地址的特点类别类标识第一字节网络地址长度主机地址长度最 大 网 络最 大 主 机适用范畴数数A 类011261 字节3 字节12616777214大型网络B 类101281912 字节2 字节1638265534中型网络C 类1101922233 字节1 字节2097150254小型网络D 类1110224239多点播送E 类11110240247保留地址6.1.2 特别 IP 地址互联网中有六类 IP 地址具有特别的用途，不能支配给主机；1. 网络地址当用户要表示一个网络时就要用到网络地址；在IP 地址编码方案中，网络地址由一个有效的网络号

5、和全“ 0”的主机号构成；如某主机的IP 地址为 168.36.12.55，这是一个 B类地址，就此主机所在网络的地址为168.36.0.0；2. 直接广播地址当用户想向互联网中某个网络中全部主机发送数据报，叫直接广播，具有这种特点的IP 地址叫直播广播地址； 在 IP 地址编码方案中， 直接广播地址由一个有效的网络号和全“ 1” 的主机号构成；如当互联网中的一台主机使用168.36.255.255为目标地址发送数据报时，就网络号为 168.36.0.0的网络中全部主机都能收到该数据报；欢迎下载精品学习资源3. 有限广播地址当用户想向本网中每一台主机发送数据报，叫有限广播； 有限广播将广播限制

6、在最小的范畴内，当接受标准的IP 地址编码，有限广播将发生在本网络之中，假设接受子网编址， 有限广播将被限制在本子网中；有限广播地址为255.255.255.255；4. 本网特定主机地址当用户想与本网内部特定主机通信时，可通过将网络地址全部设为“0”进行简化或 不知道本网的网络地址 ；如某主机发送数据报时， 其目标 IP 地址为 0.0.136.32 B 类地址， 就表示该数据报要送到本网主机号为136.42 的主机上；5. 回送地址A 类地址中，网络地址为127 的地址用于网络软件测试或本机进程间通信；发送到这种地址的数据报不输出到线路上，马上返回；6. 本网络本主机全“ 0”的 IP 地

7、址表示本网络上的本主机；6.1.3 子网掩码IP地址使用网络号和主机号的两层地址结构，这样当大量个人用户或小型局域网接入互联网，即使支配一个C 类网络地址也会造成IP 地址的铺张；因此显现了将网络进一步划分假设干子网的设计，即把两层IP 地址结构中的主机号细分为子网号和主机号，如图6.2所示；网络号主机号网络号子网号主机号标准IP 地址两级结构子网IP 地址三级结构图 6.2子网 IP 地址结构为了标识一个 IP 地址中的网络号、子网号、主机号，就设计了子网掩码；子网掩码的长度也是 32 位，左边是网络位， 用二进制数字 “ 1”表示； 右边是主机位， 用二进制数字 “ 0” 表 示 ； 如

8、一 个 C类 地 址 取 主 机 号 的 两 位 为 子 网 号 ， 就 掩 码 为11111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.192，子网可以产生64 个可能的主机地址，但全0 用于标识子网自身，全1 用于子网广播，只有62 个地址可用，如网络号为192.168.7 ，就子网 IP 地址范畴为： 192.168.7.193192.168.7.254；子网掩码不能单独存在，它必需结合IP 地址一起使用；子网掩码只有一个作用，就是将某个 IP 地址划分成网络号和主机号两部分；欢迎下载精品学习资源6.2 子网编址本节主要表达子网编址的方法，通过学习

9、，读者能够依据IP 地址和子网掩码，明确一个 IP 地址的详细组成，哪些位是网络号，哪些位是子网号，哪些位是主机号；6.2.1 子网编址方法对一个标准 IP 地址，通过将主机号的高位“借”出做为子网号，子网借用的主机号位数应至少 2 位， 借出后至少要剩余2 位； B类地址最多只能用14 位去创建子网， C 类最多只能借用 6 位去创建子网；划分子网的步骤一般为：1.确定哪些组地址归我们使用；比方我们申请到的网络号为“ 166.73.0.0”，该网络地址为2.B 类 IP 地址，网络标识为“ 166.73 ”；依据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用主机号的一些位来定义子网； 比

10、方我们现在需要12 个子网， 将来可能需要16 个；用第三个字节的前四位确定子网，就在子网的主机号可用12 位 表示；3. 把对应的网络号各个位都置为“1”，标识主机号的置为“ 0”，就子网掩码的间断二进制形式为： “ 11111111.11111111.11110000.00000000”4. 把这个数转化为间断十进制形式为： “ 255.255.240.0”，这个数为该网络的子网掩码；6.2.2 子网地址和子网广播地址与标准的 IP 地址一样，子网编址也保留了子网网络和子网广播的地址编号；在子网编址中，以二进制全“ 0”结尾的 IP 地址表示子网，二进制全“1” 结尾的 IP 地址表示子网

