Internet核心原理与应用技术 第8章 Internet寻址技术.ppt

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1、第第8 8章章 InternetInternet寻址技术寻址技术 InternetInternet的的IPIP地址格式地址格式8.18.1InternetInternet的子网掩码与屏蔽码的子网掩码与屏蔽码8.48.4无类别域间路由无类别域间路由8.48.4IPIP地址与物理地址的动态转换协议地址与物理地址的动态转换协议8.48.48.1 Internet8.1 Internet的的IPIP地址格式地址格式 8.1.1 IP8.1.1 IP地址的构成地址的构成 IPIP地址有统一的格式，它的编址由互联地址有统一的格式，它的编址由互联网协议（网协议（Internet ProtocolIntern

2、et Protocol，IPIP）规定。）规定。IPIP标准规定一个标准规定一个IPIP地址由地址由4 4个字节组成，长个字节组成，长为为3232位。位。8.1.2 IP8.1.2 IP地址的表示地址的表示 这样，点分十进制地址范围为这样，点分十进制地址范围为0.0.0.00.0.0.0255.255.255.255255.255.255.255。8.1.3 IP8.1.3 IP地址的分类地址的分类IPIP地址地址类类型型第一字第一字节节十十进进制范制范围围二二进进制制固定最高位固定最高位二二进进制制网网络络位位二二进进制制主机位主机位A A类类0 01271270 08 8位位2424位位B

3、 B类类12812819119110101616位位1616位位C C类类1921922232231101102424位位8 8位位D D类类22422423923911101110组组播地址播地址E E类类24024025525511111111保留保留试验试验使用使用表表8.18.1IPIP地址分类地址分类1 1A A类类A A类地址用于主机数目非常多的网络。类地址用于主机数目非常多的网络。网网络络地地址址主机地址主机地址0 0图图8.1 A8.1 A类地址结构类地址结构2 2B B类类B B类地址用于中型到大型的网络。类地址用于中型到大型的网络。网网络络地址地址主机地址主机地址1010图

4、图8.2 B8.2 B类地址类地址3 3C C类类C C类地址用于小型局域网。类地址用于小型局域网。网网络络地址地址主机地址主机地址110110图图8.3 C8.3 C类地址类地址4 4D D类类D D类地址用于多重广播组。类地址用于多重广播组。11101110组组播地址播地址图图8.4 D8.4 D类地址类地址5 5E E类类E E类地址是一个通常不用的实验性地类地址是一个通常不用的实验性地址：它保留作为以后使用。址：它保留作为以后使用。1111011110保留保留试验试验使用使用图图8.5 E8.5 E类地址类地址8.1.4 8.1.4 特殊的特殊的IPIP地址地址特殊地址特殊地址类类型地

5、址型地址前前 缀缀后后 缀缀地地 址址 类类型型用用 途途本机地址本机地址全全0 0全全0 0本机本机启启动时动时使使用用网网络络地址地址网网络络全全0 0网网络络标识标识一个一个网网络络直接广播直接广播地址地址网网络络全全1 1直接广直接广播播在特定网在特定网上广播上广播有限广播有限广播地址地址全全1 1全全1 1有限广有限广播播在本地网在本地网上广播上广播回送地址回送地址127127任意任意回送回送测试测试表表8.28.2特殊特殊IPIP地址格式一览地址格式一览1 1网络地址网络地址2 2直接广播地址直接广播地址3 3有限广播地址有限广播地址4 4本机地址本机地址5 5回送地址回送地址8.

6、1.5 IP8.1.5 IP地址寻址规则地址寻址规则1 1网络寻址规则网络寻址规则 （1 1）网络地址必须惟一。）网络地址必须惟一。（2 2）网络标识不能以数字）网络标识不能以数字127127开头。开头。（3 3）网络标识的第一个字节不能为）网络标识的第一个字节不能为255255。（4 4）网络标识的第一个字节不能为）网络标识的第一个字节不能为“0”0”，“0”0”表示该地址是本地主机，不表示该地址是本地主机，不能传送。能传送。2 2主机寻址规则主机寻址规则 （1 1）主机标识对于一个给定的网络）主机标识对于一个给定的网络内必须是惟一的。内必须是惟一的。（2 2）主机标识的各个位不能都为）主机

