3.3IP地址（课件）《计算机网络技术》（西安电子科技大学）

计算机 网络 任务3 IP地址 知识点一 初识IP地址 二进制与十进制之间的转换规律 二进制与十进制 IP地址与MAC地址的关系 什么是IP地址 IP地址 是主机在Internet上的一个全世界范围内唯一32位标识符 IP地址：100.1.0.1 点分十进制 用4个十进制数表示，中间用圆点隔开 100. 29 . 0 . 2 01100100 00011101 00000000 00000010 二进制： 8 8 8 8 + + + 32位 思考：计算机使用二进制，为什么用十进制表示IP地址呢？ 二进制与十进制 二进制 二进制在生活中可以说基本用不到，但是它是计算机底层的编码语言，即机器语言，数值的每一位都由0或1两种状态组成，逢二进一，为二进制。 十进制 所谓十进制，就是数值的每一位都由0~9组成，共有10种状态，逢十进一，为十进制。 在学习IP地址与子网划分之前，要求学生能够熟练的掌握二进制与十进制的互相转换。十进制是我们从小就开始学习的知识，可以说非常熟悉，之所以使用这么广泛，很有可能跟我们有十根手指有关。 二进制与十进制的转换 无论是二进制转为十进制，还是十进制转为二进制，只需要完成下表的内容就能得到答案，这种方法比传统的除2取模计算要简单得多。首先一个十进制数可以转换为8位二进制数，从低位到高位基数分别是2^0，2^1，2^2，2^3，2^4，2^5，2^6，2^7。 2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 128 64 32 16 8 4 2 1 例：把十进制数100转换为二进制数，依据上表100=64+32+4，则把64，32，4这三位数置为1，其余位数置为0。计算结果如表3-3-3所示，将100转换为二进制数是01100100。 二进制与十进制的转换 例：把十进制数63转换为二进制数，则只需把64列后面所有的位数置为1，其余置为0，如表3-3-4所示，结果是二进制数00111111。 128 64 32 16 8 4 2 1 0 1 1 0 0 1 0 0 例：把二进制数11110000转换为十进制，查表128+64+32+16=240，所以二进制11110000转换成十进制数是240。 128 64 32 16 8 4 2 1 0 0 1 1 1 1 1 1 IP和MAC地址的关系 既然计算机的网卡已经有物理地址（MAC地址）了，那为什么还需要IP地址呢？这是很多初学者会问到的问题。如下图所示，网络中有三个网段，一个交换机对应一个网段，使用两个路由器连接这三个网段。如果计算机A给计算机F发送一个数据包，则必须在网络层给数据包添加源IP地址（10.10.10.1）和目的IP地址（20.20.20.1）。 IP和MAC地址的关系 该数据包要想到达计算机F，要经过路由器1转发，那数据包如何封装才能让交换机1转发到路由器1呢?答案是需要在数据链路层添加MAC地址，源MAC地址为主机A的MAC地址，目标MAC地址为路由器1左边接口的MAC地址，路由器1收到该数据包，需要将该数据包转发到路由器2，这就要求将数据包重新封装的目标MAC地址是路由器2左边接口的MAC地址，源MAC地址是路由器1右边接口的MAC地址。 数据包到达路由器2，需要重新封装，目标MAC地址为计算机F的MAC地址，源MAC地址为路由器2右边接口的MAC地址，交换机3将该数据帧转发给计算机F。 IP和MAC地址的关系 IP地址 IP地址则类比为居住地。学生在学校上学，那么收快递的目的地址选择学校地址，如果学生寒暑假在自己家，那么收快递的目的地址选择家里。所以IP地址就类似快递包裹中目的地址，在不同的网络中，IP地址是会发生改变的。 MAC地址 MAC地址是由网络设备制造商生产时烧录在网卡（Network lnterface Card）的一种闪存芯片，一般情况下不会随意更改，类比为我们的身份证，一般情况下无法更改，无论是身处学校还是家中，身份证不变，所以MAC地址不变。 知识点二 IP地址与MAC地址的映射 ARP地址解析协议 RARP逆地址解析协议 IP地址映射为MAC地址 在以太网上传输IP报文，必须将IP数据报文装载在MAC地址的数据帧中，才能传输到目的主机。 首先，以太网的数据帧使用MAC地址作为源地址和目的地址，以MAC地址标志计算机。 其次，在以太网上运行的IP协议，每台计算机都需要分配一个唯一的IP地址，所以IP地址与MAC地址有着一一对应的关系。 那么源主机如何在已知目的IP地址的前提下，获取目的主机的MAC地址？这就是本知识点介绍的ARP协议的功能，源主机在发送IP报文之前使用ARP协议，将IP地址映射为MAC地址。 