专业实践III

第3章 IP寻址

3.1 IP地址与子网掩码 图2-1-1 不同的层使用不同的名字

3.1.1 IP地址的格式 图2-1-2 IP地址的格式

32比特的IP地址被划分为两个部分： IPv4定义了5类IP地址，即： 3.1.2 IP地址的种类 网络号（Network ID，NID 主机号（Host ID，HID） IPv4定义了5类IP地址，即： A、B、C、D、E类地址。

1．A类 图2-1-3 A类地址 可以用于分配的A类IP地址范围： 1.x.y.z—126.x.y.z，其中x、y、z的各个二进制位不能全为0或全为1。

2．B类 图2-1-4 B类地址 可以用于分配的B类IP地址范围： 128.0.y.z—191.255.y.z，其中y、z的各个二进制位不能全为0或全为1。

3．C类 图2-1-5 C类地址 可以用于分配的C类IP地址范围： 192.0.0.z—223.255.255.z，其中z的各个二进制位不能全为0或全为1。

4．D类 图2-1-6 D类地址 D类地址主要用于多播（multi-casting）

5．E类 图2-1-7 E类地址 E类地址被保留作为实验用

6．其他 第1个位域的取值范围在248~254之间的IP地址保留不用。

7．IP地址的分配注意事项 网络号不能为127 主机号不能全为0或255 0.0.0.0

3.1.3 子网掩码 1．子网（subnetwork） 2．子网掩码（subnetwork mask） 3.1.3 子网掩码 1．子网（subnetwork） 2．子网掩码（subnetwork mask） IPv4规定了A类、B类、C类的标准子网掩码： A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0

图2-1-10 子网掩码的应用-1

图2-1-11 子网掩码的应用-2

3.2 VLSM 概述： 当一个组织申请到一段IP地址后，可能要对IP地址重新划分。例如一个公司申请到一个B类地址166.133.0.0。如果采用标准子网掩码255.255.0.0。那么整个网络将有65534个主机，这些主机将处于一个广播域中，网络中将充斥大量的广播数据包，导致网络最终不可用。 解决的方法是使用VLSM技术，进行非标准子网划分，这种方法是借用一部分主机号充当网络号。即采用新的非标准子网掩码，而不是标准子网掩码。 例如:B类地166.133.0.0,不使用标准子网掩码255.255.0.0,而使用255.255.255.0,255.255.240.0等划分多个子网,如图所示,借用第三个位域充当子网好范围,即借用8位主机号充当子网号.新的子网掩码是: 255.255.255.0,将B类大网络166.133.0.0又划分成为254个小的子网,每一个子网又能容纳254个主机.

3.2 VLSM 3.2.1 非标准子网划分 图2-2-1 非标准子网划分

1．对C类网络进行非标准子网划分 图2-2-2 借用2比特的主机号来充当子网络号

图3-2-3 01子网计算过程

表3-2-1 C类IP地址子网划分

2．对B类网络进行非标准子网划分 图3-2-4 借用2比特的主机号来充当子网络号

图3-2-5 01子网计算过程

表3-2-2 B类IP地址子网划分

3．对A类网络进行非标准子网划分 表3-2-3 A类IP地址子网划分

3.2.2 全0和全1网段 例，标准C类网络201.15.66.0划分成8个子网，采用了非标准子网掩码255.255.255.224。该子网掩码将C类网络201.15.66.0划分成如下8个子网（假设允许子网号全为0或1）。 子网1：借用主机地址3位000，网络号201.15.66.0，可以IP地址范围：201.15.66.1—201.15.66.30，子网广播地址：201.15.66.31，与未划为子网时的网络号相同。 … … 子网8：借用主机地址3位111，网络号201.15.66.224，可以IP地址范围：201.15.66.225—201.15.66.254，子网广播地址：201.15.66.255，与未划分子网时的广播地址相同。

以上存在ip地址二义性问题，为解决这一问题，在表示ip地址时，需要携带相应的子网掩码。 如： 201.15.66.0＋255.255.255.0未划分子网的主网网络地址。 201.15.66.0＋255.255.255.224划分子网后第一个子网的网络地址。 201.15.66.255＋255.255.255.0未划分子网的主网广播地址。 201.15.66.255＋255.255.255.224划分子网后最后一个子网的广播地址。

3.2.3 专用地址空间 RFC 1918中定义了在企业网络内部使用的专用（私有）地址空间，如下： 3.2.3 专用地址空间 RFC 1918中定义了在企业网络内部使用的专用（私有）地址空间，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 LinkLocal网络地址空间：169.254.0.0～169.254.255.255也属于专用内部地址。

3.2.4 VLSM和CIDR 1．VLSM RFC 1878中定义了可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）。 VLSM规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码。

图2-2-7 VLSM应用

2．CIDR 无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）在RFC 1517～RFC 1520中都有描述。 目的：解决IP地址空间耗尽的问题。 不使用传统的有类网络地址概念，不再区分A、B、C类网络。分配地址时不再按照地址的类别进行分配，将IP地址空间看成一个整体，分成连续的地址快，采用分块的方法分配地址。 CIDR技术中使用子网掩码二进制位的长度来区分一个地址块的大小。如： 210.31.233.1，255.255.255.0－210.31.233.1/24 166.133.67.98，255.255.0.0-166.133.67.98/16 192.168.0.1，255.255.255.240-192.168.0.1/28

图2-2-8 CIDR应用

利用CIDR实现地址汇总有两个基本条件： 待汇总地址的网络号拥有相同的高位。 待汇总的网络地址数目必须是2n。否则，可能会导致路由黑洞。

3.4 思考与练习 1．写出IPv4的地址分类、每类地址的特点及标准子网掩码。 3.4 思考与练习 1．写出IPv4的地址分类、每类地址的特点及标准子网掩码。 2．已知C类地址210.31.224.0 /24，要求划分为14个子网。写出应该采用什么子网掩码？划分好的每个子网的网络地址是什么？每个子网可用的IP地址范围是什么？每个子网的直接广播地址是什么（不考虑非标准划分的全0、全1子网）？ 3．已知B类地址189.226.0.0 /16，要求划分为6个子网。写出应该采用什么子网掩码？划分好的每个子网的网络地址是什么？每个子网可用的IP地址范围是什么？每个子网的直接广播地址是什么（不考虑非标准划分的全0、全1子网）？ 4．考虑可以使用全0、全1子网，重新计算第3题。 5．已知某企业分得了8 个C类网络地址：211.67.184.0/24-211.67.191.0/24，若要将这些IP地址组成一个CIDR块，应选择什么样的新子网掩码？ 6．写出专用地址空间IP地址的定义（采用两种方法表示：子网掩码的形式和CIDR前缀的形式）。

再 见