7、标识的各个位不能都为“1”1”，如果所有位都为，如果所有位都为“1”1”，则该机，则该机地址是广播地址，而非主机的地址。地址是广播地址，而非主机的地址。（3 3）主机标识的各个位不能都为）主机标识的各个位不能都为“0”0”，如果各个位都为，如果各个位都为“0”0”，则表示，则表示该主机所在的网络。该主机所在的网络。8.2 Internet 8.2 Internet 的子网掩码与的子网掩码与屏蔽码屏蔽码（1 1）扩展网络。）扩展网络。（2 2）减少带宽竞争。）减少带宽竞争。（3 3）减少）减少CPUCPU使用负载。使用负载。（4 4）隔离网络问题。）隔离网络问题。（5 5）有利于网络管理员对网络

8、的）有利于网络管理员对网络的管理，提高网络的安全性。管理，提高网络的安全性。1 10 0网网络络地址地址子网地子网地址址主机地主机地址址图图8.6 8.6 划分了子网的划分了子网的B B类地址类地址子网掩码是一位特殊的子网掩码是一位特殊的3232位二进制数，位二进制数，它的格式与它的格式与IPIP地址一样，但它用二进制中地址一样，但它用二进制中的的1 1来代替来代替IPIP地址的前半部分（网络地址和地址的前半部分（网络地址和子网地址），用子网地址），用0 0来替代来替代IPIP地址中的主机地地址中的主机地址。址。子网掩码并不是地址，而只是用来指子网掩码并不是地址，而只是用来指示示IPIP地址中

9、的哪些位对于网络号（包括子地址中的哪些位对于网络号（包括子网地址），哪些位用于表示主机地址。例网地址），哪些位用于表示主机地址。例如，如，163.40.219.7163.40.219.7的的B B类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为11111111.1111111.00000000.0000000011111111.1111111.00000000.00000000，用十进制表示为：用十进制表示为：255.255.0.0255.255.0.0。地地 址址 类类 别别默默认认的子网掩的子网掩码码A A255.0.0.0255.0.0.0B B255.255.0.0255.255.0.0C C25

10、5.255.255.0255.255.255.0表表8.38.3默认的子网掩码默认的子网掩码地地 址址 类类 别别默默认认的子网掩的子网掩码码A A255.240.0.0255.240.0.0B B255.255.240.0255.255.240.0C C255.255.255.240255.255.255.240表表8.48.4高高4 4位用作子网地址的子网掩码位用作子网地址的子网掩码划分子网时可遵循以下步骤。划分子网时可遵循以下步骤。1 1决定需要的子网数决定需要的子网数 2 2决定子网掩码和子网地址决定子网掩码和子网地址（1）计算子网掩码）计算子网掩码（2）计算子网地址值）计算子网地址值

11、3 3为每台主机分配为每台主机分配IPIP地址地址8.3 8.3 无类别域间路由无类别域间路由8.3.18.3.1网络前缀网络前缀（1 1）CIDRCIDR消除了传统的消除了传统的A A类、类、B B类类和和C C类地址和子网划分的概念，可以更类地址和子网划分的概念，可以更加有效地分配加有效地分配IPv4IPv4的的3232位地址空间，并位地址空间，并且可以在新的且可以在新的IPv6IPv6使用之前容许因特网使用之前容许因特网的规模继续增长。的规模继续增长。（2 2）CIDRCIDR将网络前缀都相同的连将网络前缀都相同的连续的续的IPIP地址组成地址组成“CIDRCIDR地址块地址块”。表8.

12、5常用的CIDR地址块CIDRCIDR前前缀长缀长度度点分十点分十进进制制包含的地址包含的地址数数包含的分包含的分类类的网的网络络数数/13/13255.248.0.0255.248.0.0512K512K8 8个个B B类类或或20482048个个C C类类/14/14255.252.0.0255.252.0.0256K256K4 4个个B B类类或或10241024个个C C类类/15/15255.254.0.0255.254.0.0128 K128 K2 2个个B B类类或或512512个个C C类类/16/16255.255.0.0255.255.0.064 K64 K1 1个个B B

13、类类或或256256个个C C类类/17/17255.255.128.255.255.128.0 032 K32 K128128个个C C类类/18/18255.255.192.255.255.192.0 016K16K6464个个C C类类/19/19255.255.224.255.255.224.0 08 K8 K3232个个C C类类/20/20255.255.240.255.255.240.0 04 K4 K1616个个C C类类/21/21255.255.248.255.255.248.0 02 K2 K8 8个个C C类类/22/22255.255.252.255.255.252.