ARP作用 ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 交换机 局域网内利用MAC进行数据转发 以太网中一个主机和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。 利用ARP –a命令查看主机中MAC地址信息 C:\>arp -a 接口: 192.168.212.111 --- 0xb Internet 地址 物理地址 类型 192.168.212.1 00-00-5e-00-01-fb 动态 192.168.212.2 00-1c-25-dc-2e-61 动态 192.168.212.3 00-16-36-bc-8a-76 动态 192.168.212.4 ec-a8-6b-8a-1c-ab 动态 192.168.212.8 d4-3d-7e-d0-e6-63 动态 192.168.212.9 00-21-97-c2-51-b9 动态 路由器 各网络间利用IP地址进行寻址转发 ARP原理 ARP是借助ARP请求与ARP响应两种类型的包确定MAC地址的 IP：172.16.1.1 IP：172.16.1.2 IP：172.16.1.3 主机A 主机B 主机C 希望与主机B进行通信 A发送ARP广播包询问B的MAC地址 C收到后丢弃此包 B收到后将主机A的MAC地址收藏，并给回应 告诉A，自己的MAC地址 交换机广播该ARP数据包 交换机 C:\>arp -a 接口: 192.168.212.111 --- 0xb Internet 地址 物理地址 类型 192.168.212.1 00-00-5e-00-01-fb 动态 192.168.212.2 00-1c-25-dc-2e-61 动态 192.168.212.3 00-16-36-bc-8a-76 动态 172.16.1.2 ec-a8-6b-8a-1c-ab 动态 ARP应用方式 IP：172.16.1.1 IP：172.16.1.2 IP：172.16.1.3 主机A 主机B 主机C 希望与主机B进行通信 在数据链路层封装主机B的MAC B收到后将主机A的MAC地址收藏，并给回应 告诉A，自己的MAC地址 交换机利用MAC地址找到转发端口 交换机 C:\>arp -a 接口: 192.168.212.111 --- 0xb Internet 地址 物理地址 类型 192.168.212.1 00-00-5e-00-01-fb 动态 192.168.212.2 00-1c-25-dc-2e-61 动态 192.168.212.3 00-16-36-bc-8a-76 动态 172.16.1.2 00-00-36-00-00-01 动态 ARP地址查询完成后，交换机将利用这一MAC地址进行转发 ARP应用实例（1） 设在一个以太网上，主机A和主机B之间要通过IP通信，则双方必须知道对方的MAC地址。每台主机都设ARP高速缓存，维护一个IP地址到MAC地址的转换表，即为ARP表，表中存放最近使用过的与本机通信的同网主机的IP地址和MAC地址的映射。在主机启动时，ARP表为空。 ARP应用实例（2） 假设源主机A（IP地址为10.10.10.1）要和目的主机B（IP地址为10.10.10.2）通信。首先查看主机A的ARP表，看其中是否含有10.10.10.2对应的ARP表项。 ARP缓存表中包含10.10.10.2对应的MAC地址，则主机A不用发送ARP包，而直接利用ARP表中的MAC地址把IP数据包进行帧封装，向目的主机B发送即可。 ARP应用实例（3） 如果在ARP表中找不到对应的地址项，则把该数据包放入ARP发送等待队列，然后用ARP协议创建一个ARP请求，并以广播方式发送ARP请求分组。 ARP应用实例（4） 主机A在收到ARP响应后，从分组中提取出目的IP地址及其对应的MAC地址，加入自己的ARP表中，并且把在发送等待队列中的所有数据包发送出去。 如果一条ARP表项很久没有使用了，则定时删除。ARP不是IP协议的一部分，它不使用 IP报文传送，而是直接装载在以太网帧的数据域中传输。 RARP逆地址解析协议 RARP协议可以实现MAC地址到IP地址的转换。无盘工作站在启动时，只知道自己的网络接口的MAC地址，而不知道自己的IP地址。它首先要使用RARP协议得到自己的IP地址后，才能和其他服务器通信。 如图 ，最典型的应用为网络打印机连接到网络中时，需要用到RARP协议获取IP地址。在一台无盘工作站启动时，工作站首先以广播方式发出RARP请求，RARP服务器就会根据提供的RARP请求中的MAC地址为该工作站分配一个IP地址，组织一个RARP响应包发送回去。 