第三章 IP地址规划设计技术（很重要）

知识重点：

1. 选择题考点

• IP基础（网络地址、子网掩码）
• 网络地址转换 NAT 的原理
• CIDR （计算方法）
• IPv6 地址表示

1. 综合题

• IP地址的分类与计算

1. VLSM 地址规划

---

3.1 基础知识

3.1.1 IP 地址的概念和划分地址新技术的研究

1. IP 地址是由网络号与主机号组成的，长度是32bit,用点分十进制方法表示，这样就构成了标准分类的 IP 地址。

• 点分十进制：32位分成四组，每组8个二进制，组间用 . 隔开
• 传统二级地址结构：网络号-主机号
• 三级地址结构：网络号-子网号-主机号

2. 构成超网的无类域间路由（CIDR）技术

无类域间路由的出现是希望解决INTERNET扩展中存在的两个问题：

• 32位IP地址空间可能在第40亿台主机接入 Internet 前耗尽
• 随着越来越多的网络地址出现，主干网的路由表增大，路由器负荷增加，服务质量下降
  
    无类域间路由 CIDR技术也被称为超网技术构成超网的目的是将现有IP地址合成较大的、具有更多主机地址的路由域。

3. 网络地址转换

网络地址转换设计的基本思路：为每一个公司分配一个或少量的 IP 地址，用于传输 Inyernet 的流量。在公司内部的每一台主机分配一个不能够在 Internet 上使用的保留的专用IP地址。

专用的IP地址用于内部网络的通信，如果需要访问外部 Internet 主机，必须由运行网络地址转换的主机或路由器将内部的专用IP地址转换成全局IP地址

---

3.1.2 标准分类的 IP 地址

IPv4 的地址长度为 32 bit，用点分十进制表示。通常采用x.x.x.x的方式来表示，每个 x 8bit，每个 x 的值为 0~255

• A类地址：0（前导码）+ 7位网络位 + 24位主机号 ————> 1.0.0.0 ~ 127.255.255.255
• B类地址：10（前导码）+ 14位网络位 + 16位主机号 ————> 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
• C类地址：110（前导码）+ 21位网络位 + 8位主机号 ————> 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
• D类地址：1110（前导码）+ 21位组播地址 ————> 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
• E类地址：11110（前导码）+ 保留号 ————> 240.0.0.0 ~ 247.255.255.255
  
  注：A类最小的IP 1.0.0.0 ，前导码均是固定的

1. A类地址

（1）A类地址网格号（net ID）的第一位为0，其余的各位可以分配，因此A类地址共被分为大小相同的128块，每一块的 net ID 不同

例：第一块覆盖的地址为：0.0.0.0 ~ 0.255.255.255（net ID=0）

（2）第一块和最后一块地址留作特殊用途，另外 net ID=10 的用于专用地址

（3）A类地址的机构只有 125 个，每个A类的主机号有24位，那么每个A类网络可以分配的主机号host ID 可以是 2²⁴ - 2 = 16777214，主机号为全 0 和全 1 的两个地址保留用于特殊目的。

2. 特殊地址形式（会计算，综合题）

（1）直接广播地址：主机号是全1（二进制）。它是用来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



（2）受限广播地址：32位全为 1 的广播地址（255.255.255.255）。用来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机，路由器则阻挡该分组通过，将其广播功能限制在本网內部。



（3）这个网络的特定主机地址：网络号全为 0 ，主机号不变。这样的分组被限定在本网内部，由主机号对应的主机接收。



（4）回送地址：A类地址中的 127.0.0.0，它是一个保留地址。用于网络软件测试和本地进程间通信

---

3.1.3 划分子网(subnet)的三级网络

允许将网络分成多个部分子网供内部使用，但对于外部网络，仍然像一个网络一样

1. 划分子网的地址结构

• 三级 IP 地址结构：网络号-子网号-主机号
• 同一个子网中所有主机必须使用相同的子网号
• 子网之间的距离必须很近
• 分配子网是一个组织和单位内部的事，它既不要向 ICANN 申请，不需要改变任何外部的数据库（不用申请，直接内部使用）
• 在 Internet 文献中，一个子网也称一个 IP 网络或一个网络

2. 子网掩码

如何从一个IP地址中提取子网号？由此提出子网掩码的概念，子网掩码有时又叫子网屏蔽码

• 32bit 是由连续的1或0组成
• A 类地址的子网掩码：255.0.0.0
• B 类地址的子网掩码：255.255.0.0
• C 类地址的子网掩码：255.255.255.0
  
  需要根据子网掩码来判断子网号
  
  例：标准B类地址的16位网络号不变，如果需要分出 64 个子网那么借用原 16 位主机号的 6 位，该子网的主机号变成了 10 位。子网掩码用点分十进制表示为255.255.252.0，另一种表示方法是用“/”（加上网络号+子网号长度）**，即：“网络号/22”。

3. 试题

（1）**某个IP地址的子网掩码为 255.255.255.192，该掩码又可以写成（）

A. /22

B. /24

C. /26

D. /28**

答案：C，192转换为二进制为1100 0000 故网络号+子网号长度=32-6=26

（2）网络地址 191.22.168.0 的子网掩码是?

解析：本题关键网络地址，根据191判断是 B 类网络，前16位不用动，不清楚168中与后面8个0相连还有几个0，故转换为二进制。192.22.1010 1000.0000 0000，可知网络号+子网号长度=32-11=21。故结果为 255.255.248.0