14、0 01 K1 K4 4个个C C类类/23/23255.255.254.255.255.254.0 05125122 2个个C C类类/24/24255.255.255.255.255.255.0 02562561 1个个C C类类/25/25255.255.255.255.255.255.1281281281281/21/2个个C C类类/26/26255.255.255.255.255.255.19219264641/41/4个个C C类类/27/27255.255.255.255.255.255.22422432321/81/8个个C C类类8.3.2 8.3.2 最长前缀匹配最长前缀

15、匹配表表8.68.6按地区划分按地区划分CIDRCIDR地址地址块块地地 区区地地 址址 块块屏屏 蔽蔽 码码地地 址址 前前 缀缀欧洲欧洲194/7(194.0.0.0194/7(194.0.0.0195.255.255.255)195.255.255.255)254.0.0.0254.0.0.0194.0.0.194.0.0.0 0北美洲北美洲198/7(198.0.0.0198/7(198.0.0.0199.255.255.255)199.255.255.255)254.0.0.0254.0.0.0198.0.0.198.0.0.0 0中美洲和南美中美洲和南美洲洲200/7(200.0.

16、0.0200/7(200.0.0.0201.255.255.255)201.255.255.255)254.0.0.0254.0.0.0200.0.0.200.0.0.0 0亚亚洲和太平洋洲和太平洋地区地区202/7(202.0.0.0202/7(202.0.0.0203.255.255.255)203.255.255.255)254.0.0.0254.0.0.0202.0.0.202.0.0.0 08.3.3 8.3.3 使用二叉搜索查找路使用二叉搜索查找路由表由表表表8.78.7用用5 5个前个前缀缀构成的二叉搜索表构成的二叉搜索表3232位的位的IPIP地址地址惟惟 一一 前前 缀缀01

17、000110 00000000 01000110 00000000 00000000 0000000000000000 000000000100010001010110 00000000 01010110 00000000 00000000 0000000000000000 000000000101010101100001 00000000 01100001 00000000 00000000 0000000000000000 0000000001101110110000 00000010 10110000 00000010 00000000 0000000000000000 00000000

18、101101011010111011 00001010 10111011 00001010 00000000 0000000000000000 0000000010111101118.4 IP8.4 IP地址与物理地址的动态地址与物理地址的动态转换协议转换协议8.4.1 8.4.1 地址解析地址解析将一台计算机的协议地址翻译成等价将一台计算机的协议地址翻译成等价的硬件地址的过程叫地址解析（的硬件地址的过程叫地址解析（Address Address ResolutionResolution），即协议地址被解析为正确），即协议地址被解析为正确的硬件地址。的硬件地址。图图8.7 8.7 一个简单的互

19、联网一个简单的互联网8.4.2 ARP8.4.2 ARP原理原理地址转换协议（地址转换协议（Address Resolution Address Resolution ProtocolProtocol，ARPARP）是个链路层协议，它工作）是个链路层协议，它工作在第二层的位置，在本层和硬件接口联系，在第二层的位置，在本层和硬件接口联系，同时对上层（网络层）提供服务。同时对上层（网络层）提供服务。图图8.8 ARP8.8 ARP的完整工作过程的完整工作过程表表8.88.8ARPARP缓缓存表存表结结构示例构示例IP IP 地地 址址Mac Mac 地地 址址192.168.1.1192.168.

20、1.100-AA-00-62-C6-00-AA-00-62-C6-0909192.168.1.2192.168.1.200-AA-00-62-C5-00-AA-00-62-C5-0303192.168.1.3192.168.1.303-AA-01-62-C6-03-AA-01-62-C6-0909图图8.9 ARP8.9 ARP工作原理工作原理8.4.3 ARP8.4.3 ARP报文格式报文格式图图8.10 ARP8.10 ARP报文格式报文格式8.4.4 ARP8.4.4 ARP在在WindowsWindows中的中的实现实现1 1ARPARP命令参考命令参考2 2ARPARP命令应用举例命令应用举例图图8.11 ARP8.11 ARP命令示例命令示例