交换机 主机A RARP服务器 我的IP地址是什么 携带自身的MAC地址进行广播请求 查询MAC与IP映射关系，响应其IP 知识点三 IPv4地址基础知识 IPv4地址结构 IPv4地址的分类 子网掩码的作用 特殊的IP地址 IPv4地址结构 100 . 29 . 0 . 2 网络号 主机号 0517 – 83808237 区号 电话号 Internet 网络1 网络2 网络3 主机1 主机2 主机3 互联网层次结构 思考： 如何确定网络号呢 IPv4地址的分类 A类 B类 C类 D类 E类 字节1 字节2 字节3 字节4 0 网络号 主机号 1 0 网络号 主机号 1 1 0 网络号 主机号 1 1 1 0 多播地址 1 1 1 1 预留 第一字节范围 00000000 01111111 10000000 10111111 11000000 11011111 11100000 11101111 11100000 11101111 0~127 128~191 192~223 224~239 240~255 A B C三类为常用地址 D类为多播地址 保留为实验科研用 192.168.1.1 C类 每类网络所包含主机数量 IP地址类别 网络地址长度 子网掩码 包含主机数量 A类 B类 C类 8位 255.0.0.0 224-2=16777214 16位 255.255.0.0 216-2=65534 24位 255.255.255.0 28-2=254 11111111 00000000 00000000 00000000 255 . 0 . 0 . 0 子网掩码的作用 通过将网络号所占二进制位置为1，主机号所占二进制位置为0，然后转换成十进制计算得来的。用来确定IP地址的网络号。 子网掩码 100 . 29 . 0 . 2 网络号 主机号 01100100 00011101 00000000 00000010 11111111 11111111 00000000 00000000 255. 255 . 0 . 0 计算网络号方法 IP地址与子网掩码与运算 01100100 00011101 00000000 00000010 11111111 11111111 00000000 00000000 01100100 00011101 00000000 00000000 100 . 29 . 0 . 0 表示方法 100.29.0.0 / 16 前缀表示法 Netmask 路由器A 路由器B 路由器C 本网网络号：192.168.1.0 192.168.1.2 192.168.1.3 本网网络号：192.168.2.0 192.168.2.2 192.168.2.3 本网网络号：192.168.3.0 192.168.3.2 192.168.3.3 路由器D 主机A 子网掩码的作用 应用举例： 目的地址：192.168.3.3 目的地址：192.168.3.3 取出目的地址 使用设定的子网掩码 子网掩码：255.255.255.0 & 网络号：192.168.3.0 特殊的IP地址-网络地址 网络地址包含了一个有效的网络号和一个全“0”的主机号。 如：114.0.0.0/8 主机位全为0，为网络号，因此不能分配给主机使用。 11.17.1.2 11.17.1.3 212.1.10.1 212.1.10.2 212.1.10.3 路由器A 路由器B 路由器C 特殊的IP地址-直接广播 直接广播（Directed Broadcasting） 包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，即将IP地址中的主机号部分全部设置为1，如192.168.1.255/24 目的地址：212.1.10.255 路由器转发直接广播包 发送到212.1.10.0网络中的所有主机 特殊的IP地址-有限广播 有限广播（Limited Broadcasting） 也称受限广播地址，指32位全为“1”的IP地址，即255.255.255.255。用于本网广播，即被限制在本网络之中。 目的地址： 255.255.255.255 路由器隔离有限广播包 212.7.10.1 212.7.10.2 212.7.10.3 路由器A 路由器B 路由器C 11.0.0.2 11.0.0.3 11.0.0.4 11.0.0.5 主机A 主机B 主机C 主机D 主机H 主机I 主机E 主机F 主机G 特殊的IP地址-多播地址 多播（Limited Broadcasting） 多播（Multicast）也称为组播，D类的IP地址就属于多播地址。 路由器A 发送多播数据包 路由器复制多播数据包 224.0.0.1 224.0.0.6 特殊的IP地址-环回地址 环回地址 在A类网络中，当网络号部分为127，主机号为任意值时的地址称为环回地址。