计算机三级网络技术课件.ppt
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第三章IP地址规划设计技术,西南石油大学计算机科学学院等级考试培训中心,第三章IP地址规划设计技术(重点),考纲分析:
本章是考核的重点,通过上表可知,本章题量和分值比较固定,共4道选择题(4分)、1道综合题(10分)、应用题约占(910分),共占试卷分值的23%。
内容提要,3.1IP地址的概念与分类考点1:
IP地址的概念与标准分类考点2:
特殊地址形式3.2子网划分考点3:
划分子网的地址结构考点4:
子网掩码考点5:
可变长度子网掩码(VLSM)3.3CIDR技术考点6:
无类域间路由(CIDR)3.4NAT技术考点7:
全局网络IP地址和内部网络专用IP地址考点8:
NAT技术3.5IPv6技术考点9:
IPv6技术,重中之重,重中之重,重点,重点,重点,重点,3.1IP地址的概念与分类,概念:
IP地址由网络号与主机号组成,长度为32位二进制。
一般用点分十进制表示。
点分十进制:
将IP地址中的每8位二进制数为一个单元,共4组,每组用0255之间的一个十进制数表示。
这些数之间用点(.)隔开。
格式为x.x.x.x,3.1IP地址的概念与分类,练习:
8位二进制数的转换,246,十进制到二级制转换,二级制到十进制转换,0,0,0,0,0,1,1,1,3.1IP地址的概念与分类,以十进制数字245为例:
2表示的值是2*102(2乘以10的2次幂)。
2位于我们通常称为“百位”的位置。
位置记数法称此位置为基数的2次幂位置,因为基数(即基)是10而幂是2,在基数为10的数制系统中使用位置记数法时,245表示:
245=(2*102)+(4*101)+(5*100)或245=(2*100)+(4*10)+(5*1),二进制数制系统在二进制数制系统中,基是2。
因此,每个位置代表2的幂,幂次逐位增加。
在8位二进制数中,各个位置分别代表以下数量:
3.1IP地址的概念与分类,IPv4划分技术的发展历程,3.1IP地址的概念与分类,A类1127B类128191C类192223D类224239,ABC类为常用IP地址D为组播地址E为保留地址,标准分类:
A、B、C、D、E五类IP地址分为网络号+主机号的两层结构,3.1IP地址的概念与分类,按照标准分类划分的IP地址称为:
有类地址,网络地址-指代网络的地址,广播地址-用于向该网络中的所有主机发送数据的特殊地址,每个IPv4网络的地址范围内都有三种类型的地址:
3.1IP地址的概念与分类,IPv4地址范围内,最小地址保留为网络地址。
此地址的主机部分的每个主机位均为0。
主机地址-分配给网络中终端设备的地址,每台终端设备都需要唯一的地址才能向该主机传送数据包。
在IPv4地址中,我们将介于网络地址和广播地址之间的值分配给该网络中的设备。
广播地址是每个网络都有的一个特殊地址,用于与该网络中的所有主机通信。
广播地址使用该网络范围内的最大地址。
即主机部分的全部为1的地址。
3.1IP地址的概念与分类,3.1IP地址的概念与分类,3.1IP地址的概念与分类,通信类型-单播、组播、广播,3.1IP地址的概念与分类,单播-从一台主机向另一台主机发送数据包的过程,定向广播:
定向广播是将数据包发送给特定网络中的所有主机。
此类广播适用于向非本地网络中的所有主机发送广播报文。
有限广播:
有限广播只限于将数据包发送给本地网络中的主机。
这些数据包使用目的IPv4地址255.255.255.255。
路由器不转发此广播报文。
发往有限广播地址的数据包只会出现在本地网络中。
广播-从一台主机向该网络中的所有主机发送数据包的过程,通信类型-单播、组播、广播,3.1IP地址的概念与分类,通信类型-单播、组播、广播,3.1IP地址的概念与分类,组播-从一台主机向选定的一组主机发送数据包的过程,1:
直接广播地址主机号全为1的地址称为直接广播地址,用于使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机。
此类广播适用于向非本地网络中的所有主机发送广播报文。
注意:
尽管路由器在默认情况下并不转发定向广播,但可对其进行此配置。
2:
受限广播地址(见下页动画)32位全为1的IP地址(255.255.255.255).在任何情况下,路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报,这样的数据报仅出现在本地网络中。
即有限广播只限于将数据包发送给本地网络中的主机。
3:
“这个网络上的特定主机”地址网络号全为0,主机号确定值;作用是由路由器或主机向本网络上的某个特定主机发送分组时,分组被限制在本网络内部。
例某台IP为“201.161.20.18”的主机,网络号为24位,其特殊主机地址为“0.0.0.18”4:
回送地址A类地址中127.0.0.0;用于测试本地进程间通信。
环回是主机用于向自身发送通信的一个特殊地址。
3.1IP地址的概念与分类,例如:
在有24个网络位的网络10.0.0.0中,广播地址应为10.0.0.255。
此地址也称为定向广播。
重要提示:
标准IP地址分类,常用A类、B类、C类与特殊IP地址,采用的是“网络号”+“主机号”的两级层次结构。
受限广播,3.2子网划分,IPv4划分技术的发展历程,概念子网(Subnet):
将一个大的网络划分为几个较小的网络,小网络就称为大网络的子网。
对于外部网络来讲仍然像一个网络一样。
子网划分的作用划分子网是为了更有效地利用网络资源,减少网络广播,避免网络阻塞。
子网划分的实质就是同一网段进行更细的分割。
划分子网是使用主机号的某些位来做为子网号,没有划分子网时,一个IP地址分为网络号和主机号;而划分后一个IP地址就成了网络号、子网号和主机号3个部分。
子网的概念可以应用于A类、B类或C类中任意一类IP地址中。
3.2子网划分,3.2子网划分,标准IP地址(两层)结构,子网IP地址(三层)结构,概念用于在三级层次的IP地址中提取子网号。
