网络设备技术第二章.

第二章网络互联知识

2.1 IP 地址知识

要使Internet 上主机间能正常通信,必须给每个计算机一个全球都能接收和识别的唯一标识,它就是IP 地址。

2.1.1 IP 地址的分类和表示

从概念上讲,每个IP 地址都是由两部分构成:网络号,主机号。其中,网络号标识某个网络,主机号标识在该网络上的一个特定的主机。

如图2-1所示。IP 地址分为A 、B 、C 、D 、E 五类:

A 类:第一个字节的最高位是0

B 类:第一个字节的前两位是10

C 类:第一个字节的前三位是110

D 类:第一个字节的前四位为1110

E 类:第一个字节的前五位为11110

A 、

B 、

C 三类IP 地址的结构都是由两部分组成:网络号和主机号。

A 类地址:共128个子网,每个子网内可以有1600万台主机;

B 类地址:共16,384个子网,每个子网内可以有65,536台主机;

C 类子网:共200万个子网,每个C 类子网内最多只能有256台主机。

将IP 地址中每个字节以十进制数字表示,并用“.”隔开,五类地址如下:(其中某些IP 地址值是保留作特殊用途的

类型最低地址最高地址

A 1.0.0.1 126.255.255.254

B 128.0.0.1 191.255.255.254

C 192.0.0.1 223.255.255.254

----------------------------------------------------------

D 224.0.0.0 239.255.255.255 网络号主机号0A 类地址

E 类地址D 类地址C 类地址B 类地址10网络号0783115162324主机号110网络号主机号110111011组播地址保留图 6-2 IP 地址格式图2-1 IP 地址的分类

E 240.0.0.0 247.255.255.255

2.1.2 子网和掩码

前面我们说一个互连网地址标识了一个主机,并不严格。

严格地说IP协议为每一个网络连接(网卡分配一个IP地址。如果某台主机有多个网络连接,则要为它分配多个IP地址,同一主机上的多个连接的IP地址之间并没有必然的联系。

IP地址并不是标识某台机器,而是标识一个主机与网络的一个连接。IP协议要求,在同一个网络中的主机其IP地址的网络号应该是相同的。

地址掩码(mask和子网(subnet

掩码是一个与IP地址对应的32位数字。掩码的一些位为1,另一些位为0。通过掩码可以把IP地址中的主机号再分为两部分:子网号和主机号。这样,我们就可以

把A类或者B类IP地址的地址空间再细化成若干个稍小一些的子网,每个子网中所能够包含的最多主机数比原来的要少。

掩码中的0和1可以任意分布,不过一般在设计时,把掩码开始连续的几位设为1。IP 地址与掩码中为1的位相对应的部分为子网号,其他为0的位则表示的是主机号。使用了掩码后,我们通常把原来的网络号和新划分的子网号合在一起称为网络号(与掩码为1的位相对应,把掩码划分后的新的主机号叫做主机号(与掩码为0的位相对应。

A类地址相对应的标准掩码是:255.0.0.0

B类地址相对应的标准掩码是:255.255.0.0

C类地址相对应的标准掩码是:255.255.255.0。

使用掩码把一个可以包括1600万台主机的A类网络或6万多台主机的B类网络分解成许多小的网络,每个小的网络就称为子网(SUBNET。

例如,一个B类网络地址162.105.0.0/255.255.224.0,可把该网络分为8个子网: 162.105.0.0 162.105.32.0 162.105.64.0 162.105.96.0

162.105.128.0 162.105.160.0 162.105.192.0 162.105.224.0 且每个子网内最多可有主机8192台。我们可以认为掩码是对地址分类的扩展,它加大了地址分配的灵活性。

按照规定,一个主机号部分的所有位都为“0”的地址是代表该网络本身的,叫作网络地址。例如162.105.130.0就是一个网络地址。这样,IP地址可以用来指定单个主机,也可以用来指定一个网络。

把主机接口的IP地址和其相应的掩码相与,就得到该接口所在网络的网络地址。

而把IP地址和掩码的反码进行与运算,则得到主机地址。

例如,一个网络接口的地址为162.105.69.12,掩码为255.255.254.0,则其子网地址为: 162.105.68.0,而主机地址为:0.0.1.12。

这样,在IP协议中,对主机或路由器的每个网络接口都要为之分配一个地址,对应每个地址有相应的掩码。属于同一个网络上的IP地址的掩码应该是一样的,以保证通过掩码计算后的子网地址是相同的。

2.1.3 特殊的IP地址

1、广播地扯

所有主机号部分为“1”的地址是广播(broadcast地址。

广播地址分为两种:

在一特定子网中,主机地址部分为全1的地址称为直接广播地址(direct broadcast。一台主机使用直接广播地址,可以向任何指定的网络直接广播它的数据报,很多IP协议利用这个功能向一个子网上广播数据。

例如,在子网地址为162.105.130.0的网络上,162.105.130.255就是该网络的广播地址。协议规定,每台主机和路由器等都要接收和处理目的地址为本子网广播地址的数据报。不在这个子网(162.105.130.0内的主机(如IP地址为202.112.7.12的机器,也可以用广播地址162.105.130.255向该子网上所有的主机广播信息。

32个比特全为1的IP地址(即255.255.255.255被称为有限广播地址(limited broadcast address或本地网广播地址(local network broadcast address,该地址被用作在本网络内部广播。使用有限广播地址,主机在不知道自己的网络地址的情况下,也可以向本子网上所有的其它主机发送消息。无论哪种广播地址都不能像其它的IP地址那样分配给某台具体的主机。因为它是指满足一定条件的一组机器。广播地址只能作为IP报文的目的地址,表示该报文的一组接收者。

2. 组播地址