IP地址分类解析课件.ppt

1、第3章 IP地址3.1 IP地址地址3.2 分类分类IP地址地址3.3 特殊特殊IP地址地址 3.4 私有网络地址私有网络地址3.5 IP地址配置地址配置3.6 子网及子网掩码子网及子网掩码 3.7 超网超网3.8 无类地址无类地址 3.1 IP地址 地址是标识对象所处位置的标识符地址是标识对象所处位置的标识符。传输。传输中的信息带有中的信息带有源地址源地址和和目的地址目的地址，分别标，分别标识通信的源结点和目的结点，即信源和信识通信的源结点和目的结点，即信源和信宿。目的地址是传输设备为信息进行宿。目的地址是传输设备为信息进行寻址寻址的依据的依据。不同的物理网络技术（底层网络技术）通不同的物理

2、网络技术（底层网络技术）通常具有不同的编址方式，这种常具有不同的编址方式，这种差异差异主要表主要表现：现：不同的地址结构不同的地址结构不同的地址长度不同的地址长度 在一个物理网络中，每个结点都至少有一个在一个物理网络中，每个结点都至少有一个机器可识别的地址，该地址叫作机器可识别的地址，该地址叫作物理地址物理地址。物理地址又称为物理地址又称为硬件地址硬件地址、MAC地址地址或或第二第二层地址层地址。物理地址有两个特点物理地址有两个特点：不一致性不一致性 不唯一性不唯一性不一致性不一致性是指不同的物理网络技术采用不同是指不同的物理网络技术采用不同的编址方式；的编址方式；不惟一性不惟一性是指不同的物

3、理网络中的结点的物是指不同的物理网络中的结点的物理地址可能重复。理地址可能重复。为了保证寻址的正确性，必须确保一个网络为了保证寻址的正确性，必须确保一个网络中结点地址的惟一性。另外，不同物理网络中结点地址的惟一性。另外，不同物理网络在地址编址方式上的在地址编址方式上的不统一会给寻址带来极不统一会给寻址带来极大的不便大的不便。在进行网络互联时首先要解决的问题是物理在进行网络互联时首先要解决的问题是物理网络网络地址的统一问题地址的统一问题。因特网是在网络级进行互联的，因此，因特因特网是在网络级进行互联的，因此，因特网网在网络层（在网络层（IP层）完成地址的统一工作层）完成地址的统一工作，将不同物理

4、网络的地址统一到具有全球惟一将不同物理网络的地址统一到具有全球惟一性的性的IP地址地址上，上，IP层所用到的地址叫作层所用到的地址叫作因特因特网地址网地址，又叫，又叫IP地址。地址。物物理理网网络络 B地地址址 物物理理网网络络 A地地址址 物物理理网网络络 N地地址址 互互联联网网地地址址IP 地地址址 图图 3-1 用用 IP 地地址址统统一一物物理理网网络络地地址址 网网络络接接口口层层 IP 层层 实现地址统一的概念模式如图实现地址统一的概念模式如图3-1所示。所示。因特网采用一种全局通用的地址格式，为全因特网采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一个网络和每一台主机都分配一个网的每一

5、个网络和每一台主机都分配一个IP地址，以此地址，以此屏蔽物理网络地址的差异屏蔽物理网络地址的差异。因特网沿用了因特网沿用了ARPANET的思想，仍然采用的思想，仍然采用层次型地址层次型地址。因特网由网络联结而成，网络。因特网由网络联结而成，网络由主机联结而成。这种地址体现了网络的层由主机联结而成。这种地址体现了网络的层次结构，次结构，便于进行寻址便于进行寻址。IP地址由地址由网络号网络号和和主机号主机号构成。表示为：构成。表示为：IP-address:=,网网络络号号（Network-number）主主机机号号（Host-number）因特网的因特网的IP协议提供了一种全因特网通用的地协议提供

6、了一种全因特网通用的地址格式（址格式（保证一致性保证一致性），并在统一管理下进行），并在统一管理下进行IP地址的分配（地址的分配（保证惟一性保证惟一性），确保一个地址），确保一个地址对应一台因特网主机（或路由器）。对应一台因特网主机（或路由器）。网络标识网络标识(网络号网络号)的长度决定整个因特网中能的长度决定整个因特网中能包含多少个网络。包含多少个网络。主机标识主机标识(主机号主机号)的长度决定每个网络能容纳的长度决定每个网络能容纳多少台主机。多少台主机。由于由于IP地址标识了一个主机的位置（所属的地址标识了一个主机的位置（所属的网络），当将一台主机从一个网络网络），当将一台主机从一个网络移

