数据通信与计算机网络18ppt课件
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址为组播地址，E类地址为将来使用的保留地址。
主机号的所有位全为“0”或全为“1”的IP地址不用于表示 单个主机
主机号的所有位全为“0”是网络地址，用于标识一个网络，如 106.0.0.0指明网络号为106的一个A类网络。
主机号的所有位全为“1”是广播地址，如106.255.255.255用于向 位于106.0.0.0网络上的所有主机广播。
A类地址的每个网络的主机范围：0.0.0~255.255.255，主机号全0即 0.0.0属于该网络的网络地址，主机号全1即255.255.255属于该网络的广 播地址，所以实际能使用的主机地址是0.0.1~255.255.254，即224-2个主 机，大约1600万台，所以单个A类地址构成的网络是非常巨大的；
B类地址的每个网络的主机范围：0.0~255.255，主机号全0即0.0属于该 网络的网络地址，主机号全1即255.255属于该网络的广播地址，所以实 际能使用的主机地址是0.1~255.254，即216-2个主机0.0 ～ 191.255.255.255
➢IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址；
➢IP地址是一个逻辑地址；(与MAC地址比较一下)
➢因特网上的IP地址具有全球唯一性；
➢32位，4个字节，常用点分的十进制标记法：
如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为 10.2.0.1
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3
• IP地址有固定的格式：32位二进制数，分成4 段（每段8位），中间用“.”分隔，常用4个十 进制数表示。如：
11 … … … … … … … … 11 00 …. 00
“网络号+子网号”部分
“主机号”部分
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24
子网掩码计算
前面的例子中：网络号24位，子网号2位，总共 26位。所以子网掩码为：
11111111 11111111 11111111 11000000 即 255 . 255 . 255 . 192
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5
IP地址由“网络号”+“主机号”组成
一个人的身份证号码：3 4 0 1 25801012233
地区代码 个人标识代码
一个主机的IP地址：192.168.0. 10 网络号 主机号
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6
IP地址由“网络号”+“主机号”组成
网络号：用于表示该机所在的网络标识 主机号：用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识
C类地址的范围： 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255
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12
D类和E类地址
D类地址
28bits
D类： 1110
组播地址
1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
即224.0.0.0~239.255.255.255
E类地址
27bits
E类： 11110
缺省子网掩码：A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0
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25
子网地址计算
子网掩码∧ IP地址，结果就是该 IP地址的网络号。 例如：IP地址202.117.1.207，子网掩码255.255.255.224
11001010 01110101 00000001 110 01111 ∧ 11111111 11111111 11111111 111 00000
A类地址的范围： 1.0.0.0 ～ 126.255.255.255
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10
B类地址
B类地址：最高位必须是“10”；
14bits B类： 10 网络号
16bits 主机号
10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
B类地址的网络范围：128.0～191.255，共214个B类网络；
1）对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址： ∵24＜20＜25，∴选择5位作为子网地址，共可提供 32个子网地址。
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求： ∵ 子网地址为5位，故还剩3位可以用作主机地址。而 23＞5+2，所以可以满足每子网5台主机的要求。
3）子网掩码为255.255.255.248。 （11111000B = 248 ）
10101100.00010000.00000000.0 0001010
172.16.0.10
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4
IP地址的结构：网络号（netid）+ 主机号（hostid）
网络号标识了该主机（网络设备）所属的物理网络
主机号则是该主机在所属网络中的具体地址
IP地址划分为五类：A-E类，常用的为A、B、C类，D类地
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21
子网划分的方法：
例子：万里学院，一个C类网段，202.112.10.0 把这块地址均分给四个学院，构成四个子网：
电信学院， 202.112.10.0～63 计院， 202.112.10.64～127 商学院， 202.112.10.128～191 外语学院， 202.112.10.192～255
127.0.0.1默认为任 何主机的IP地址， 不可供用户分配。
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9
A类地址
A类地址：最高位必须是“0”；
7bits
24bits
A类： 0 网络号
主机号
0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
A类地址的网络范围：0～127，0和127保留，所以实际使用的只是1～ 126，共126（27）个A类网络；
...
1111 局域网中的广播
网络号 1111
...
1111 对指定网络的广播
网络号 0000 ...
