IP地址專題——IPv4(下一代規格：IPv6)備注：IPv5稱號被賦給一個實驗的稱為流協議的面向連接的互聯網協議，是實驗性的面向流的數據流協議，用來對聲音，圖像等提供支持。

IPv4簡介：目前我們使用的第二代互聯網IPv4技術，核心技術屬于美國。它的最大問題是網絡地址資源有限，從理論上講，編址1600萬個網絡、40億臺主機。但采用A、B、C三類編址方式后，可用的網絡地址和主機地址的數目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，約30億個，而人口最多的亞洲只有不到4億個，中國截止2010年6月IPv4地址數量達到2.5億，落后于4.2億網民的需求。地址不足，嚴重地制約了我國及其他國家互聯網的應用和發展。IPv6所擁有的地址容量是IPv4的約8×10^28倍，達到2^128（算上全零的）個，人機對話、設備通信、真正“互連互通”、“網絡全球化”、“無處不在”！

IPv6網絡構建規格基本概念基本的IP地址是分成8位一個單元(稱為8位位組)的32位二進制數。IP地址中的每一個8位位組用0～255之間的一個十進制數表示

這些數之間用點(.)隔開最小的IPv4地址值為0.0.0.0，最大的地址值為255.255.255.255IPv4為32位編址，IPv6為128位編址。IP地址的表示方法每個IP地址共占32位（bit)，這32位被分為4個段，每一個段占8個位（即一個字節）每個字節之間用“.”隔開。 有兩種表示形式：1、十進制表示例：192.168.0.12、二進制表示例： 11000000.10101000.00000000.00000001Byte2xxxxxxxxByte3xxxxxxxxByte4xxxxxxxxByte1xxxxxxxx上圖表示二進制格式中的IP地址:X代表二進制的0或1

注：在實際應用中多用十進制表示，每8位二進制數對應一位十進制數。IP地址的分類Internet組織已經將地址進行分類以適應不同規模的網絡。IP地址中的網絡地址分為（A、B、C、D、E）五類，每一類網絡可以從IP地址的第一個數字看出。網絡類決定了IP地址4個字節如何劃分成網絡地址和主機地址部分。A類0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx網絡主機1—126224-2=16,777,214

D類1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播224—239E類11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx實驗室保留240—255網絡主機B類10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534網絡主機C類110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254注意：1、IP地址中，主機號全為0或全為1時分別作為本網絡地址和廣播地址使用，所以這個特殊的IP地址不能分配給用戶使用。2、D類網絡用于廣播，它可以將信息同時傳送到網上的所有設備，而不是點對點的信息傳送，這種網絡可以用來召開電視電話會議。3、E類網絡常用于進行試驗。4、網絡管理員在配置網絡時不應該采用D類和E類網絡。5、IP地址可以由網絡管理員手動配置，也可由安裝DHCP的服務器來自動配置。

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(動態主機分配協議)

特殊的IP地址地址功能網絡0.0.0.0指缺省的路由，這個值用于簡化IP路由表網絡127.0.0.1通常指本主機，使用這個地址，應用程序可以像訪問遠程主機一樣訪問本主機所有網絡位為0的IP地址指本網絡的某主機，如0.0.0.34將訪問本網絡中結點為34的主機。所有主機位為0的IP地址指網絡本身網絡或主機地址位全1指所有主機255.255.255.255本網絡廣播169.254.x.x當網絡主機設置使用DHCP功能自動獲得一個IP地址時,當DHCP服務器發生故障或響應時間太長,Window系統會分配這樣的IP專用IP地址---局域網專用地址IP地址中還存在著這樣的地址字段,他們只在本機構內部有效,不會被路由器轉發到公網中。這些IP地址存在的意義是：假定在一個機構內部使用的計算機通信也是采用TCP/IP協議，那么從原則上講，對于這些僅在機構內部使用的計算機就可以由本機構自行分配其IP地址。這就是說，讓這些計算機使用僅在本機構有效的IP地址，而不需要向Internet的管理機構申請全球惟一的IP地址。這些專用IP地址是：(1)10.0.0.0~10.255.255.255A1個網絡號(2)172.16.0.0~172.31.255.255B16個網絡號(3)192.168.0.0~192.168.255.255C256個網絡號IP地址的一些重要特點