它主要用于网络软件测试以及本地进程之间的通信。 本地主机 特殊的IP地址-保留地址 0.0.0.0 表示所有不清楚的主机和目的网络 169.254.*.* 使用DHCP无法自动获取地址时，系统自动分配这个网段的地址 C:\>route print Active Routes: Network Destination Netmask Gateway Interface Metric 0.0.0.0 0.0.0.0 210.29.228.65 210.29.228.68 20 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 169.254.0.0 255.255.0.0 210.29.228.68 210.29.228.68 20 224.0.0.0 240.0.0.0 210.29.228.68 210.29.228.68 20 255.255.255.255 255.255.255.255 210.29.228.68 210.29.228.68 1 Default Gateway: 210.29.228.65 知识点四 IPv4子网划分 子网划分的原因 划分子网的方法 等长子网划分的规则 非等长子网划分的规则 超网与无类域间路由 子网划分的原因 出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们联系起来。 子网划分（Subnetting）技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。 子网划分的原因 A B C 网络号 网络号 网络号 8位 24位 16位 16位 24位 8位 主机号 主机号 主机号 03 方便网络管理和故障诊断 02 增强系统安全性 01 有效利用IP地址，改进系统性能 子网划分原因 2 ABC三类网络中主机数 1 16777214 65534 254 子网划分的方法 借位：从主机最高位开始借位变为新的子网位，剩余部分仍为主机位 ，使IP地址的格式变为： 16位 16位 B类IP地址 划分子网 16位 m位 n位 + = 16位 主机号 网络号 网络号 子网号 主机号 网络号 主机号 16位 m位 + 子网划分的方法 按照网络数量划分 1 公式: 2n≥N N代表网络数量 n代表子网位数 11000000 10101000 00000001 举例：原有网络号192.168.1.0/24，划分成2个网络 网络1 网络2 2n≥2 n=1 00000000 00000000 00000000 192.168.1. 192.168.1.0/25 网络1 10000000 192.168.1. 192.168.1.128/25 网络2 子网划分的方法 按照主机数量划分 2 公式: 2n-2≥N N代表主机数量 n代表主机所占位数 -2是指减掉主机位全0和全1的两种情况 11000000 10101000 00000001 举例：原有网络号192.168.1.0/24，其中一个网络包含100台主机 2n-2≥100 n=7 00000000 00000000 00000000 192.168.1. 192.168.1.0/25 10000000 192.168.1. 192.168.1.128/25 100台主机 等长子网划分 假设B类网络 172.17.0.0，将主机号分为两部分，其中，8bit用于子网号，另外8bit用于主机号，那么这个B类网络就被分为256个子网，每个子网可以容纳254台主机。下图给出了两个地址，其中一个是未划分子网中的主机IP，而另一个是子网中的IP地址,，你也许会发现一个问题，这两个地址从外观上没有任何差别，那么，应该如何区分这两个地址呢？前面介绍过，通过子网掩码，可以指出一个IP地址中的哪些位对应于网络地址，哪些位对应于主机地址。 等长子网划分的规则 （1）借主机号的高位作为子网号，子网号最终会纳入到网络号中。 （2）每个子网能够容纳的主机数一样。 （3）网络地址和广播地址不能给主机使用。 （4）在本子网中，有效主机范围的最小值=网络地址+1。 （5）有效主机范围的最大值=广播地址-1。 （6）下一个子网的网络地址=上一个子网的广播地址+1。 （7）知道主机号所在的位数x，会算能够容纳2x-2台主机。 等长子网划分实例（1） 举例：原有网络号192.168.1.0/24，划分成2个网络。 分析：首先192.168.1.0/24属于C类IP地址，其网络号占24位，主机号占8位，由于要划分2个网络，需要1位子网号，则主机号就变成了8-1=7位，那每个子网可以容纳的主机数量位27-2，即126。 