第6章 IP地址规划与路由选择

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D类地址 D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个 专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前 这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多 点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共 享同一协议的一组计算机。 E类IP地址 以“llll0”开始，为将来使用保留。
6.1.3 特殊的IP地址
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在IP地址中有一些是特殊的IP地址，在使用 时需要特殊注意，表6.2列出了常见的一些特殊IP 地址。
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私有IP地址是只能在局域网中使用的IP地址， 当局域网通过路由设备与广域网连接时，路由设 备会自动将该地址段的信号隔离在局域网内部， 不用担心所使用的保护IP地址与其他局域网中使 用的同一地址段的保留IP地址发生冲突（即IP地 址完全相同）。所以完全可以放心大胆地根据自 己的需要（主要考虑所需的网络数量和网络内计 算机的数量）选用适当的专有网络地址段，设置 本局域网中的IP地址。
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私有IP地址包括以下地址段： 10.0.0.0/8 10.0.0.0/8私用网络是A类网络ID，允许下述有 效IP地址范围：10.0.0.1 至 10.255.255.254.。 10.0.0.0私用网络有24位主机号。 172.16.0.0/12 172.16.0.0/12私用网络可以被认为是16位B类网 络ID，20位可分配的地址空间(20位主机号)，能 够应用于私人组织里的任一子网化方案. 172.16.0.0/12私用网络允许下列有效的IP地址范围： 172.16.0.1 至 172.31.255.254。 192.168.0.0/16 192.168.0.0/16私用网络可以被认为是C类网络 ID，16位可分配的地址空间(16位主机号)，可用 于私人组织里的任一子网化方案。 192.168.0.0/16 私用网络允许使用下述有效IP地址范围： 192.168.0.1 至 192.168.255.254。
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例：假设取得网络地址 200.200.200.0 ，子网掩码 为 255.255.255.0。现在在该网络中需要划分 6个子 网，每个子网中 30 台主机，请问如何划分子网， 才能满足要求。请写出六个子网的子网掩码、网 络地址、第一个主机地址、最后一个主机地址、 广播地址。
6.1.2 IP地址的分类 我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为 网络标识和主机标识。同一个物理网络上的所有 主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机(包 括网络上工作站、服务器和路由器等)都有一个主 机标识与其对应。这样IP地址的4个字节划分为2 个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络 标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标 识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。 例如，青岛信息港服务器的IP地址为 202.102.134.68，对于该IP地址，我们可以把它分 成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地 址就可以写成： 网络标识：202.102.134.0 主机标识：68 合起来写：202.102.134.68
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子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址 是否属于同一广播域的根据。最为简单的理解就 是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND 运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两 台计算机是处于同一个广播域的，可以进行直接 的通讯。
6.2.2 IP划分子网
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C类IP地址 一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中， 前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地 计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话， C类IP地址就由３字节的网络地址和1字节主机地 址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP 地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度 为8位如图6.1所示。C类网络地址数量较多，适用 于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254 台计算机。
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2．IP地址的分配方法
⑴ 手动分配 也就是自己动手对每一台机器都进行IP地址、 子网掩码、网关地址配置； ⑵ DHCP分配 前提是网络中有一台DHCP服务器，每个客户 机可以选择“自动获得IP地址”，这样就可以得 到DHCP提供的IP地址。 ⑶ 自动专用IP寻址 在WIN98/ME/2000/XP下，假如网络中没有 DHCP服务器，但是客户机还选择了“自动获得 IP地址”那么操作系统会代替DHCP为机器分配 一个IP地址，这个地址是网段 169.254.0.0~169.254.255.255中的一个地址。
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A类IP地址 一个A类IP地址是指，在IP地址的四段号码中， 第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地 计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话， A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地 址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP 地址中网络的标识长度为7位，主机标识的长度为 24位。A类网络地址数量较少，可以用于主机数 达1600多万台的大型网络。