(1)IP地址是一種分等級的地址結構。分兩個等級的好處是：第一，IP

地址管理機構在分配

IP

地址時只分配網絡號，而剩下的主機號則由得到該網絡號的單位自行分配。這樣就方便了

IP

地址的管理。第二，路由器僅根據目的主機所連接的網絡號來轉發分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。IP地址的一些重要特點

(2)實際上IP地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。當一個主機同時連接到兩個網絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的IP地址，其網絡號net-id必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomedhost)。由于一個路由器至少應當連接到兩個網絡（這樣它才能將IP數據報從一個網絡轉發到另一個網絡），因此一個路由器至少應當有兩個不同的IP地址。IP地址的一些重要特點

(3)用轉發器或網橋連接起來的若干個局域網仍為一個網絡，因此這些局域網都具有同樣的網絡號net-id。(4)所有分配到網絡號net-id的網絡，范圍很小的局域網，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網，都是平等的。

編址實例

在組網過程中怎么來分配IP地址呢?

任務：考慮一個大的組織，它建有4個物理網絡，現需要通過路由器將這4個物理網絡組成專用的IP互聯網。

選擇IP地址類別：在為每臺主機分配IP地址之前，首先需要按照每個物理網絡的規模為它們選擇IP地址類別。小型網絡選擇C類地址，中型網絡選擇B類地址，大型網絡選擇A類地址。實際上，由于一般物理網絡的主機數都不會超過6萬臺，因此，A類地址很少用到。

編址實例

在上面所述的專用互聯網中，如果3個是小型網絡，一個是中型網絡，那么，可以為3個小型網絡分配3個C類地址（如202．113．27．0、202．113．28．0和202．113．29．0），為一個中型網絡分配一個B類地址（如128．211．0．0）。

編址實例

在互聯網上的主機和路由器分配具體IP地址時需要注意： （1）連接到同一網絡中所有主機的IP地址共享同一netid。在圖中，計算機A和計算機B都接入了物理網絡1，由于網絡1分配到的網絡地址為202．113．27．0，所以，計算機A和B都應共享202．113．27這個netid。

編址實例

（2）路由器可以連接多個物理網絡，每個連接都應該擁有自己的IP地址，而且該IP地址的netid應與分配給這個網絡的netid相同。如圖所示，由于路由器R分別連接202．113．27．0、202．113．28．0和128．211．0．0三個網絡，因此該路由器被分配了3個不同的IP地址。其中連接網絡1的IP地址要具有網絡1的netid（202．113．27），而連接其他網絡的IP地址則必須具有所聯網絡的netid。

編址實例

子網的劃分思考1：假設一個公司網絡內有500臺主機，此時分配一個C類網IP地址是不夠的，為什么？若分配一個B類網IP，又會產生大量的浪費，為什么？解答：一個C類IP可以容納254臺主機,所以不夠一個B類IP可以容納65534臺主機,此是有65034個地址浪費,使用率不到1%子網的劃分思考2：假設一個公司網絡內有60000臺主機，此時分配一個B類網IP地址是足夠的，但這樣會帶來什么樣的問題？帶來的問題：一個B類網絡可以容納的主機數量為65534，但整個網絡處于同一個廣播域，如果有大量的廣播信息存在，將會導致網絡擁塞上劃分子網的目的如果我們將一個網絡劃分成若干個子網,會有以下的好處:1、使IP地址應用更有效2、將原有同處于一個網段上的主機分成不同的網段或子網，同時也將原來的一個廣播域劃分成若干個較小的廣播域4.3.2劃分子網的方法為了創建一個子網地址，網絡管理員從標準IP地址的主機號部分“借”位并把它們指定位為子網號部分。實例2：假設有一個網絡號為202．113．26．0的C類網絡，可以借用主機號部分的3位來劃分子網，其中子網號、主機號范圍、可容納的主機數、子網地址、子網廣播地址如下表所示。4.3.2劃分子網的方法默認的子網掩碼A類：255.0.0.0B類：255.255.0.0C類：255.255.255.0