子网1：网络地址为192.168.1.0000 0000/25 子网2：网络地址为192.168.1.1000 0000/25 其中子网1中，主机位全0为网络地址，主机位全1为广播地址。 子网1： 网络地址为192.168.1.0000 0000（192.168.1.0） 　　　　广播地址为192.168.1.0111 1111（192.168.1.127） 那么子网1能够容纳的主机IP范围为：192.168.0.1~192.168.1.126 子网2：网络地址为192.168.1.1000 0000（192.168.1.128） 　　　 广播地址为192.168.1.1111 1111（192.168.1.255） 那么子网2能够容纳的主机IP范围为：192.168.0.129~192.168.1.254 通过以上的办法就可以将原有网络号192.168.1.0/24，划分成2个网络。 等长子网划分实例（2） 举例：原有网络号192.168.1.0/24，由于公司有4个部门，分别是研发，采购，测试，市场部门，每个部门50台电脑，需要给每个部门分配一个子网。 分析：首先192.168.1.0/24属于C类IP地址，其网络号占24位，主机号占8位，由于要划分4个子网，供4个部门使用，需要2位子网号，分别是00子网，01子网，10子网和11子网。则主机号就变成了8-2=6位，那每个子网可以容纳的主机数量位26-2，即62。 子网1：网络地址为192.168.1.0000 0000/26 子网2：网络地址为192.168.1. 0100 0000/26 子网3：网络地址为192.168.1. 1000 0000/26 子网4：网络地址为192.168.1. 1100 0000/26 非等长子网划分VLSM 路由器B 路由器A Internet 3楼：54个IP 2楼：101个IP 2个IP 可变长子网掩码（VLSM）：各子网主机规模不一致的情况，允许在同一网络范围内使用不同长度子网掩码。 192.168.1.0/24 例 192.168.1. 00000000 1.按照2楼主机数划分 2n-2≥101 n=7 192.168.1.0/25 192.168.1.128/25 10000000 2楼使用 其他网络使用 2.按照3楼主机数划分 2n-2≥54 n=6 192.168.1. 10000000 11000000 192.168.1.128/26 192.168.1.192/26 3楼使用 其他网络使用 3.为路由器之间网络划分 2n-2≥2 n=2 192.168.1. 11000000 192.168.1.192/30 路由器之间使用 非等长子网划分实例（1） 举例：某网络分配到C类IP地址192.168.1.0/24，要划分4个子网，子网A有125台主机，子网B有47台主机，子网C有6台主机，子网D有2台主机，请设计满足要求的IP地址分配方案。 分析：首先192.168.1.0/24属于C类IP地址，其网络号占24位，主机号占8位，由于要划分4个子网，需要2位子网号。则主机号就变成了8-2=6位，那每个子网可以容纳的主机数量位26-2，即62。也就是每个子网最多只能分配62个IP地址，而题目中子网A需要有125台主机，所以等长子网掩码的划分已经无法满足题目要求。这里为了能更加灵活的使用IP地址，引入了非等长子网掩码设计方案。 非等长子网划分实例（2） 首先子网A需要125个IP地址，说明划分子网A需要7位主机位，所以子网位占1位。即把192.168.1.0/24划分为两个子网。 子网1：网络地址为192.168.1.0000 0000/25 子网2：网络地址为192.168.1.1000 0000/25 其中子网1可以容纳的主机IP地址范围为：192.168.1.1~192.168.1.127，可以分配给子网A。而子网2作为其他网络的IP地址的总和。由于子网B需要47个IP地址，即需要6位主机位，即把子网2再划分为两个子网。 子网3：192.168.1.1000 0000/26 子网4：192.168.1.1100 0000/26 其中子网3可以容纳的主机IP地址范围为：192.168.1.129~192.168.1.190，可以分配给子网B。而子网4作为其他网络的IP地址的总和。由于子网C只需要6个IP地址，即需要3位主机位，把子网4再分为以下子网。 子网5：192.168.1.1100 0000/29 子网6：192.168.1.1100 1000/29 其中子网5可以容纳的主机IP地址范围为：192.168.1.193~192.168.1.198, 可以分配给子网C。而子网6也可以分配6个IP地址，可以分配给子网D。 非等长子网划分实例（3） 如表所示，根据非等长子网掩码方法制作IP地址分配方案。 