項(xiàng)目-2-IP地址的規(guī)劃與管理

項(xiàng)目2學(xué)習(xí)目標(biāo)：IP地址的規(guī)劃與管理（1）理解IP地址的格式與分類。（2）（3）了解IP地址的規(guī)劃方法。掌握子網(wǎng)的劃分方法及子網(wǎng)的計(jì)算。IP地址的規(guī)劃與管理2.1任務(wù)12.1.1任務(wù)分析隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，Internet已作為二十一世紀(jì)人類的一種新的生活方式而深入到尋常百姓家。談到Internet，IP地址就不能不提，因?yàn)闊o論是從學(xué)習(xí)還是使用Internet的角度來看，IP地址都是一個(gè)十分重要的概念，Internet的許多服務(wù)和特點(diǎn)都是通過IP地址體現(xiàn)出來的。2.1.2相關(guān)知識(shí)1、IP地址的概念2、IP地址的分類IP地址的4個(gè)字節(jié)劃分為2個(gè)部分，一部分用以標(biāo)明具體的網(wǎng)絡(luò)段，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)；另一部分用以標(biāo)明具體的節(jié)點(diǎn)，即主機(jī)標(biāo)識(shí)，也就是說某個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的特定的計(jì)算機(jī)。例如，有一個(gè)IP地址為，對(duì)于該IP地址，我們可以把它分成網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)兩部分，這樣上述的IP地址就可以寫成：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)：主機(jī)標(biāo)識(shí)：2合起來寫：由于網(wǎng)絡(luò)中包含的計(jì)算機(jī)有可能不一樣多，有的網(wǎng)絡(luò)可能含有較多的計(jì)算機(jī)，也有的網(wǎng)絡(luò)包含較少的計(jì)算機(jī)，于是人們按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，把32位地址信息設(shè)成三種劃分方式，這三種劃分方法分別對(duì)應(yīng)于A類、B類、C類IP地址。1）A類IP地址一個(gè)A類IP地址是指，IP地址的四段號(hào)碼中，在第一段號(hào)碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼，剩下的三段號(hào)碼為本地計(jì)算機(jī)的號(hào)碼。如果用二進(jìn)制表示IP地址的話，A類IP地址就由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是【0】。A類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度為7位，主機(jī)標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度為24位，A類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量較少，可以用于主機(jī)數(shù)達(dá)1600多萬臺(tái)的大型網(wǎng)絡(luò)。2）B類IP地址一個(gè)B類IP地址是指，IP地址的四段號(hào)碼中，在前兩段號(hào)碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼，剩下的兩段號(hào)碼為本地計(jì)算機(jī)的號(hào)碼。如果用二進(jìn)制表示IP地址的話，B類IP地址就由2字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是【10】。B類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度為14位，主機(jī)標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度為16位，B類網(wǎng)絡(luò)地址適用于中等規(guī)模規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)所能容納的計(jì)算機(jī)數(shù)為6萬多臺(tái)。3）C類IP地址一個(gè)C類IP地址是指，IP地址的四段號(hào)碼中，在前三段號(hào)碼為網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼，剩下的一段號(hào)碼為本地計(jì)算機(jī)的號(hào)碼。如果用二進(jìn)制表示IP地址的話，C類IP地址就由３字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是【110】。C類IP地址中網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度為21位，主機(jī)標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度為8位，C類網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量較多，適用于小規(guī)模的局域網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多只能包含254臺(tái)計(jì)算機(jī)。