7、移到另一个到另一个网络时必须改变这台主机的网络时必须改变这台主机的IP地址。地址。IPv4规定，因特网规定，因特网地址长度地址长度为为32比特（比特（IPv6规定地址长度为规定地址长度为128比特）。比特）。IPv4的的地址空间地址空间为为232，即，即4 294 967 296个个IP地地址。址。IP地址一般用地址一般用点分十进制数表示点分十进制数表示，例如，例如202.119.84.120。这四个用点分隔的段分别对。这四个用点分隔的段分别对应四个字节。应四个字节。IP地址也可以用地址也可以用二进制二进制（11001010 01110111 01010100 01111000）或）或十六进制

8、十六进制表示（表示（0XCA775478）。）。IP地址的二地址的二进制表示在讨论地址类别和掩码时经常会用进制表示在讨论地址类别和掩码时经常会用到，而十六进制表示在到，而十六进制表示在IPv4中很少使用。中很少使用。返回返回 3.2 分类IP地址传统的因特网采用传统的因特网采用分类地址分类地址。IP定义了五类定义了五类IP地址：地址：A类、类、B类、类、C类、类、D类和类和E类类。如图。如图3-3所示。所示。A类类：图图 3-3 互互联联网网 IP地地址址类类别别 0 B类类：10 C 类类：110 D 类类：1110 E类类：1111 第第一一字字节节 第第二二字字节节 第第三三字字节节 第

9、第四四字字节节 0127 第第一一字字节节取取值值 128191 192223 224239 240255 网网络络号号 主主机机号号 1 字字节节 3 字字节节 2 字字节节 2 字字节节 3 字字节节 1 字字节节 各类网络所占地址空间的比例如图各类网络所占地址空间的比例如图3-4所示。所示。A、B和和C是是三个基本的类三个基本的类，分别代表不同规，分别代表不同规模的网络模的网络:A类地址类地址:1个字节的网络号个字节的网络号,3个字节的主机号，个字节的主机号，用于少量的大型网络。用于少量的大型网络。B类地址类地址:2个字节的网络号个字节的网络号,2个字节的主机号，个字节的主机号，用于中等

10、规模的网络。用于中等规模的网络。C类地址类地址:3个字节的网络号个字节的网络号,1个字节的主机号，个字节的主机号，用于小规模的网络。用于小规模的网络。A类类 图图 3-4 互互联联网网 IP 地地址址空空间间 50%E类类 D 类类 B 类类 C 类类 25%12.5%6.25%6.25%231 230 229 228 228 A类地址类地址 第一个字节的最高位固定为第一个字节的最高位固定为0，另外，另外7比特可变的网比特可变的网络号可以标识络号可以标识128个网络（个网络（0127），），0一般不用，一般不用，127用作环回地址。所以共有用作环回地址。所以共有126个可用的个可用的A类网络。

11、类网络。A类地址的类地址的24比特主机号可以标识比特主机号可以标识1677216台主机台主机（224=1677216）主机号为全主机号为全0时用于表示时用于表示网络地址网络地址主机号为全主机号为全1时用于表示时用于表示广播地址广播地址这两个主机号不能用来标识主机。所以，每个这两个主机号不能用来标识主机。所以，每个A类网类网络最多可以容纳络最多可以容纳1 677 214台主机。台主机。A类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为0127。B类地址类地址第一个字节的最高第一个字节的最高2比特固定为比特固定为10，另，另外外14比特可变的网络号可以标识比特可变的网络号可以标识214

12、=16384个个网络。网络。16比特主机号可以标识比特主机号可以标识65 536台主机。台主机。（216=65536），由于主机号不能为全），由于主机号不能为全0和全和全1。所以，每个所以，每个B类网络最多可以容纳类网络最多可以容纳65534台主台主机。机。B类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为128191。C类地址类地址第一个字节的最高第一个字节的最高3比特固定为比特固定为110，另外另外21比特可变的网络号可以标识比特可变的网络号可以标识221=2097152个网络。个网络。8比特主机号可以标识比特主机号可以标识256台主机台主机(28=256)，由于主机号不能为全