11、广播；如有一个 C 类网络： 200.110.26.0，可以借用主机号的3 位来划分子网， 其中子网号、主机号范畴、可容纳的主机数、子网地址、子网广播地址如表6.2 所示：子网 IP标准 IP可容纳子网子网号子网地址广播地址主机号主机号主机数第 1 个子网第 2 个子网00101000001111100000111110.33.62.65.94第 3 个子网0110000111110.97.126第 4 个子网1000000111110.129.158第 5 个子网1010000111110.161.190第 6 个子网1100000111110.193.222表 6.2一 C 类网络的子网划

12、分30200.110.26.32200.110.26.6330200.110.26.64200.110.26.9530200.110.26.96200.110.26.12730200.110.26.128200.110.26.15930200.110.26.160200.110.26.19130200.110.26.192200.110.26.223为了与标准 IP 编址一样，二进制全“ 0”或全“ 1”的子网号也不能支配给实际的子网， 所以在规划子网时应去掉这两个号；在标准 IP 编址中全为“ 1”的 IP 地址 255.255.255.255 为有限广播地址，假设在子网欢迎下载精品学习资源

13、中使用该广播地址，广播将被限制在本子网中；6.2.3 子网表示方法标准的 IP 地址，通过网络号就能确定网络类别，对子网编址，我们就接受子网掩码来标识； 前面已经讲过，子网掩码的长度与IP 地址长度一样，也是用32 位二进制表示；在子网掩码中，与 IP 地址的网络号和子网号对应的位用“1”表示，与主机号对应的位用“0” 表示；将 IP 地址与子网掩码相结合， 就可以判定出一个IP 地址中哪些位表示网络号和子网， 哪些位表示主机号了；如我们通过查看一台主机的连接属性，看到图6.3 ：图 6.3 主机 IP 地址IP 地址为 192.168.7.21，子网掩码为： 255.255.255.240；

14、将 IP 地址和子网掩码转换为二进制后如图 6.4 所示1 1 0 000 0 0 101 0 1 000 000 00 111 0 0 0 10 1 0 11 1 1 111 1 1 111 1 1 1网络号11 111 11 111 1 1 1 1子网号0 0 0 0主机号IP地址192.168.7.21子网掩码255.255.255.240图 6.4子网掩码通过比较 IP 地址和子网掩码， 借用了 IP 地址第 4 个字节的前 4 位表示子网， 后 4 位表示主机，所以其网络号为：192.168.7 ，子网号为： 10001，主机号为： 50101 ；欢迎下载精品学习资源6.3 子网编址

15、实例分析本节主要表达如何依据实际需求对网络进行子网规划和配置，并提出在子网规划中应留意的事项；6.3.1 子网规划在网络规划中，子网的规划和IP 地址支配占有举足轻重的位置；当选择子网号和主机号时，要考虑到子网号能产生足够的子网，每个子网中能够容纳足够的主机；如用户申请到一个C 类网络地址 193.168.100.0，需要在该网络中划分出5 个子网，怎么办呢？假如用主机号中的2 位表示子网号，能划出4 个子网，借用 3 位能划出 8 个子网，借用 4 位能划出 16 个子网，除去全 0 和全 1，分别能划出2、6、14 个子网，现在要求划分出5 个子网，所以向主机号借用3 位即可中意；表 6.

16、3 C 类网络子网划分关系子网借用主机位数子网掩码子网数每子网容纳主机数23255.255.255.192255.255.255.1922626304255.255.255.19214145255.255.255.1923066255.255.255.192622这样可用的子网号是001、010、011、100、101 和 110留意 000 和 111 除外；主机号中就余 5 位来标识了， 每一子网中共有 32 个主机号， 其中 30 个可用， 即每个子网最多有30 台主机；子网掩码为：11111111.11111111.11111111.11100000255.255.255.224子网地

17、址： 11000001.10101000.01100100.00100000193.168.100.32主机号：3362子网地址： 11000001.10101000.01100100.00100000193.168.100.64主机号：6594子网地址： 11000001.10101000.01100100.00100000193.168.100.96主机号： 97126子网地址：11000001.10101000.01100100.00100000193.168.100.128主机号：129158子网地址：11000001.10101000.01100100.00100000193.168

