第四章2IP协议及地址
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因特网的互连协议IP
（2）子网的划分方法 子网的划分方法是将单个网络号对应的主机 号分为两个部分，其中一部分用于子网号编 址，另一部分用于主机号编址，如下图所示。
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因特网的互连协议IP
（3）子网掩码（Subnet Mask） 在划分子网时，TCP/IP使用了子网掩码。子网掩码 也是一个32位的二进制数，其形式与IP地址相同。 它主要有两大功能：一是通过子网掩码，可以区分 一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网 地址）、哪些位对应于主机地址；二是将网络分为 多个子网。 子网掩码的取值，通常是将对应于IP地址中网络地 址（网络号和子网号）的所有位都设置为“1”，对 应于主机地址（主机号）的所有位都设置为“0”。
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IP协议及地址
(2)网络地址和主机地址
IP地址被分为网络地址（net-id）和主机地址 （host-id）两部分。 IP地址的格式可表示为：网络地址+主机地址。 IP地址的这种结构使我们在Internet上很方便地 进行寻址，先按IP地址中的网络号net-id把网络 找到，再按主机号host-id把主机找到。
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因特网的互连协议IP
主 机 域 名
www.cumtb.edu.cn
DNS IP地 址
202.112.209.88
ARP
RARP
硬 件 地 址
0020ED5240F3
图9-6 主机域名、IP地址与物理地址之间的转换
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因特网的互连协议IP
2 子网划分技术 （1）子网的概念 传统的IP地址用A,B,C等类划分，网络号与主机号 的分隔必须固定在某个点分符上，在IP地址越来越 紧张的时候这个问题就很突出了。可变长子网掩码 VLSM(RFC1009)允许在主机号的比特位中继续定 义子网掩码/子网扩展前缀，分隔不必在点分符上。 用IP地址中的主机号（host-id）字段中的前若干 比特位作为“子网号字段”，后面剩下的仍为主机 号字段，再通过路由器将划分出的子网互连形成单 位内部网，便于网络的管理和使用。
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因特网的互连协议IP
(6)IP地址与硬件地址
IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。 IP地址与硬件地址的关系如下图。
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因特网的互连协Leabharlann BaiduIP
(7)地址的转换
每一个Internet上的主机都有与之对应的三个地址， 即物理地址（硬件地址）、IP地址和主机域名。 主机的物理地址是网卡制造者制作在网卡上的无法 改变的地址码。 IP地址是一种二进制数的网络标识和主机标识，数 字型标识对计算机网络是最有效的，但对使用网络 的人却不愿意使用难于记忆的IP地址，为此人们研 究出一种字符型标识，这就是主机的域名。 主机域名、IP地址和物理地址之间的关系如下图。
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因特网的互连协议IP
子网掩码和IP地址结合使用，对子网掩码和 IP地址进行“按位与”运算，可以分出一个IP 地址的网络号和主机号。下表是一个例子，IP 地址为141.58.97.235的主机，如采用的子网掩 码是255.255.240.0，通过“与”运算，可以断 定该主机是141.58.96.0网络中的第491号主机。
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IP协议及地址
(4)IP地址类型的识别
A 类 地 址 ： 第 一 个 数 的 范 围 在 0 ～ 127 之 间 ， 地址范围从1.0.0.1至126.255.255.254。 B 类地址：第一个数的范围在 128 ～ 191 之间， 地址范围从128.1.0.1至191.255.255.254。 C 类地址：第一个数的范围在 192 ～ 223 之间， 地址范围从192.0.1.1至223.255.255.254。
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IP协议及地址
(3)IP地址的分类
为了便于对IP地址进行管 理，同时还考虑到网络的 差异很大，将IP地址分为 5类，即A类、B类、C类、 D类和E类，其中D类地址 是组播地址，E类地址保 留今后使用。目前使用的 IP地址仅A至C三类。 在IP地址的开头用1位或 几位以标识IP地址的类型， 如右图所示。
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IP协议及地址
1 IP地址及转换
(1)IP地址及其表示方法
Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配 一个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主 机分配一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。 由于32位的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了 便于用户阅读和理解IP地址，Internet管理委员会采 用了一种“点分十进制”方法表示IP地址。如下图所 示。
例如，IP地址是138.10.118.25，它是一个B类地址， 网络ID是138.10，主机ID是118.25。
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因特网的互连协议IP
(5)内部网可用IP地址 为了避免某个单位内部网选择任意网络地址， 造成与合法的Internet地址发生冲突，IETF 分配了具体的A类、B类和C类地址供单位内 部网使用，这些地址为： 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
名称 IP地址 子网掩码 对应的网络号 对应的主机号 十进制形式 141.58.97.235 255.255.240.0 141.58.96.0 0.0.1.235(491) 二进制形式 10001101 00111010 01100001 11101011 11111111 11111111 11110000 00000000 10001101 00111010 01100000 00000000 00000000 00000000 00000001 11101011
IP协议及地址
互连网协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协 议之一，与IP协议配套使用的还有三个协议：
地址转换协议ARP（Address Resolution Protocol）。 反向地址转换协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。 Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）。