13、，由于主机号不能为全0和和全全1。所以，每个。所以，每个C类网络最多可以容纳类网络最多可以容纳254台台主机。主机。C类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为192223。D类地址类地址用于组播用于组播（multicasting），），因此，因此，D类地类地址又称为组播地址。址又称为组播地址。D类地址的范围为类地址的范围为224.0.0.0239.255.255.255，每个，每个地址对应一个组，发往某一组播地址的数据将被该地址对应一个组，发往某一组播地址的数据将被该组中的所有成员接收。组中的所有成员接收。D类地址不能分配给主机。类地址不能分配给主机。D类地址的第一个字节类

14、地址的第一个字节的取值范围为的取值范围为224239。有些有些D类地址已经分配用于类地址已经分配用于特殊用途特殊用途：224.0.0.0是保留地址是保留地址224.0.0.1是指本子网中的所有系统是指本子网中的所有系统224.0.0.2是指本子网中的所有路由器是指本子网中的所有路由器224.0.0.9是指运行是指运行RIPv2路由协议的路由器路由协议的路由器224.0.0.11是指移动是指移动IP中的移动代理。中的移动代理。另外，还有一些另外，还有一些D类地址留给了类地址留给了网络会议网络会议：224.0.1.11用于用于IETF-1-AUDIO224.0.1.12用于用于IETF-1-VID

15、EO E类地址类地址为为保留保留地址，可以用于地址，可以用于实验实验目的。目的。E类地址的范围类地址的范围:240.0.0.0 255.255.255.254，E类地址的第一个字节的取值范围为类地址的第一个字节的取值范围为240255。在分类地址网络中每个网络占用一个地址块。在分类地址网络中每个网络占用一个地址块。各类网络地址块的示例如表各类网络地址块的示例如表3-1所示。所示。表表3-1 各类网络地址块的示例各类网络地址块的示例 每个网络都要占用两个每个网络都要占用两个IP地址地址，一个用于标，一个用于标识网络，一个用于网络广播。每个网络使用识网络，一个用于网络广播。每个网络使用该网络地址块

16、的起始地址作为该网络地址块的起始地址作为网络地址网络地址，该，该地址仅作为网络的标识，主要用在网络路由地址仅作为网络的标识，主要用在网络路由中。网络地址块的结束地址被用作该网络的中。网络地址块的结束地址被用作该网络的广播地址广播地址。在因特网的地址中包含了网络信息。当一个在因特网的地址中包含了网络信息。当一个路由器或网关连到多个网络上时，路由器或网关连到多个网络上时，每个网每个网络都会给路由器或网关分配一个络都会给路由器或网关分配一个IP地址地址，设备有多少个网络连接，就有多少个设备有多少个网络连接，就有多少个IP地地址。而且这些址。而且这些IP地址分别属于不同的网络。地址分别属于不同的网络。

17、一台主机也可以连接多个网络，这种主机一台主机也可以连接多个网络，这种主机叫作叫作多宿主主机多宿主主机（Multi-homed Host）。）。多宿主主机拥有多个多宿主主机拥有多个IP地址，每个地址对地址，每个地址对应于一个物理连接。应于一个物理连接。因特网地址的本质因特网地址的本质是标识主机的网络连接。是标识主机的网络连接。图图3-5给出了多宿主设备的地址配置。给出了多宿主设备的地址配置。因特网地址是由中央管理机构进行分配的。一因特网地址是由中央管理机构进行分配的。一个组织加入因特网时，从因特网的网络信息中个组织加入因特网时，从因特网的网络信息中心心InterNIC获得网络前缀，然后负责组织内

18、部获得网络前缀，然后负责组织内部的地址分配。这样，既的地址分配。这样，既解决了全局唯一性问题解决了全局唯一性问题，又又分散了管理负担分散了管理负担。图图 3-5 IP 地地址址标标识识网网络络连连接接 路路由由器器 203.16.22.0 203.16.21.0 203.16.20.0 多多宿宿主主主主机机 203.16.20.1 203.16.21.1 203.16.22.1 203.16.22.2 203.16.21.2 返回返回3.3 特殊IP地址 在在IP地址中有些地址并不是用来标识主机的，地址中有些地址并不是用来标识主机的，这些地址具有特殊意义。这些地址具有特殊意义。特殊地址：特殊地

19、址：网络地址网络地址直接广播地址直接广播地址有限广播地址有限广播地址本网络地址本网络地址环回地址环回地址1 1网络地址网络地址 因特网上的每个网络都有一个因特网上的每个网络都有一个IPIP地址，其主机号部地址，其主机号部分为分为“0”0”。网络地址的网络地址的一般表达式一般表达式为：为：，=，00 该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能作为数据的源地址和目的地址。作为数据的源地址和目的地址。A类网络的网络地址为：类网络的网络地址为：Network-number.0.0.0。例如，例如，120.0.0.0。B类网络的网络地址为：类网络的网络地址为