通常在设置IP地址的时候，必须同时设置子网 掩码，子网掩码子网掩码不能单独存在，它必须 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地址划分成网络地址和主机地址两 部分。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地 址相同，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。只有通过子网掩码，才能 表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使 网络正常工作。其中 A类网络的子网掩码为 255.0.0.0；B类网络为 255.255.0.0；C类网络地址 为：255.255.255.0。
2．用子网掩码划分子网
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用子网掩码划分子网的一般步骤如下： ① 确定物理网段的数量m，并将m加1后其转换 为二进制数，并确定位数n。 ② 按照你IP地址的类型写出其缺省子网掩码。 ③ 将默认子网掩码中与主机号的前n位对应的 位置置1，其余位置置0。 ④ 写出各子网的子网号和相应的IP地址。
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6.3 IPv6
6.3.1 IPv6概述
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第6章 IP地址规划与路由选择
• • • • • 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 IP地址 IP划分子网和构建超网 IPv6 路由器 实训：Windows系统常用网络命令的使用
6.1 IP地址
6.1.1 IP地址的概念
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人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分 配一个类似我们日常生活中的电话号码一样的标 识地址，该标识地址就是IP地址。根据TCP/IP协 议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在 网络上是唯一的。例如，某台计算机的IP地址为： 11001010 01100110 10000110 01000100 很明显，这些数字对于人来说不太好记忆。人 们为了方便记忆，就将组成计算机IP地址的32位 二进制数分成四段，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，这样上述 计算机的IP地址就变成了：202.102.134.68。
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源自文库
B类IP地址 一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中， 前两段号码为网络号码，剩下的两段号码为本地 计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，B 类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址 组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地 址中网络的标识长度为14位，主机标识的长度为 16位示。B类网络地址适用于中等规模的网络，每 个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
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6.2 IP划分子网和构建超网
6.2.1 子网和子网掩码
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1．子网 子网(Subnet)是在TCP/IP网络上，用路由器连 接的网段，如图6.3所示。同一子网内的IP地址必 须具有相同的网络号。
2．子网掩码
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6.2.3 IP构建超网
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所谓构建超网是一种用子网掩码将若干个相邻 的连续的网络地址组合成单个网络地址的方法， 它可以把几个规模较小的网络合成一个规模较大 的网络。构建超网可看作子网划分的逆过程。子 网划分时，从地址主机部分借位，将其合并进网 络部分；而在超级组网中，则是将网络部分的某 些位合并进主机部分。
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① 本题目中要划分6个子网，6加1等于7，7转换 为二进制数为111，位数n＝3。 ② 网络地址200.200.200.0，是C类IP地址，默认 子网掩码为255.255.255.0，二进制形式为： 11111111 11111111 11111111 00000000。 ③ 将默认子网掩码中与主机号的前n位对应的 位置置1，其余位置置0。得到划分子网后的子网 掩码为11111111 11111111 11111111 11100000，转换 为十进制为255.255.255.224。每个IP地址中后5位 为主机号，每个子网中有25－2＝30个主机，符合 题目要求。 ④ 写出各子网的子网号和相应的IP地址，由子 网掩码的确定可以看出，在本网络中原C类IP地 址主机号的前三位被当作子网号，子网号不能全 为0，也不能全为1，而主机号全为0时，代表一个 网络
6.2.4 无分类编址CIDR CIDR（无类型域间选路，Classless InterDomain Routing）是一个在Internet上创建附加地 址的方法，这些地址提供给服务提供商（ISP）， 再由ISP分配给客户。CIDR将路由集中起来，使 一个IP地址代表主要骨干提供商服务的几千个IP 地址，从而减轻Internet路由器的负担。 CIDR 地址中包含标准的32位IP地址和有关网 络前缀位数的信息，使用“斜线记法”来表示整 个的IP地址块。CIDR表示方法如下： A.B.C.D / n（A.B.C.D为IP地址，n表示网络号 的位数） 以CIDR地址222.80.18.18/25为例，其中“/25” 表示该IP地址中的前25位代表网络号，其余位代 表主机号。
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1．IP地址两极结构的局限 ① IP地址空间的利用率有时很低，如某广播域 只有10台主机，要分配IP地址，必须选择C类的 IP地址，而一个C类的IP地址段一共有254个可以 分配的IP地址，这样有244个IP地址就被浪费掉了。 ② 给每个物理网络分配一个网络号会使路由器 和主机的路由表变得太大，因而使网络性能变坏。 ③ 两级的IP地址不够灵活，很难针对不同的网 络需求进行规划和管理。 解决这些问题的办法是，让网络内部可以分成 多个部分，使两级的IP地址变成三级的IP地址。 IP地址 ::= {<网络号>,<子网号>,<主机号>}
6.1.4 IP地址的分配
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1．IP地址的分配原则 ① 通常局域网计算机和路由器的端口需要分配 IP地址。 ② 处于同一个广播域的主机或路由器的IP地址 的网络号必须相同。 ③ 用交换机互联的网段是同一个广播域，如果 在交换机上使用了虚拟局域网技术，那么不同的 VLAN是不同的广播域，处于不同VLAV的主机， IP地址网络号不同。 ④ 路由器不同的端口连接的是不同的广播域， 路由器依靠路由表，连接不同广播域。 ⑤ 路由器总是拥有两个或两个以上的IP地址， 且网络号不同。 ⑥ 两个路由器直接相连的端口，可以指明也可 不指明IP地址。