0000 网络地址
127
任意值
回路
一般来说，主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。
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15
私有地址
规定：只能用于内联网 A 10.0.0.0 - 10.255.255.255 B 169.254.0.0 - 169.254.255.255 172.16.0.0 – 172.31.255.255 C 192.168.0.0 – 192.168.255.255
显然，每个学院分到64个地址
主机号只需6位
原主机号中的高2位就用作子网号
2位子网号可确定4个子网，3位就是8个，4位就是24个子网
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22
因此，
根据子网的大小确定新的主机号位数，再根据 IP地址的标准分类，剩下的就是子网号位数；
或者，根据子网的数目确定子网号的位数，那 么剩下的位数就是新的主机号；
11000000 10101000 00000001 xxxyyyyy
网络号+子网号
新的主机号部分
子网号为全“0”全“1”不能使用，于是划分出23-2=6个子网，
子网地址分别为：
11000000 10101000 00000001 00100000 -- 192.168.1.32 11000000 10101000 00000001 01000000 -- 192.168.1.64 11000000 10101000 00000001 01100000 -- 192.168.1.96 11000000 10101000 00000001 10000000 -- 192.168.1.128 11000000 10101000 00000001 10100000 -- 192.168.1.160 11000000 10101000 00000001 11000000 -- 192.168.1.192
C类
第1、2、3字 节
第4字节
192.168.0.5
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8
IP地址的分类：
A类 B类 C类 D类 E类
第一字节范围
用殊
1~126 可供用户分配
128~191 192~223 224~239 240~254
可供用户分配
可供用户分配
有特殊之用，不可供用 户自由分配 保留，也不可供用户自 由分配
另外：
应用原则：网络号相同的主机，处于同一网段中；同一 网段中，不允许有主机号相同的主机
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7
IP地址由“网络号”+“主机号”组成
一般情况下A、B、C三类IP地址中的网络号和主机号的划分
网络号
主机号
例
A类
第1字节
第2、3、4字 节
120.98.108.1
B类 第1、2字节 第3、4字节 172.16.0.11
保留地址
11110xxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
即240.0.0.0~247.255.255.255
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13
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14
保留的IP地址（表8.2）
以下这些IP地址具有特殊的含义:
00...00 0000 ...
0000 本机
00...00
主机号
本网中的主机
11...11 1111
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19
01
B类
10
8
网络号
01
B类
10
8
网络号
16
24
31
主机号
(a) 划分子网前
7位
9位
16
22
24
31
子网号
主机号
(b) 划分子网后 图8.2 B类地址子网划分
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20
子网划分举例
例如：C类网络192.168.1.0，主机号部分的前三位用
于标识子网号，即：网络号+子网号
新的主机号部分
第8章 网际互联：IP
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1
本章重点内容
掌握IP地址及其分配方法 了解IP数据报的格式及其分段和重组 掌握IP数据报的转发方式 了解ARP协议和物理地址与IP地址的关系 了解ICMP协议
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2
8.1 IP地址
8.1.1 IP地址分类及其表示
Internet上的主机可以通过IP地址来标识和区分 数据被分组为一个个IP数据报，并由主机和路由器中的IP协议（Internet Protocol，网际互联协议）模块负责，将IP数据报通过Internet上一个个 网络最终传送到目的主机
4）子网地址可在8、16、24、32、……、240共30个地 址中任意选择20个。
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27
C类地址均衡子网划分总结
给定一个C类地址：24位网络号＋8位主机号 进行子网划分：
网络号不变：24位 原主机号＝子网号＋新的主机号＝8位
假设子网号n位，则新的主机号（8-n）位，则对应的子网 数目为：2n个，每个子网的IP地址数为2（8-n），每个子网 可用的IP地址数为2（8-n）－2
IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号
这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称 为子网划分。前提：网络规模较小，IP地址空间没有全
部利用。
例如：三个LAN，主机数为30，60，80，均少于C类地 址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C类IP地址显然 有点浪费。
问题
进行子网划分后，网络地址和广播地址怎么变化？ 给定一个IP地址怎么确定该地址属于哪个子网？
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23
•子网掩码（Subnet Mask）
子网划分后，如何识别不同的子网？ 解决：采用子网掩码来分离网络号和主机号。 子网掩码格式：32比特，网络号＋子网号部分全为“1” ，主机号部分全为“0”。
11001010 01110101 00000001 110 00000
∴子网地址为：202.117.1.192
主机号为：15
主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否 则需要使用路由器（或网关）实现互联。
推论：若两个IP地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。
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26
子网规划举例
网络分配了一个C类地址：201.222.5.0。假设需要20个子网，每 个子网有5台主机。 试确定各子网地址和子网掩码。
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16
例子
1．找出不能分配给主机的IP地址，并说明 原因。
A．127.0.0.1
B．231.222.0.11
C．126.1.0.0
D．197.121.254.255
E．138.117.34.32
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17