20、：Network-number.0.0。例如，例如，139.22.0.0。C类网络的网络地址为：类网络的网络地址为：Network-number.0。例如，例如，203.120.16.0。2直接广播地址直接广播地址直接广播直接广播（Direct Broadcast Address）：向某向某个网络上所有的主机发送报文个网络上所有的主机发送报文。TCP/IP规定，规定，主机号各位全部为主机号各位全部为“1”的的IP地址用于广播，地址用于广播，叫作广播地址。路由器在目标网络处将叫作广播地址。路由器在目标网络处将IP直接直接广播地址广播地址映射为物理网络的广播地址，以太网映射为物理网络的广播地址，以

21、太网的广播地址为的广播地址为6个字节的全个字节的全“1”二进制位，二进制位，即：即：ff:ff:ff:ff:ff:ff。直接广播地址的直接广播地址的一般表达式一般表达式为：为：，=,-1这里的这里的“-1”表示全表示全“1”。直接广播地址只能作为目的地址直接广播地址只能作为目的地址。A类网络的直接广播地址为类网络的直接广播地址为:Network-number.255.255.255。例如，例如，120.255.255.255。B类网络的直接广播地址为类网络的直接广播地址为:Network-number.255.255。例如，例如，139.22.255.255。C类网络的直接广播地址为类网络的直

22、接广播地址为:Network-number.255。例如，例如，203.120.16.255。3受限广播地址受限广播地址直接广播要求发送方必须知道信宿网络的网络号。直接广播要求发送方必须知道信宿网络的网络号。但有些主机在启动时，往往并不知道本网络的网络但有些主机在启动时，往往并不知道本网络的网络号，这时候如果想要向本网络广播，只能采用受限号，这时候如果想要向本网络广播，只能采用受限广播地址（广播地址（Limited Broadcast Address）。）。受限广播地址是在本网络内部进行广播的一种广播受限广播地址是在本网络内部进行广播的一种广播地址地址。TCP/IP规定，规定，32比特全为比特

23、全为“1”的的IP地址用地址用于本网络内的广播。于本网络内的广播。受限广播地址的受限广播地址的一般表达式一般表达式为：为：，=-1,-1其点分十进制表示为：其点分十进制表示为：255.255.255.255。受限广播地址只能作为目的地址受限广播地址只能作为目的地址。路由器隔离受限广播路由器隔离受限广播，不对受限广播分组进行转发。，不对受限广播分组进行转发。也就是说因特网不支持全网络范围的广播。也就是说因特网不支持全网络范围的广播。4本网络地址本网络地址TCP/IP协议规定，网络号各位全部为协议规定，网络号各位全部为“0”时时表示的是本网络。本网络地址分为两种情况：表示的是本网络。本网络地址分为

24、两种情况：本网络特定主机地址本网络特定主机地址和和本网络本主机地址本网络本主机地址。本网络特定主机地址的一般表达式为：本网络特定主机地址的一般表达式为：，=0,Hostnumber 本网络特定主机地址只能作为目的地址本网络特定主机地址只能作为目的地址。A类网络的本网络特定主机地址为类网络的本网络特定主机地址为:0.Host-number。例如，例如，0.10.130.12。B类网络的本网络特定主机地址为类网络的本网络特定主机地址为:0.0.Host-number。例如，例如，0.0.135.12。C类网络的本网络特定主机地址为类网络的本网络特定主机地址为:0.0.0.Host-number。例

25、如，例如，0.0.0.12。本网络本主机地址本网络本主机地址的一般表达式为：的一般表达式为：，=0,0 本网络本主机地址的点分十进制表示为：本网络本主机地址的点分十进制表示为：0.0.0.0。本网络本主机地址只能作为源地址本网络本主机地址只能作为源地址。无盘工作站启动时没有无盘工作站启动时没有IP地址，此时采用网地址，此时采用网络号和主机号都为络号和主机号都为“0”的本网络本主机地址的本网络本主机地址作为源地址。作为源地址。5环回地址环回地址环回地址（环回地址（Loopback Address）是是用于网络软件测试用于网络软件测试以及本机进程之间通信以及本机进程之间通信的特殊地址。的特殊地址。