18、.100.160主机号：161190子网地址：11000001.10101000.01100100.00100000需要留意的是：193.168.100.192主机号：1932221. 该网络原可以使用254 台主机， 通过划分出 6 个子网后， 最多只能使用180 台主机；2. 在进行子网互联时，路由器也需要占用有效的IP 地址， 因此，在运算网络中或子网中需要使用的IP 地址时，不要遗忘连接该网络或子网的路由器；6.3.2 局域网划分子网在实践中， 有时会将一个物理网络划分成几个小规模的子网，如在一个公司， 依据职能欢迎下载精品学习资源部门划分出多个规律上独立的子网，由于没有路由器的转发，

19、 子网之间的主机不能相互通信；如支配给该网络的网络地址是192.168.7.0，这是一个 C 类地址，我们以最终一个字节的前 4 位表示子网号， 后 4 位表示主机号， 这样子网掩码为 255.255.255.240，可以分出 14个子网，每个子网最多有14 台主机；表 6.4 192.168.7.0在掩码为 255.255.255.240时的地址支配表子网IP 地址范畴子网地址直接广播有限广播12192.168.7.17.30192.168.7.33.46192.168.7.16192.168.7.31192.168.7.32192.168.7.47255.255.255.255255.25

20、5.255.2553192.168.7.49.62192.168.7.48192.168.7.63255.255.255.2554192.168.7.65.78192.168.7.64192.168.7.79255.255.255.2555192.168.7.81.94192.168.7.80192.168.7.95255.255.255.2556192.168.7.97.110192.168.7.96192.168.7.111255.255.255.2557192.168.7.113.126192.168.7.112192.168.7.127255.255.255.2558192.168.7

21、.129.142192.168.7.128192.168.7.143255.255.255.2559192.168.7.145.158192.168.7.144192.168.7.159255.255.255.25510192.168.7.161.174192.168.7.160192.168.7.175255.255.255.25511192.168.7.177.190192.168.7.176192.168.7.191255.255.255.25512192.168.7.193.206192.168.7.192192.168.7.207255.255.255.25513192.168.7.

22、209.222192.168.7.208192.168.7.223255.255.255.25514192.168.7.225.238192.168.7.224192.168.7.239255.255.255.255在子网规划好后，就可以进行主机配置了；1. 在任务栏中选择本地连接的图标点鼠标右键， 选择打开“网络连接” ，在“本地连接” 上选择“属性” ，或者从“开头”“设置”“把握面板”“网络和拔号连接” “本地连接”“属性” ，进入“本地连接属性”对话框，如图 6.5 所示：欢迎下载精品学习资源图 6.5 “本地连接属性”对话框2. 选中“此连接使用以下选定的组件”列表中的 “ Inte

23、rnet协议TCP/IP ”，单击“属性”按钮，进行 TCP/IP 配置，如图 6.6 所示：欢迎下载精品学习资源图 6.6 Internet 协议 TCP /IP属性3. 按 IP 地址支配方案，设置电脑IP 地址，分别填入 IP 地址和子网掩码后，如图6.7所示，单击“确定”返回“本地连接属性”界面；图 6.7 配置 IP 地址和子网掩码4. 通过单击“本地连接属性”界面中的“确定”按钮，完成配置；5. 在命令提示符中运行ipconfig命令查看网络的 IP 地址、子网掩码等配置情形；欢迎下载精品学习资源6.4 IPv6本节主要介绍 Ipv6 的来源和进展， 并对 IPv6 和 IPv4

24、进行了比较， 最终对 IPv6 的寻址方式和从 IPv4 向 IPv6 过渡的主要技术进行了一个简洁阐述；6.4.1 Ipv6的基本概念现有互联网是在 IPv4 协议的基础上运行；随着互联网的快速进展，IPv4 定义的有限地址空间将被耗尽， 地址空间的不足必将影响互联网的进一步进展；IPv4 接受 32 位地址长度， 只有大约 43 亿个地址，估量在20052021 年间将被支配完毕；IPv6 是 Internet Protocol Version 6的缩写，其中 Internet Protocol译为“互联网协议”；IPv6 是 IETF互联网工程任务组， Internet Engineer

25、ing Task Force设计的用于替代现行版本IP 协议 IPv4 的下一代IP 协议； IPv6 接受 128 位地址长度，按保守方法估算 IPv6 实际可支配的地址， 整个地球每平方米面积上可支配1000 多个地址； 在 IPv6 的设计过程中仍考虑了在IPv4 中解决不好的其它问题；假如说 IPv4 实现的只是人机对话，而 IPv6 就扩展到任意事物之间的对话，它不仅可以为人类服务，仍将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等，它将是无时不在， 无处不在的深化社会每个角落的真正的宽带网；而且它所带来的经济效益将非常巨大；1. 与 IPV4 相比， IPV6 具有以下