變長子網掩碼（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0子網小結子網劃分這項技術是用來把一個單一的IP網絡地址劃分成多個更小的子網。子網掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區別網絡標識和主機標識。無論劃分成多少個子網，對外來看還是同一個網絡。劃分為三個子網后對外仍是一個網絡145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8………子網145.13.21.0子網145.13.3.0子網145.13.7.0所有到達網絡145.13.0.0的分組均到達此路由器網絡145.13.0.0R1R3R2無類域間路由（CIDR）CIDR減少了路由表的規模，增了網絡的可擴展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16CIDR（無類型域間選路，ClasslessInter-DomainRouting）是一個在Internet上創建附加地址的方法，這些地址提供給服務提供商（ISP），再由ISP分配給客戶CIDR標記法IP地址子網掩碼子網掩碼1的數量

CIDR表示的IP地址

255.255.240.01111111111111111111100000000000010.217.123.7000010101101100101111011000001118+8+4+0=2010.217.123.7/20IP地址聚合設計IP地址聚合，就是把兩個小網絡合并為一個大網絡，主要是通過修改子網位實現。通俗點說就是合為一個網段。要計算IP地址聚合后的地址，其實就是比較幾個IP的網絡前綴，相同的部分有多少位，這多少位就是聚合后的IP，子網掩碼就是把相同的網絡前綴變為1，剩下的為0，算出十進制就可以了。例1：某企業分配給產品部的IP地址塊為192.168.31.192/26，分配給市場部的IP地址塊為192.168.31.160/27，分配給財務部的IP地址塊為192.168.31.128/27，那么這三個地址塊經過聚合后的地址為（

）

A、192.168.31.0/25

B、92.168.31.0/26

C、192.168.31.128/25

D、192.168.31.128/26此例三個IP聚合：

192.168.31.192

192.168.31.160

192.168.31.128

比較，相同的部分均為192.168.31，總共24位相同，最后一組換成二進制再比較：

192.168.31.11000000

192.168.31.10100000

192.168.31.10000000

比較得出，總共25位相同，那么，聚合后的IP（網絡前綴）就為192.168.31.10000000，將10000000轉為十進制為128，聚合后的IP就是192.168.31.128。可直接寫成192.168.31.128/25。

因為有25位相同，也以，子網掩碼網絡號就是25位，主機號剩下7位，網絡號全為1，主機號全為0，

即11111111.11111111.11111111.10000000，轉換為十進制，255.255.255.128。例子例1：設IP地址為192.168.10.2，子網掩碼為255.255.255.240，那么子網掩碼是怎樣來區分網絡標識和主機標識的呢。答：用“與”運算。將十進制轉換成二進制進行與運算IP地址：11000000101010000000101000000010子網掩碼：11111111111111111111111111110000AND運算：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－11000000101010000000101000000000則可得其網絡標識為192.168.10.0，主機標識為2。例子例2：有一IP地址為192.168.10.252，子網掩碼為255.255.255.240另一個IP地址為192.168.10.238,子網掩碼為255.255.255.240判斷兩個IP是否在同一個網段練習11、網絡的子網掩碼為255.255.224.0給出IP地址，求子網地址和主機地址IP地址網絡地址主機地址132.132.45.5613.56132.132.97.321.32132.132.92.1428.14練習2你已被分配128.45.0.0的B類IP地址，需要建立10個子網，完成下列問題：1、定義10個子網，需要（

4）屏蔽位。2、定義允許創建10個子網的子網掩碼(240)。172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個子網，各子網可以包含多少臺主機。B類IP借了四位劃分子網,所以劃分的子網數為:16主機位還剩12位,所以可以表示212-2臺主機練習3思考為什么計算IP主機地址時要減2，而計算子網數目時不減2呢？IP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1；子網就不存