26、A类网络地址类网络地址127.X.X.X被用作环回地址。被用作环回地址。环回地址的环回地址的一般表达式一般表达式为：为：，=127,any习惯上采用习惯上采用127.0.0.1作为环回地址，命名为作为环回地址，命名为localhost。当使用环回地址作为目标地址发送数据时，数据将不当使用环回地址作为目标地址发送数据时，数据将不会被发送到网络上，而是在数据离开网络层时将其回会被发送到网络上，而是在数据离开网络层时将其回送给本机的有关进程。送给本机的有关进程。在发送在发送IP数据报时，首先要判别该数据报的目的数据报时，首先要判别该数据报的目的IP地地址是否为址是否为环回地址环回地址，如果是环回地址

27、，则直接将，如果是环回地址，则直接将IP数数据报放入据报放入IP输入队列实现环回。对于直接输入队列实现环回。对于直接以本机地址以本机地址作为目的地址作为目的地址的的IP数据报也要回送给本机。对于数据报也要回送给本机。对于广播广播或组播或组播数据报，则在回送给本机的同时还要向网络发数据报，则在回送给本机的同时还要向网络发送。送。环回接口对环回接口对IP数据报的处理过程如图数据报的处理过程如图3-6所示。所示。图图 3-6 环环 回回 接接 口口 对对 IP 数数 据据 报报 的的 处处 理理 IP 输输 出出 函函 数数 IP 输输 入入 函函 数数 放放 入入 IP 输输 入入 队队 列列 根

28、根 据据 帧帧 类类 型型 进进 行行 分分 用用 地地 址址 解解 析析 目目 的的 IP 地地 址址 是是 广广 播播 地地 址址/组组 播播 地地 址址？是是 目目 的的 IP 地地 址址 与与 本本 接接 口口 的的 IP 地地 址址 相相 同同？否否 是是 否否 目目 的的 IP 地地 址址 是是 环环 回回 地地 址址？否否 是是 返回返回3.4 私有网络地址 因特网地址分配机构为因特网地址分配机构为私有网络私有网络保留了三保留了三组组IP地址（地址（RFC 1918），），任何位于防火墙任何位于防火墙和代理服务器后面的私有网络都可以使用和代理服务器后面的私有网络都可以使用这三组地

29、址。这三组保留地址如下：这三组地址。这三组保留地址如下：A类：类：10.0.0.010.255.255.255 B类：类：172.16.0.0172.31.255.255 C类：类：192.168.0.0192.168.255.255专门提供给那些没有连接到因特网上的网专门提供给那些没有连接到因特网上的网络使用，络使用，与现在因特网上所使用的所有地与现在因特网上所使用的所有地址都不冲突址都不冲突。对于没有连接到因特网的私有网络对于没有连接到因特网的私有网络使用因特网地址分配机构分配的使用因特网地址分配机构分配的IP地址地址-浪费。浪费。使用任意的使用任意的IP地址块地址块-(将来接入因特网时将

30、来接入因特网时)可能无法可能无法正常访问因特网上的某些服务器。正常访问因特网上的某些服务器。图图3-7中代理服务器后面的私有网络采用了不是申中代理服务器后面的私有网络采用了不是申请来的地址块请来的地址块202.119.86.0，每当该私有网络中的，每当该私有网络中的主机试图访问因特网上的主机试图访问因特网上的202.119.86.0网络提供的网络提供的服务时，代理服务器不会将信息转发到因特网上。服务时，代理服务器不会将信息转发到因特网上。图图 3-7 采采用用不不合合适适 IP 地地 址址的的私私有有网网络络 Internet 202.119.86.0 202.119.86.0 202.119

31、.86.11 202.119.86.12 202.119.86.13 202.119.86.1 私私有有网网络络 代代理理服服务务器器 使用保留的私有网络地址的网络通过代理使用保留的私有网络地址的网络通过代理服务器连接到因特网时，完全不用担心和服务器连接到因特网时，完全不用担心和因特网上的其他网络有地址冲突。因特网上的其他网络有地址冲突。使用私有网络地址的使用私有网络地址的好处好处:节省节省大量的大量的IP地址，缓解地址，缓解IP地址不足的问地址不足的问题。题。借助于代理服务器的网络地址转换（借助于代理服务器的网络地址转换（NAT）功能，隐藏私有网络的地址框架，保证私功能，隐藏私有网络的地址框