3、IP子網(wǎng)掩碼概述1）子網(wǎng)掩碼的概念子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)，并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。2）確定子網(wǎng)掩碼數(shù)用于子網(wǎng)掩碼的位數(shù)決定于可能的子網(wǎng)數(shù)目和每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)目。在定義子網(wǎng)掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網(wǎng)數(shù)和主機(jī)數(shù)目。定義子網(wǎng)掩碼的步驟為：（1）確定哪些組地址歸我們使用。比如我們申請(qǐng)到的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為【222.180.a.b】，該網(wǎng)絡(luò)地址為c類IP地址，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)為【222.180】主機(jī)標(biāo)識(shí)為，【a.b】。（2）根據(jù)我們現(xiàn)在所需的子網(wǎng)數(shù)以及將來可能擴(kuò)充到的子網(wǎng)數(shù)，用宿主機(jī)的一些位來定義子網(wǎng)掩碼。比如我們現(xiàn)在需要12個(gè)子網(wǎng)，將來可能需要16個(gè)。用第三個(gè)字節(jié)的前四位確定子網(wǎng)掩碼。前四位都置為【1】，即第三個(gè)字節(jié)為【11110000】，這個(gè)數(shù)我們暫且稱作新的二進(jìn)制子網(wǎng)掩碼。（3）把對(duì)應(yīng)初始網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)位都置為【1】，即前兩個(gè)字節(jié)都置為【1】，第四個(gè)字節(jié)都置為【0】，則子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制形式為：【11111111.11111111.11110000.00000000】（4）把這個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制形式為：【255.255.240.0】，這個(gè)數(shù)為該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。3）IP掩碼的標(biāo)注4、子網(wǎng)規(guī)劃先講C類地址子網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。有這樣一個(gè)C類網(wǎng)段地址(網(wǎng)段地址就是網(wǎng)絡(luò)地址,用來代表一個(gè)網(wǎng)段)。192.168.1.0(255.255.255.0)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址,代表一個(gè)網(wǎng)段,不用簡(jiǎn)單看成IP地址.假設(shè)現(xiàn)在我們需要20個(gè)子網(wǎng),其中每個(gè)子網(wǎng)要連5個(gè)主機(jī).,就要把主機(jī)地址(主機(jī)部分)的最后一個(gè)8位組(8位組就是10進(jìn)制0即二進(jìn)制00000000)分成子網(wǎng)部分(它來劃分多少子網(wǎng))和主機(jī)部分(它來劃分多少IP地址)。說明:子網(wǎng)就是在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)部通過劃分子網(wǎng)掩碼再分成幾個(gè)網(wǎng)段。192.168.1.0子網(wǎng)部分的位數(shù)決定子網(wǎng)的數(shù)目，假設(shè)現(xiàn)在我們需要做20個(gè)子網(wǎng),其中每個(gè)子網(wǎng)要連5個(gè)主機(jī)。我們看最后的二進(jìn)制00000000，因?yàn)槲覀冃枰?0個(gè)子網(wǎng)和5個(gè)主機(jī)地址,我們就分析下,我們只要把后面3個(gè)0做為主機(jī)部分,就可以劃分得到可用

3IP地址是6個(gè)(2-2=6),前面5個(gè)0做為子網(wǎng)部分,那

5我們可以劃分的子網(wǎng)就是30個(gè)(2-2=30)，經(jīng)過這樣劃分是滿足我們的題目要求的。大家再看看C類子網(wǎng)下列例子:子網(wǎng)位數(shù)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)數(shù)每一個(gè)子網(wǎng)主機(jī)數(shù)2255.255.255.192(11000000)2623255.255.255.224(11100000)6304255.255.255.240(11110000255.255.248(11111000)255.255.255.252(11111100)3062注意：上面的例子中，子網(wǎng)位數(shù)2,也就是2個(gè)11,子網(wǎng)位數(shù)3也就是3個(gè)111,依次類推)子網(wǎng)數(shù),每一個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)的計(jì)算大家應(yīng)該會(huì)，都是2的次方－2。