超网与无类域间路由 目前，在Internet上便用的IP地址是在1978年确立的协议，它由4段8位二进制数字组成。由于Internet 协议当时的版本号为4，因而称为“IPv4"。尽管这个协议在理论上有大约43亿个IP地址，但并不是所有的地址都得到充分的利用，部分原因在于Internet信息中心InterNIC把IP地址分配给许多机构，而A类和B类地址所包含的主机数太多，比如，一个B类网络135.41.0.0，在该网络中所包含的主机数可以达到65534个，这么多地址显然并没有被充分利用，另外，在一个C类网络中只能容纳254台主机，而对于拥有上千台主机的单位来说，获得一个C类网络地址显然是不够的。 此外，由于Internet的迅猛扩展，主机数量急剧增加，它正以非常快的速度耗尽目前尚未使用的IP地址，B类网络很快就要被用完。为了解决当前IP地址面临严重的资源不足的问题，InterNIC设计了一种新的网络分配方法。与分配一个B类网络不同，InterNIC给一个单位分配一个C类网络的范围，该范围能容纳足够的网络和主机，这种划分方法实质上是将若干个C类网络合并成一个网络，这个合并后的网络称为超网。 超网与无类域间路由 假设一个单位拥有2000台主机，那么InterNIC并不是给它分配一个B类的网络，而是分配8个C类的网络。每个C类网络可以容纳254台主机，总共2032台主机。虽然这种方法有助于节约B类网络，但它也导致了新的问题。采用通常的路由选择技术，在Internet上的每个路由器的路由表中必须有8个C类网络表项才能把IP包路由到该单位。 为防止路由器被过多路由淹没，无类域间路由(Cassless Inter Domain Routing ,CIDR)的技术把多个网络表项缩成一个表项。无类别域间路由将若干个较小的网络合并成个较大的网络，以可变长子网掩码的方式重新分配网络号，其目的是为了将多个IP网络地址结合起来使用。 因此，使用了CIDR后，在路由表中只用一个路由表项就可以表示分配给该单位的所有C类网络。在概念上CIDR创建的路由表项可以表示为：[起始网络，数量]，其中，起始网络表示所分配的第一个C类网络的地址，数量是分配的C类网络的总个数。 无类域间路由 由于使用了VLSM无形中增加了路由条目，降低了通信效率，因此利用CIDR可以将若干个 较小的网络合并成一个较大的网络 无类域间路由（CIDR）： 路由器A 路由器C 路由器B Internet 200.1.0.0/24 200.1.1.0/24 200.1.2.0/24 200.1.3.0/24 200.1.4.0/24 200. 1.5.0/24 边界路由器 11001000 00000001 00000000 00000000 11001000 00000001 00000001 00000000 11001000 00000001 00000010 00000000 11001000 00000001 00000011 00000000 11001000 00000001 00000100 00000000 11001000 00000001 00000101 00000000 11001000 00000001 00000 000 00000000 网络1： 网络2： 网络3： 网络4： 网络5： 网络6： 汇聚后的 超网地址 200.1.0.0/21 CIDR实例（1） 该企业网络有1500个主机，由于难以申请 B类地址，因此为该企业申请了8个连续的C类地址：192.56. 0. 0/24~192. 56. 7.0/24，解决了地址资源短缺的问题。但是，这样的地址分配方案就使这个企业的网络变成了8个相对独立的C类网络，如果这8个C类网络名自管理，会显著增加网络管理的开销。例如，各个子网之间通信需要通过路由器，在企业网与外部网络之间的边界路由器上则需要为这8个C类网络生成8条路由信息，从而增加了路由器的设备投资及管理开销。 CIDR实例（2） 采用CIDR，可以将这8个连续的C类网络汇聚成一个网络，见右表，所有8个C类网络的前21位都是相同的，第三个字节的最后3位从000变到111，因此该网络的网络号可表示为192.56.0.0,对应的子网拖码可定为255.255.248.0，即地址的前21位标识网络，剩余的11位标识主机。而在企业网与外部网的边界路由器上只要生成一条关于192.56.0.0/21的路由信息即可。 CIDR实例（3） 从上面的例子可以看出，CIDR既可在一定程度上解决B类地址严重缺乏的问题，又能有效防止网络管理开销的膨胀。但在具体运行CIDR时必须遵守下列两个规则： (1)网络号的范围必须是2N，如2、4、8、16等。 (2)网络地址最好是连续的。 若能满足上述规则，就可以使用速算的方法来快速确定合并后超网的子网掩码。