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18
8.1.2 IP地址分配与子网划分
因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增，带来的 问题是：
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11
C类地址
C类地址：最高位必须是“110”；
C类： 110
21bits 网络号
8bits 主机号
110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
C类地址的网络范围：192.0.0～223.255.255，共221个C类网络，大约 200万个；
C类地址的每个网络的主机范围：0~255，主机号全0即0属于该网络的网 络地址，主机号全1即255属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主 机地址是1~254，即28-2个主机，即254台，所以单个C类地址构成的局 域网络大小是比较合适的；
主机号的所有位全为“0”或全为“1”的IP地址不用于表示 单个主机
主机号的所有位全为“0”是网络地址，用于标识一个网络，如 106.0.0.0指明网络号为106的一个A类网络。
主机号的所有位全为“1”是广播地址，如106.255.255.255用于向 位于106.0.0.0网络上的所有主机广播。
A类地址的每个网络的主机范围：0.0.0~255.255.255，主机号全0即 0.0.0属于该网络的网络地址，主机号全1即255.255.255属于该网络的广 播地址，所以实际能使用的主机地址是0.0.1~255.255.254，即224-2个主 机，大约1600万台，所以单个A类地址构成的网络是非常巨大的；
B类地址的每个网络的主机范围：0.0~255.255，主机号全0即0.0属于该 网络的网络地址，主机号全1即255.255属于该网络的广播地址，所以实 际能使用的主机地址是0.1~255.254，即216-2个主机0.0 ～ 191.255.255.255
➢IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址；
➢IP地址是一个逻辑地址；(与MAC地址比较一下)
➢因特网上的IP地址具有全球唯一性；
➢32位，4个字节，常用点分的十进制标记法：
如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为 10.2.0.1
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3
• IP地址有固定的格式：32位二进制数，分成4 段（每段8位），中间用“.”分隔，常用4个十 进制数表示。如：
11 … … … … … … … … 11 00 …. 00
“网络号+子网号”部分
“主机号”部分
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24
子网掩码计算
前面的例子中：网络号24位，子网号2位，总共 26位。所以子网掩码为：
11111111 11111111 11111111 11000000 即 255 . 255 . 255 . 192
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5
IP地址由“网络号”+“主机号”组成
一个人的身份证号码：3 4 0 1 25801012233
地区代码 个人标识代码
一个主机的IP地址：192.168.0. 10 网络号 主机号
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6
IP地址由“网络号”+“主机号”组成
网络号：用于表示该机所在的网络标识 主机号：用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识
C类地址的范围： 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255
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12
D类和E类地址
D类地址
28bits
D类： 1110
组播地址
1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
即224.0.0.0~239.255.255.255
E类地址
27bits
E类： 11110
缺省子网掩码：A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0
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25
子网地址计算
子网掩码∧ IP地址，结果就是该 IP地址的网络号。 例如：IP地址202.117.1.207，子网掩码255.255.255.224
11001010 01110101 00000001 110 01111 ∧ 11111111 11111111 11111111 111 00000
A类地址的范围： 1.0.0.0 ～ 126.255.255.255
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10
B类地址
B类地址：最高位必须是“10”；
14bits B类： 10 网络号
16bits 主机号
10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
B类地址的网络范围：128.0～191.255，共214个B类网络；
1）对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址： ∵24＜20＜25，∴选择5位作为子网地址，共可提供 32个子网地址。
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求： ∵ 子网地址为5位，故还剩3位可以用作主机地址。而 23＞5+2，所以可以满足每子网5台主机的要求。
3）子网掩码为255.255.255.248。 （11111000B = 248 ）
10101100.00010000.00000000.0 0001010
172.16.0.10
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4
IP地址的结构：网络号（netid）+ 主机号（hostid）
网络号标识了该主机（网络设备）所属的物理网络
主机号则是该主机在所属网络中的具体地址
IP地址划分为五类：A-E类，常用的为A、B、C类，D类地
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21
子网划分的方法：
例子：万里学院，一个C类网段，202.112.10.0 把这块地址均分给四个学院，构成四个子网：
电信学院， 202.112.10.0～63 计院， 202.112.10.64～127 商学院， 202.112.10.128～191 外语学院， 202.112.10.192～255
127.0.0.1默认为任 何主机的IP地址， 不可供用户分配。
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9
A类地址
A类地址：最高位必须是“0”；
7bits
24bits
A类： 0 网络号
主机号
0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
A类地址的网络范围：0～127，0和127保留，所以实际使用的只是1～ 126，共126（27）个A类网络；
...
1111 局域网中的广播
网络号 1111
...
1111 对指定网络的广播
网络号 0000 ...