B類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)規(guī)劃其實(shí)跟C類是方法是沒有多大不同,只是我們用來劃分子網(wǎng)的是用地址掩碼的最后2個(gè)8位數(shù)組,而不是象C類那樣只用最后一個(gè)8位數(shù)組來劃子網(wǎng)的。下面我們看下十進(jìn)制和二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換。212810111111111111117264000010111111111162320000000000001001101111115000000012222216842112819222424024825225425543210Ｂ類子網(wǎng)規(guī)劃：對(duì)于Ｂ類地址，如果子網(wǎng)有八位，則能得到254個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)可以劃分254臺(tái)主機(jī)例如：Ｂ類地址１７２.１６.１.０子網(wǎng)掩碼為２５５.２５５.２５５.０它的子網(wǎng)掩碼劃成二進(jìn)制就是11111111.11111111.11111111.00000000看到打下劃線的８?jìng)€(gè)１，也就是子網(wǎng)位數(shù)為８，因?yàn)樽泳W(wǎng)部分也都是用【1】表示的，主機(jī)部分都是【0】也就是８位了，所以可以計(jì)算出來２５４個(gè)子網(wǎng)和２５４個(gè)主機(jī)地址。5、變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼技術(shù)(VLSM:VariablelengthSubnetMasking)在一些情況下為了最大限度地節(jié)省地址，會(huì)在不同網(wǎng)絡(luò)中使用不同的掩碼長(zhǎng)度。使用可變長(zhǎng)掩碼（VLSM）就是指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以用不同的掩碼進(jìn)行配置。這樣做的目的是為了使把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)更加方便。（1）節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多的子網(wǎng)采用較短的子網(wǎng)掩碼,子網(wǎng)掩碼較短的地址可以表示的子網(wǎng)數(shù)目少,而子網(wǎng)分配的地址就多。（2）節(jié)點(diǎn)數(shù)比較少的子網(wǎng)采用較長(zhǎng)的子網(wǎng)掩碼,可表示的子網(wǎng)數(shù)(也叫邏輯網(wǎng)絡(luò))較多,而子網(wǎng)上分配的地址少這種方案能節(jié)省大量的地址,節(jié)省的地址可以用于其他子網(wǎng)上。下面舉例說明：例3：例如你被分配了一個(gè)C類地址，網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192.168.10.0,而你現(xiàn)在需要將其劃分為三個(gè)子網(wǎng),其中一個(gè)子網(wǎng)有100臺(tái)主機(jī),其余的兩個(gè)子網(wǎng)有50臺(tái)主機(jī)。我們知道一個(gè)C類地址有254個(gè)可用地址，那么如何選擇子網(wǎng)掩碼呢？當(dāng)我們?cè)谒凶泳W(wǎng)中都使用一個(gè)子網(wǎng)掩碼時(shí)這一問題是無法解決的。此時(shí)VLSM就派上了用場(chǎng)，我們可以在100個(gè)主機(jī)的子網(wǎng)使用這一掩碼，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127這128個(gè)IP地址，其中可用主機(jī)號(hào)為126個(gè)。我們?cè)侔咽Ｏ碌?92.168.10.128到192.168.10.255這128個(gè)IP地址分成兩個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼為。其中一個(gè)子網(wǎng)的地址從192.168.10.128到192.168.10.191,另一子網(wǎng)的地址從192.168.10.192到。子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192每個(gè)子網(wǎng)的可用主機(jī)地址都為62個(gè)，這樣就達(dá)到了要求?？梢钥闯龊侠硎褂米泳W(wǎng)掩碼，可以使IP地址更加便于管理和控制。通過以上學(xué)習(xí)我們掌握了子網(wǎng)編址,他的好處就是對(duì)外我們內(nèi)網(wǎng)所有子網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò),而對(duì)內(nèi)可以起到隔離廣播的作用,分成不同的子網(wǎng)。6、超網(wǎng)及CIDR技術(shù)所謂超網(wǎng)，就是把多個(gè)連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)合并成一個(gè)很大的地址塊，這個(gè)地址塊能夠代表了這些合并起來的所有網(wǎng)絡(luò)！超網(wǎng)主要用在路由器的路由信息通告上，沒有匯總成地址塊的話，路由器必須把你題目里這2000多個(gè)路由信息逐個(gè)通告給另一個(gè)路由，通過CIDR（無類域間路由選擇）實(shí)現(xiàn)超網(wǎng)后，只需要通告一個(gè)路由信息就可以了，大大減輕了路由器的負(fù)擔(dān)，還有簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。