同时也可以用于标准的A类,B类,C类地址上区分网络号和主机号。
表示方法与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。
子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。
可用点分十进制表示,也可用“/”+网络号+子网号长度方式表示。
3.2子网划分,A类:
255.0.0.0或/8B类:
255.255.0.0或16C类:
255.255.255.0或24,默认子网掩码,3.2子网划分,历年考题3.某个IP地址的子网掩码为255.255.255.192,该掩码又可以写为_A、/22B、/24C、/26D、/28,c,08.4-选8,4.IP地址块192.168.15.136/29的子网掩码为_A、255.255.255.192B、255.255.255.224C、255.255.255.240D、255.255.255.248,D,08.9-选8,历年考题1.计算并填写下表,计算步骤1)根据IP地址判断地址类别:
126A类地址的127,属于A类,08.4-综.1,考点分析:
考点1和考点2所涉及的IP地址分类和计算在最近几次考试中出现在综合题的第1题,分值为10分,需要重点掌握。
计算步骤2)根据IP地址、子网掩码来计算网络地址(网络地址是主机号全为0时的地址),11110000,10010110,10010000,150,240,126.150.28.57,255.240.0.0,IP地址,子网掩码,12位,对IPv4主机地址同其子网掩码执行AND逻辑运算,可以确定该主机相关联的网络地址,判断使用TCP/IP协议的两台计算机A和B是否位于同一网络的方法:
将计算机A的IP地址与本机的子网掩码进行“与”运算,得到计算机A所在的网络号。
同上计算B的网络号。
两者网络号比较:
相同在同一网络;不同对方在远程网络上,必须通过路由器进行路由转发数据包到对方。
3.2子网划分,3)主机号全为1的地址为直接广播地址,10010000,10011111,159,126.159.255.255,4)32位全为1的地址为受限广播地址:
255.255.255.255,5)由于子网内主机号全为0地址保留,所以子网内的第一个可用的IP地址为:
126.144.0.1,144,计算网络地址、主机地址范围、广播地址,网络地址的表示:
其前缀为25位,因此最后7位是主机位。
为了表示该网络地址,这些主机位全部为0。
这样,该地址的最后一个二进制八位数就是0,因此网络地址就是172.16.20.0/25。
IP地址块:
172.16.20.0/25,计算网络地址、主机地址范围、广播地址,最小主机地址的计算:
最小主机地址始终比网络地址大1。
在本例中,七个主机位的最后一位变成了1。
由于主机地址的最低位设置为1,因此最小主机地址就是172.16.20.1。
计算网络地址、主机地址范围、广播地址,网络广播地址的计算:
此网络中使用的全部七个主机位均为1。
通过计算得出最后一个二进制八位数为127。
这说明广播地址是172.16.20.127,计算网络地址、主机地址范围、广播地址,最大主机地址的计算:
网络的最大主机地址始终比广播地址小1。
这表示最低主机位为0而所有其它主机位均为1。
正如图中所示,如此计算后得到此网络的最大主机地址172.16.20.126。
课堂练习,课堂练习2.计算并填写下表08.9-综.1,1:
A类2:
124.192.0.03:
124.223.255.2554:
0.4.27.595:
124.223.255.254,历年考题以下给出的地址中,不属于子网192.168.15.19/28的主机地址是_A)192.168.15.17B)192.168.15.14C)192.168.15.16D)192.168.15.31,B,计算步骤:
1)根据IP地址和子网掩码,算出网络地址和广播地址,确定该网络可用的IP地址范围2)排除不在该范围内的IP地址,网络地址:
192.168.15.16广播地址:
192.168.15.31可用IP地址范围:
192.168.15.17192.168.15.30,概念正常的掩码只有3类:
A类的/8、B类的/16、C类的/24,但是想对网络的划分更灵活,就必须使用可变长子网掩码,也就是将部分主机号变成子网号,组建成一个新的子网。
VLSM解决了每个子网必须具有相同的主机数的问题。
使划分子网时可以具有不同的长度。
3.2子网划分,检查每个子网最后一个二进制八位数的二进制数字。
两个网络的最后一个二进制八位数的值分别是:
子网1:
00000000=0子网2:
10000000=128,RouterA有两个接口用于互连两个网络。
假设地址块为192.168.1.0/24,我们就可以创建两个子网。
我们使用子网掩码255.255.255.128取代原来的掩码255.255.255.0,向主机借用了一位。
最后一个二进制八位数的最高位用于区分这两个子网。
其中一个子网的这个位为0,而另一个子网的这个位为1。
计算子网的公式使用此公式可计算子网数量:
2n,其中,n=借用的位数在此示例中,计算结果如下:
21=2个子网,主机数量要计算每个网络的主机数量,可以使用公式2n-2,其中,n=留给主机的位数。
采用此公式,(27-2=126)表示这些子网中每个子网可包含126台主机。
22=4个子网,23=8个子网,历年真题5.使用IP地址202.113.10.128/25划分4个相同大小的子网,每个子网中能够容纳30台主机。
请写出子网掩码、各个子网网络地址及可用的IP地址段。
(08-4应4),3.2子网划分,实例分析例1:
某单位有4个部门,需建立4个子网,其中部门1有50台主机,部门2有25台主机,部门3和部门4分别有10台主机,现有一个内部C类地址:
192.168.1.0.请为该单位进行IP地址划分。
解析:
本