26、几个优势：(1) IPv6具有更大的地址空间；IPv4 中规定 IP 地址长度为32，即有 232-1 个地址；128而 IPv6 中 IP 地址的长度为 128，即有 2-1 个地址；(2) IPv6 使用更小的路由表； IPv6 的地址支配一开头就遵循聚类Aggregation的原就，这使得路由器能在路由表中用一条记录Entry 表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度；(3) IPv6 增加了增强的组播 Multicast 支持以及对流的支持 Flow Control ，这给网络上的多媒体应用供应了长足进展的时机，为服务质量 QoS， Quality o

27、f Service 把握供应了良好的网络平台；(4) IPv6 加入了对自动配置 Auto Configuration 的支持；这是对 DHCP协议的改进和扩展，使得网络特别是局域网的治理更加便利和快捷；(5) IPv6 具有更高的安全性；在使用 IPv6 网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对 IP 报文进行校验，极大的增强了网络的安全性；2. IPv6寻址在 IPv6中，可使用以下三种形式表示IP 地址：(1) 冒号十六进制形式这是首选形式 n:n:n:n:n:n:n:n，由八个 16 位地址元素组成，每个地址元素用十六进欢迎下载精品学习资源制值表示；例如： 3FFE:FFFF:7654

28、:FEDA:1245:BA98:3210:4562.(2) 压缩形式由于地址长度要求， 地址中经常包含由零组成的长字符串；为了简化对这些地址的写入， 可以使用压缩形式；在这一压缩形式中，多个0块的单个连续序列由双冒号符号:表示；此符号只能在地址中显现一次；例如，多路广播地址 FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562的压缩形式为 FFED:BA98:3210:4562；单播地址 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形式为 3FFE:FFFF:8:800:20C4:0；环回地址 0:0:0:0:0:0:0:1的压缩形式为 :1；未指定的地址 0:0:0:0:0:

29、0:0:0的压缩形式为 :；(3) 混合形式此形式组合 IPv4和 IPv6地址； 在此情形下， 地址格式为 n:n:n:n:n:n:d.d.d.d，其中每个 n都表示六个 IPv6高序位 16位地址元素之一的十六进制值，每个d都表示IPv4地址的十进制值；6.4.2 由 IPv4 向 IPv6 过渡美国国防部由于 IPv6 在安全方面的优势而大力支持它； 其在 2003 年 7 月宣布， 在 2021财年，将全部完成向 IPv6 的转移；同年 10 月宣布，全部开发、生产、选购的网络资产都必需过渡到 IPv6；在向 IPv6 转移方面， 中国走到了前列； 2004 年 12 月 17 日，中

30、国第一个下一代 Internet 暨中国下一代 Internet 示范工程核心网 CERNET2 正式开通， 这是世界上规模最大的纯 IPv6 Internet；对于商业用户和传统的消费者，连接到网上的设备和应用的数量是不行推测的；IPv6 扩大了家庭网络的应用空间，包括应用治理、 多媒体消遣设备和家庭安全；这些应用特别是家庭安防设施需要端到端的身份识别与数据加密；拥有IPv6 ，DSL 和 Cable modem 用户可以建立自己的家庭网络，可以远程安全地监视和把握家庭网络设备；为了实现从 IPv4 向 IPv6 的过渡， 人们已经依据不同应用情形，设计了多种过渡技术和解决方案，大致分为以下

31、三类：1. IPv4/IPv6 双栈技术； IPv4/IPv6 双栈技术是最主要的过渡机制；在网络一侧的接入服务器上实现双栈，成为IPv4 与 IPv6 的接入点，使终端接入IPv4 与 IPv6 服务，以免在网络中使用额外的翻译器；2. 隧道技术； 隧道技术在一端把IPv6 包封装为 IPv4 包的数据内容， 然后在另一端解封复原成 IPv6 包；隧道要求在封装 /解封的节点上有IPv4/IPv6 双栈才能；这可能是将来接受最多的一种方式；3. 翻译器技术；翻译器是一个处在纯IPv4 终端和纯 IPv6 终端之间的部件，它可使这些终端之间能直接进行通信，且不需要对终端进行任何修改；欢迎下载精品学习资源摸索题：1. 简述 IP 地址的结构、格式和分类；2. 设一个主机的 IP 地址为 192.168.7.121，而子网掩码为 255.255.255.248 ，请写出该主机的网络号、子网号、主机号；欢迎下载