超網(wǎng)(supernetting)是與子網(wǎng)類似的概念--IP地址根據(jù)子網(wǎng)掩碼被分為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。但是，與子網(wǎng)把大網(wǎng)絡(luò)分成若干小網(wǎng)絡(luò)相反，它是把一些小網(wǎng)絡(luò)組合成一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)--超網(wǎng)。CIDR技術(shù)用子網(wǎng)掩碼中連續(xù)的1部份表示網(wǎng)絡(luò)ID，連續(xù)的0部份表示主機(jī)ID。比如，網(wǎng)絡(luò)中包含2000臺(tái)計(jì)算機(jī)，只需要用11位表示主機(jī)ID，用21位表網(wǎng)絡(luò)ID，則子網(wǎng)掩碼表示為，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制則為。此時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)將包含2046臺(tái)計(jì)算機(jī)，既不會(huì)造成IP地址的浪費(fèi)，也不會(huì)利用路由器連接網(wǎng)絡(luò)，增加額外的管理維護(hù)量。CIDR表示方法：IP地址/網(wǎng)絡(luò)ID的位數(shù)，比如，其中用21位表示網(wǎng)絡(luò)ID。例題1：子網(wǎng)掩碼：11111111111111111111100000000000則為網(wǎng)絡(luò)ID：（其中第三個(gè)字節(jié)紅色部分表示網(wǎng)絡(luò)ID，其他表示主機(jī)ID，網(wǎng)絡(luò)ID是表示網(wǎng)絡(luò)ID部份保持不變主機(jī)ID全部變?yōu)?）則網(wǎng)絡(luò)ID為子網(wǎng)掩埋的第3字節(jié)：11111000192.168.23.35中23表示為的二進(jìn)制數(shù)00010111兩個(gè)相與得到00010000所以為16起始IP地址：（主機(jī)ID不能全為0，全為0表示網(wǎng)絡(luò)ID最后一位為1）結(jié)束IP地址：（主機(jī)ID不能全為1，全為1表示本地廣播）則結(jié)束IP地址為：。例題2：將163.135.0.0劃分為16個(gè)子網(wǎng)，計(jì)算前兩個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)ID、子網(wǎng)掩碼、起止IP地址。第1步：用CIDR表示，則子網(wǎng)掩碼為（11110000）.0。第2步：第一網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)掩碼與IP地址與運(yùn)算）：第一個(gè)IP地址：址：；第3步：第二網(wǎng)絡(luò)ID：結(jié)束IP地第一個(gè)IP地址：163.135.16.1結(jié)束IP地址：。7、公共IP和私有IP地址IP地址由IANA（Internet地址分配機(jī)構(gòu)）管理和分配，任何一個(gè)IP地址要能夠在Internet上使用就必須由IANA分配，IANA分配的能夠在Internet上正常使用的IP地址稱之為公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人，這部份IP地址不能在Internet上使用，此類IP地址就稱之為私有IP地址。為什么私有IP地址不能在Internet上使用呢？因?yàn)镮nternet上沒有私有IP地址的路由。私有IP地址范圍包括：A類：B類類：：即即172.16.0.1-172.31.255.254共16個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)C192.168.0.1-192.168.255.254共256個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)2.1.3任務(wù)實(shí)施1、任務(wù)實(shí)施的環(huán)境：PC機(jī)四臺(tái)和交換機(jī)一臺(tái)2、任務(wù)實(shí)施要求（1）按全班68位同學(xué)計(jì)算，每4位同學(xué)劃分為一個(gè)子網(wǎng)，則需17個(gè)子網(wǎng)，再加上子網(wǎng)全為0和全為1的子網(wǎng)號(hào)，則共需19個(gè)子網(wǎng)，所以需從主機(jī)號(hào)的8位中借5位來劃分子網(wǎng)，剩余3位表示主機(jī)號(hào)。（2）學(xué)號(hào)相鄰的4位同學(xué)為一組，即每組4位同學(xué)的主機(jī)屬于同一個(gè)子網(wǎng)，各組的子網(wǎng)號(hào)按學(xué)號(hào)的遞增排列，即第一組的子網(wǎng)號(hào)為00001，第二組的子網(wǎng)號(hào)為00010，……以此類推。如有學(xué)號(hào)空缺等問題，請(qǐng)自行解決。注意：本次實(shí)驗(yàn)不使用學(xué)校提供的10打頭的IP，而是另外設(shè)置。故實(shí)驗(yàn)過程中將無法使用外網(wǎng)。IP地址前3位都為：192.168.1.X，同時(shí)完成以下任務(wù)