32、架，保证私有网络的有网络的安全安全。返回返回3.5 IP地址配置 为了确保网络上的主机能够正常工作，在为了确保网络上的主机能够正常工作，在为主机配为主机配置置IP地址地址时，应遵守以下时，应遵守以下原则原则：同一物理网络上的所有主机应该采用相同的网络号；同一物理网络上的所有主机应该采用相同的网络号；在一个网络中主机号必须是惟一的在一个网络中主机号必须是惟一的(不同不同)；主机号不能为全主机号不能为全“1”(主机号为全主机号为全“1”是广播地址是广播地址)；主机号不能为全主机号不能为全“0”(主机号为全主机号为全“0”表示网络表示网络)；因特网上的网络号必须是惟一的因特网上的网络号必须是惟一的(

33、不同不同)；网络号不能为全网络号不能为全“1”；网络号不能为全网络号不能为全“0”(“0”表示一个本地网表示一个本地网)；网络号不能以网络号不能以127开头开头(127是环回地址是环回地址)。图图 3-8 错错 误误 的的 IP 地地 址址 IP 地地 址址：103.16.20.12 默默 认认 网网 关关：203.16.20.1 203.16.20.1 IP 地地 址址：203.16.20.11 默默 认认 网网 关关：203.16.20.1 路路 由由 器器 IP地址配置得是否正确将直接影响到网络的运地址配置得是否正确将直接影响到网络的运行。行。两类最常见的两类最常见的IP地址配置问题地址

34、配置问题是：是：-错误的错误的IP地址地址-重复的重复的IP地址地址图图3-8给出了错误给出了错误IP地址的一个实例。地址的一个实例。当网络上有两台或多台主机的当网络上有两台或多台主机的IP地址出现地址出现重复重复时，通信可能无法正常进行。时，通信可能无法正常进行。使用使用Windows操作系统的计算机在启动期间将操作系统的计算机在启动期间将对对TCP/IP进行初始化，此时，会进行初始化，此时，会发送一条发送一条ARP广播广播，借此检查本网络中是否存在与本机地址，借此检查本网络中是否存在与本机地址相同的相同的IP地址。但一些其他的网络操作系统并地址。但一些其他的网络操作系统并未进行此类检查。未

35、进行此类检查。一种一种避免地址冲突的方法避免地址冲突的方法是使用动态主机配置是使用动态主机配置协议协议DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）。）。该协议自动进行该协议自动进行IP地址分配，不地址分配，不会出现地址重复。会出现地址重复。返回返回3.6 子网及子网掩码一个标准的一个标准的A类、类、B类和类和C类网络可以类网络可以进一步划分为子网。进一步划分为子网。子网划分技术能子网划分技术能够使单块网络地址横跨几个物理网络够使单块网络地址横跨几个物理网络，这样路由器所连接的多个物理网络可这样路由器所连接的多个物理网络可以是同属于一个网络的不同子网。以是同

36、属于一个网络的不同子网。划分子网的原因划分子网的原因主要有以下几点：主要有以下几点：（1）A类网络和类网络和B类网络的地址空间都很大，类网络的地址空间都很大，不进一步进行划分，很难得到不进一步进行划分，很难得到有效的利用有效的利用。（2）将一个大的网络划分为多个与单位的部门）将一个大的网络划分为多个与单位的部门相对应的小的网络更相对应的小的网络更便于进行管理便于进行管理。（3）通过使用路由器连接子网，可以）通过使用路由器连接子网，可以隔离广播隔离广播和通信，减少网络拥塞。和通信，减少网络拥塞。（4）出于）出于安全安全方面的考虑，希望利用子网技术方面的考虑，希望利用子网技术将管理网络和服务网络分

37、开。将管理网络和服务网络分开。（5）由于）由于历史的原因和应用的需要历史的原因和应用的需要使得一个单使得一个单位可能拥有不同的物理网络，利用子网技术位可能拥有不同的物理网络，利用子网技术可以方便地实现互联。可以方便地实现互联。划分子网的方法划分子网的方法是将是将IP地址的主机号部分划分成两地址的主机号部分划分成两部分，拿出一部分来标识子网，另一部分仍然作为部分，拿出一部分来标识子网，另一部分仍然作为主机号。带子网标识的主机号。带子网标识的IP地址结构如图地址结构如图3-9所示。所示。划分后划分后IP地址由地址由三部分三部分组成：网络号、子网号以及组成：网络号、子网号以及主机号。因此，主机号。因