若一个单位需要2000多台计算机，若用二进制数表示2000时，需要使用至11个比特位(211=2048)。 因此，对于一个32bit的IP地址来说，其中，11位要用于主机号，剩余的21位就要作为网络号，从而得出子网掩码为255.255.248.0。 需要注意的是，使用可变长子网划分、超网和CIDR配置网络时，要求相关的路由器和路由协议必须能够支持。 用于IP路由的路由信息协议RIP版本2（RIP2）和边界网关协议版本4（BGPv4）都可以支持可变长子网划分和CIDR，而RIP版本（RIPV1）则不支持。 知识点五 IPv4与IPv6 IPv4的局限性与缺点 IPv6及其技术新特征 地址资源已经耗尽 1 路由表越来越大 2 缺乏QoS保证 3 地址上分配不便 4 IPv4的局限性与缺点 IPv4 提供的IP地址位数是32位，即40亿个左右的地址。随着连接到 Internet上的主机数目的迅速增加，2019年11月26日，全球所有的IPv4地址已经分配完毕。 由于IPv4采用与网络拓扑结构无关的形式来分配地址，所以随着连入网络数目的增长，路由器数目飞速增加，相应地，决定数据传输路由的路由表也就在不断增大。 IPv4遵循Best Effort原则，这一方面是一个优点， 因为它使IPv4简单高效；但另一方面它对Internet上涌现出的新业务类型缺乏有效的支持，如实时业务和多媒体业务，这些应用要求提供一定的服务质量保证(QoS)，如带宽、延迟和抖动等。 IPv4采用手工配置的方法来给用户分配地址，这不仅增加了管理和规划的夏杂程度，还不利于为那些需要移动性的用户提供更好的服务。 服务质量方面 1 安全方面 2 IPv6及其技术新特征 IPv6数据包的格式包含一个8位的业务流类别（Class）和一个新的20位的流标签（Flow Label）。它的目的是允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在数据包上加上标记，中间节点在接收到一个数据包后，通过验证它的流标签，就可以判断它属于哪个流，然后就可以知道数据包的QoS需求，并进行快速的转发。 虽然两种IP标准目前都支持IPsec（IP安全协议），但是IPv6是将安全作为自身标准的有机组成部分，安全的部署是在更加协调统一的层次上，而不像IPv4那样通过叠加的解决方案来实现安全。通过IPv6中的IPsec可以对IP层上的通信提供加密/授权，可以实现远程企业内部网（如企业VPN网络）的无缝接入，并且可以实现永远连接。 移动IPv6方面 3 组播技术 4 IPv6及其技术新特征 移动性无疑是互联网上最精彩的服务之一。移动IPv6协议为用户提供可移动的IP数据服务，让用户可以在世界各地都使用同样的IPv6地址，非常适合未来的无线上网。 组播是一种允许一个或多个发送者发送单一的数据包给多个接收者的网络技术，它适用于一点到多点或多点到多点的数据传输业务。IPv6为组播预留了一定的地址空间，其地址高8位为"11111111"，后跟120位组播组标识。发送方只需要发送数据给该组播地址，就可以实现对多个不同地点用户数据的发送，而不需要了解接收方的任何信息。 部分习题答案 1、（单选题）IP地址由一组( )比特的二进制数字组成。 A.8 B.16 C.32 D.64 2、（单选题）某部门申请到一个C类IP地址，若要划分为14个子网，其掩码应为（）。 A.255.255.255.255 B.255.255.255.128 C.255.255.255.240 D.255.255.255.192 3、（单选题）一个C类网络203.87.90.0/24中的主机数目为（）。 A.254 B.255 C.256 D.128 4、（单选题）如果某个网段的子网掩码是255.255.192.0，那么下列（）主机必须通过路由器才能与主机129.23.144.16通信？ A.129.23.191.21 B.129.23.127.222 C.129.23.130.33 D.129.23.148.127 部分习题答案 5、（单选题）ARP协议的主要功能是（）。 A.将IP地址解析为物理地址 B.将物理地址解析为IP地址 C.将主机名解析为IP地址 D.将IP地址解析为主机名 6、（单选题）IP地址255.255.255.255称为（）。 A.直接广播地址 B.有限广播地址 C.回送地址 D.间接广播地址 7、（多选题）IPv6技术新特征包括（）。 A.服务质量 B.安全 C.移动IPv6 D.组播技术 计算机网络发展的四个阶段 一级标题 二级标题 三级标题 1.面向单机的网络互连模式 (一) 面向单机的网络互连模式 字体 中文 思源黑体 CN Normal 英文 Times New Roman 标题 迷你简菱心 双击安装 颜色 辅色 $$