因特网的互连协议IP
（2）子网的划分方法 子网的划分方法是将单个网络号对应的主机 号分为两个部分，其中一部分用于子网号编 址，另一部分用于主机号编址，如下图所示。
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因特网的互连协议IP
（3）子网掩码（Subnet Mask） 在划分子网时，TCP/IP使用了子网掩码。子网掩码 也是一个32位的二进制数，其形式与IP地址相同。 它主要有两大功能：一是通过子网掩码，可以区分 一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网 地址）、哪些位对应于主机地址；二是将网络分为 多个子网。 子网掩码的取值，通常是将对应于IP地址中网络地 址（网络号和子网号）的所有位都设置为“1”，对 应于主机地址（主机号）的所有位都设置为“0”。
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IP协议及地址
(2)网络地址和主机地址
IP地址被分为网络地址（net-id）和主机地址 （host-id）两部分。 IP地址的格式可表示为：网络地址+主机地址。 IP地址的这种结构使我们在Internet上很方便地 进行寻址，先按IP地址中的网络号net-id把网络 找到，再按主机号host-id把主机找到。
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因特网的互连协议IP
主 机 域 名
www.cumtb.edu.cn
DNS IP地 址
202.112.209.88
ARP
RARP
硬 件 地 址
0020ED5240F3
图9-6 主机域名、IP地址与物理地址之间的转换
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因特网的互连协议IP
2 子网划分技术 （1）子网的概念 传统的IP地址用A,B,C等类划分，网络号与主机号 的分隔必须固定在某个点分符上，在IP地址越来越 紧张的时候这个问题就很突出了。可变长子网掩码 VLSM(RFC1009)允许在主机号的比特位中继续定 义子网掩码/子网扩展前缀，分隔不必在点分符上。 用IP地址中的主机号（host-id）字段中的前若干 比特位作为“子网号字段”，后面剩下的仍为主机 号字段，再通过路由器将划分出的子网互连形成单 位内部网，便于网络的管理和使用。
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因特网的互连协议IP
(6)IP地址与硬件地址
IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。 IP地址与硬件地址的关系如下图。
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因特网的互连协Leabharlann BaiduIP
(7)地址的转换
每一个Internet上的主机都有与之对应的三个地址， 即物理地址（硬件地址）、IP地址和主机域名。 主机的物理地址是网卡制造者制作在网卡上的无法 改变的地址码。 IP地址是一种二进制数的网络标识和主机标识，数 字型标识对计算机网络是最有效的，但对使用网络 的人却不愿意使用难于记忆的IP地址，为此人们研 究出一种字符型标识，这就是主机的域名。 主机域名、IP地址和物理地址之间的关系如下图。
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因特网的互连协议IP
子网掩码和IP地址结合使用，对子网掩码和 IP地址进行“按位与”运算，可以分出一个IP 地址的网络号和主机号。下表是一个例子，IP 地址为141.58.97.235的主机，如采用的子网掩 码是255.255.240.0，通过“与”运算，可以断 定该主机是141.58.96.0网络中的第491号主机。
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IP协议及地址
(4)IP地址类型的识别
A 类 地 址 ： 第 一 个 数 的 范 围 在 0 ～ 127 之 间 ， 地址范围从1.0.0.1至126.255.255.254。 B 类地址：第一个数的范围在 128 ～ 191 之间， 地址范围从128.1.0.1至191.255.255.254。 C 类地址：第一个数的范围在 192 ～ 223 之间， 地址范围从192.0.1.1至223.255.255.254。
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IP协议及地址
(3)IP地址的分类
为了便于对IP地址进行管 理，同时还考虑到网络的 差异很大，将IP地址分为 5类，即A类、B类、C类、 D类和E类，其中D类地址 是组播地址，E类地址保 留今后使用。目前使用的 IP地址仅A至C三类。 在IP地址的开头用1位或 几位以标识IP地址的类型， 如右图所示。
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IP协议及地址
1 IP地址及转换
(1)IP地址及其表示方法
Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配 一个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主 机分配一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。 由于32位的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了 便于用户阅读和理解IP地址，Internet管理委员会采 用了一种“点分十进制”方法表示IP地址。如下图所 示。
例如，IP地址是138.10.118.25，它是一个B类地址， 网络ID是138.10，主机ID是118.25。
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因特网的互连协议IP
(5)内部网可用IP地址 为了避免某个单位内部网选择任意网络地址， 造成与合法的Internet地址发生冲突，IETF 分配了具体的A类、B类和C类地址供单位内 部网使用，这些地址为： 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
名称 IP地址 子网掩码 对应的网络号 对应的主机号 十进制形式 141.58.97.235 255.255.240.0 141.58.96.0 0.0.1.235(491) 二进制形式 10001101 00111010 01100001 11101011 11111111 11111111 11110000 00000000 10001101 00111010 01100000 00000000 00000000 00000000 00000001 11101011
IP协议及地址
互连网协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协 议之一，与IP协议配套使用的还有三个协议：
地址转换协议ARP（Address Resolution Protocol）。 反向地址转换协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。 Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）。