38、此，IP地址可以表示为：地址可以表示为：IP-address:=，网网络络号号（Network-number）图图 3-9 带带子子网网的的 IP地地址址结结构构 主主机机号号（Host-number）子子网网号号（Subnet-number）网网络络号号（Network-number）主主 机机 号号（Host-number）IP地址的网络号加子网号可以惟一地标地址的网络号加子网号可以惟一地标识一个子网，因此，我们将这两分部合识一个子网，因此，我们将这两分部合起来再加上为起来再加上为“0”的主机号部分称为的主机号部分称为子网地址子网地址。在未划分子网时，我们可以根据网络的在未划分子网时，我们

39、可以根据网络的类别（由类别（由IP地址的第一个字节确定）得地址的第一个字节确定）得到到网络号和主机号的长度网络号和主机号的长度。在划分子网。在划分子网后，我们如何知道网络号、子网号以及后，我们如何知道网络号、子网号以及主机号的长度呢？为此，主机号的长度呢？为此，TCP/IP采用了采用了子网掩码子网掩码。子网掩码子网掩码是一个是一个32位的二进制数字，它告诉位的二进制数字，它告诉TCP/IP主机，主机，IP地址的哪些位对应于网络号地址的哪些位对应于网络号和子网号部分，哪些位对应于主机号部分。和子网号部分，哪些位对应于主机号部分。子网掩码指定了子网标识和主机号的子网掩码指定了子网标识和主机号的分界

40、点分界点。子网掩码中对应于网络号和子网号的所有比子网掩码中对应于网络号和子网号的所有比特都被设为特都被设为1，而对应于主机号的所有比特都，而对应于主机号的所有比特都被设为被设为0。111100 0 TCP/IP协议使用子网掩码判断目的主机是位协议使用子网掩码判断目的主机是位于于本地子网本地子网，还是位于，还是位于远程子网远程子网。获得子网地址的方法是将子网掩码和获得子网地址的方法是将子网掩码和IP地址地址进行进行按位按位“与与”运算运算。如图。如图3-10所示所示。图图 3-10 由由 IP 地址和子网掩码获得子网地址地址和子网掩码获得子网地址 与运算与运算 IP 地址：地址：172.16.8

41、0.28 子网掩码：子网掩码：255.255.192.0 子网地址：子网地址：172.16.64.0 IP 地址：地址：10101100 00010000 01010000 0001110010101100 00010000 01010000 00011100 11111111 11111111 11000000 0000000011111111 11111111 11000000 00000000 10101100 00010000 01000000 0000000010101100 00010000 01000000 00000000 子网掩码：子网掩码：子网地址：子网地址：究竟究竟拿出多

42、少比特拿出多少比特作为子网号来标识子网，作为子网号来标识子网，取决于取决于子网的数量子网的数量和和子网的规模子网的规模。各类网络的主机号的比特数用各类网络的主机号的比特数用p表示，如果表示，如果从从p比特主机号中拿出比特主机号中拿出m比特来划分子网，比特来划分子网，则剩下则剩下n=p-m比特用于标识主机。比特用于标识主机。A类网络：类网络：p=24B类网络：类网络：p=16C类网络：类网络：p=8 Pnm网络号网络号子网号子网号主机号主机号 m比特可以标识比特可以标识2m个子网，但一般不建议使用个子网，但一般不建议使用m比比特特子网号为全子网号为全“0”和全和全“1”的子网的子网，原因是有些，

43、原因是有些路由协议并不同时发布网络地址和子网掩码。这样，路由协议并不同时发布网络地址和子网掩码。这样，m比特实际可以划分比特实际可以划分2m-2个可用的子网。个可用的子网。n比特可以标识比特可以标识2n台主机，但台主机，但n比特为全比特为全“0”时用时用于标识子网，为全于标识子网，为全“1”时用于表示子网广播地址。时用于表示子网广播地址。这样，这样，n比特主机号实际可以标识比特主机号实际可以标识2n-2台主机。台主机。以以B类网络类网络172.16.0.0为例为例当当m=1时时，第三字节的最高位拿出来划分子网。此，第三字节的最高位拿出来划分子网。此时时子网掩码子网掩码为为255.255.128