0000 网络地址
127
任意值
回路
一般来说，主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。
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15
私有地址
规定：只能用于内联网 A 10.0.0.0 - 10.255.255.255 B 169.254.0.0 - 169.254.255.255 172.16.0.0 – 172.31.255.255 C 192.168.0.0 – 192.168.255.255
显然，每个学院分到64个地址
主机号只需6位
原主机号中的高2位就用作子网号
2位子网号可确定4个子网，3位就是8个，4位就是24个子网
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22
因此，
根据子网的大小确定新的主机号位数，再根据 IP地址的标准分类，剩下的就是子网号位数；
或者，根据子网的数目确定子网号的位数，那 么剩下的位数就是新的主机号；
11000000 10101000 00000001 xxxyyyyy
网络号+子网号
新的主机号部分
子网号为全“0”全“1”不能使用，于是划分出23-2=6个子网，
子网地址分别为：
11000000 10101000 00000001 00100000 -- 192.168.1.32 11000000 10101000 00000001 01000000 -- 192.168.1.64 11000000 10101000 00000001 01100000 -- 192.168.1.96 11000000 10101000 00000001 10000000 -- 192.168.1.128 11000000 10101000 00000001 10100000 -- 192.168.1.160 11000000 10101000 00000001 11000000 -- 192.168.1.192
C类
第1、2、3字 节
第4字节
192.168.0.5
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8
IP地址的分类：
A类 B类 C类 D类 E类
第一字节范围
用殊
1~126 可供用户分配
128~191 192~223 224~239 240~254
可供用户分配
可供用户分配
有特殊之用，不可供用 户自由分配 保留，也不可供用户自 由分配
另外：
应用原则：网络号相同的主机，处于同一网段中；同一 网段中，不允许有主机号相同的主机
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IP地址由“网络号”+“主机号”组成
一般情况下A、B、C三类IP地址中的网络号和主机号的划分
网络号
主机号
例
A类
第1字节
第2、3、4字 节
120.98.108.1
B类 第1、2字节 第3、4字节 172.16.0.11
保留地址
11110xxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
即240.0.0.0~247.255.255.255
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14
保留的IP地址（表8.2）
以下这些IP地址具有特殊的含义:
00...00 0000 ...
0000 本机
00...00
主机号
本网中的主机
11...11 1111
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19
01
B类
10
8
网络号
01
B类
10
8
网络号
16
24
31
主机号
(a) 划分子网前
7位
9位
16
22
24
31
子网号
主机号
(b) 划分子网后 图8.2 B类地址子网划分
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20
子网划分举例
例如：C类网络192.168.1.0，主机号部分的前三位用
于标识子网号，即：网络号+子网号
新的主机号部分
第8章 网际互联：IP
精选课件
1
本章重点内容
掌握IP地址及其分配方法 了解IP数据报的格式及其分段和重组 掌握IP数据报的转发方式 了解ARP协议和物理地址与IP地址的关系 了解ICMP协议
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2
8.1 IP地址
8.1.1 IP地址分类及其表示
Internet上的主机可以通过IP地址来标识和区分 数据被分组为一个个IP数据报，并由主机和路由器中的IP协议（Internet Protocol，网际互联协议）模块负责，将IP数据报通过Internet上一个个 网络最终传送到目的主机
4）子网地址可在8、16、24、32、……、240共30个地 址中任意选择20个。
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27
C类地址均衡子网划分总结
给定一个C类地址：24位网络号＋8位主机号 进行子网划分：
网络号不变：24位 原主机号＝子网号＋新的主机号＝8位
假设子网号n位，则新的主机号（8-n）位，则对应的子网 数目为：2n个，每个子网的IP地址数为2（8-n），每个子网 可用的IP地址数为2（8-n）－2
IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号
这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称 为子网划分。前提：网络规模较小，IP地址空间没有全
部利用。
例如：三个LAN，主机数为30，60，80，均少于C类地 址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C类IP地址显然 有点浪费。
问题
进行子网划分后，网络地址和广播地址怎么变化？ 给定一个IP地址怎么确定该地址属于哪个子网？
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•子网掩码（Subnet Mask）
子网划分后，如何识别不同的子网？ 解决：采用子网掩码来分离网络号和主机号。 子网掩码格式：32比特，网络号＋子网号部分全为“1” ，主机号部分全为“0”。
11001010 01110101 00000001 110 00000
∴子网地址为：202.117.1.192
主机号为：15
主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否 则需要使用路由器（或网关）实现互联。
推论：若两个IP地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。
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子网规划举例
网络分配了一个C类地址：201.222.5.0。假设需要20个子网，每 个子网有5台主机。 试确定各子网地址和子网掩码。
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例子
1．找出不能分配给主机的IP地址，并说明 原因。
A．127.0.0.1
B．231.222.0.11
C．126.1.0.0
D．197.121.254.255
E．138.117.34.32
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8.1.2 IP地址分配与子网划分
因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增，带来的 问题是：
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C类地址
C类地址：最高位必须是“110”；
C类： 110
21bits 网络号
8bits 主机号
110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
C类地址的网络范围：192.0.0～223.255.255，共221个C类网络，大约 200万个；
C类地址的每个网络的主机范围：0~255，主机号全0即0属于该网络的网 络地址，主机号全1即255属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主 机地址是1~254，即28-2个主机，即254台，所以单个C类地址构成的局 域网络大小是比较合适的；