44、.0，两个，两个子网子网为：为：172.16.0.0 （10101100 00010000 00000000 00000000 子网号：子网号：0）172.16.128.0 （10101100 00010000 10000000 00000000 子网号：子网号：1）这两个子网皆不建议使用。这两个子网皆不建议使用。当当m=2时时，第三字节的最高两位拿出来划分子，第三字节的最高两位拿出来划分子网。此时网。此时子网掩码子网掩码为为255.255.192.0，四个子，四个子网为：网为：172.16.0.0（10101100 00010000 00000000 00000000 子网号：子网号：00）

45、172.16.64.0（10101100 00010000 01000000 00000000 子网号：子网号：01）172.16.128.0（10101100 00010000 10000000 00000000 子网号：子网号：10）172.16.192.0（10101100 00010000 11000000 00000000 子网号：子网号：11）当当m=8时时，可以划分为，可以划分为256个子网。个子网。172.16.0.0，172.16.1.0，172.16.255.0。子网掩码为。子网掩码为255.255.255.0通常规划一个网络时划分子网的通常规划一个网络时划分子网的步骤步骤

46、如下：如下：（1）确定需要多少个子网号来惟一标识每一）确定需要多少个子网号来惟一标识每一个子网。个子网。（2）确定需要多少个主机号来标识每个物理）确定需要多少个主机号来标识每个物理网络网络(子网子网)上的每台主机。上的每台主机。（3）综合考虑子网数和子网中的主机数后，）综合考虑子网数和子网中的主机数后，确定一个符合要求的子网掩码。确定一个符合要求的子网掩码。（4）确定标识每个子网的网络号。）确定标识每个子网的网络号。（5）确定每个子网上可以使用的主机号的范）确定每个子网上可以使用的主机号的范围。围。例：假设已经得到一个例：假设已经得到一个A类网络地址类网络地址86.0.0.0。现在想把这个网络

47、划分成现在想把这个网络划分成4个子网个子网。该网络的。该网络的最大的段要求最大的段要求9000个可供主机寻址的地址，个可供主机寻址的地址，但在未来两年内可供寻址的主机数将增至但在未来两年内可供寻址的主机数将增至20000台台。什么样的子网掩码值可以用于这。什么样的子网掩码值可以用于这个网络的子网规划呢个网络的子网规划呢?从主机号中拿出从主机号中拿出3比特比特可以划分可以划分8个子网，除个子网，除去子网号为全去子网号为全“0”和全和全“1”的子网外，还的子网外，还可以有可以有6个子网。这样，子网掩码为：个子网。这样，子网掩码为：255.224.0.0，每个子网可以容纳的主机数为，每个子网可以容纳

48、的主机数为221-2。表。表3-2给出了各个子网的地址、子网中给出了各个子网的地址、子网中主机主机IP地址的范围以及子网的直接广播地址。地址的范围以及子网的直接广播地址。例：假设已经得到一个例：假设已经得到一个B类网络地址类网络地址160.46.0.0。要求把整个网络划分成。要求把整个网络划分成18个不个不同的子网，该网络的最大的段要求同的子网，该网络的最大的段要求1800个可个可供主机寻址的地址。供主机寻址的地址。想要提供想要提供18个子网，必须占用主机地址的个子网，必须占用主机地址的5比特。除去子网号为全比特。除去子网号为全“0”和全和全“1”的子的子网外，网外，5比特可以提供比特可以提供

49、30个可用的子网（个可用的子网（25-2=30）。这样，子网掩码为：）。这样，子网掩码为：255.255.248.0。每个子网可以容纳的主机。每个子网可以容纳的主机数为数为211-2=2046，可以满足要求。表，可以满足要求。表3-3给给出了各个子网的地址、子网中主机出了各个子网的地址、子网中主机IP地址的地址的范围以及子网的直接广播地址。范围以及子网的直接广播地址。满足上述题目要求的方案不止一个，增加子网号满足上述题目要求的方案不止一个，增加子网号的比特数，减少主机号的比特数可以得到其他方的比特数，减少主机号的比特数可以得到其他方案。案。表表 3-2 86.0.0.0 的的 8 个子网划分个

50、子网划分 子网地址子网地址 开始地址开始地址 结束地址结束地址 广播地址广播地址 86.0.0.0 n/a n/a n/a 86.32.0.0 86.32.0.1 86.63.255.254 86.63.255.255 86.64.0.0 86.64.0.1 86.95.255.254 86.95.255.255 86.96.0.0 86.96.0.1 86.127.255.254 86.127.255.255 86.128.0.0 86.128.0.1 86.159.255.254 86.159.255.255 86.160.0.0 86.160.0.1 86.191.255.254 86.