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1、第2章IP編址本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解IP地址的定義，掌握IP地址的分類方法與尋址規(guī)則理解掩碼和子網(wǎng)掩碼的概念，掌握子網(wǎng)劃分的方法熟悉無分類編址CIDR的相關(guān)概念掌握ARP與RARP的操作過程、分組格式和封裝格式2.1IP地址的定義每一個(gè)設(shè)備都需要有一個(gè)IP地址，它在Internet上是惟一的而且擁有統(tǒng)一的格式。IP地址是32位的二進(jìn)制地址，例如：11000000.10101000.00101110.0100111111010010.01001001.10001100.00000010IP地址常采用點(diǎn)分十進(jìn)制
2、記法 （dotteddecimalnotation）192.168.46.79210.73.140.22.2IP地址的分類整個(gè)地址空間共分為五類：A類、B類、C類、D類和E類IP地址的分類A類、B類和C類IP地址可以分成網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID，并且滿足一定的尋址原則。A類地址的格式：B類地址的格式：C類地址的格式：D類地址的格式：E類地址的格式：尋址規(guī)則網(wǎng)絡(luò)ID不能是數(shù)字127。網(wǎng)絡(luò)ID的所有位不能全是“0”。主機(jī)ID的所有位不能全是“0”。主機(jī)ID的所有位不能全是“1”。專用地址每一類地址中都有一些地址
3、作為專用地址在Internet上是不能使用這些未注冊(cè)的專用地址的，但是許多機(jī)構(gòu)通常在其內(nèi)部網(wǎng)中使用這些專用地址單播、多播和廣播地址單播地址（UnicastAddress）從單個(gè)源端把分組發(fā)送到單個(gè)目的端，源端和目的端是一對(duì)一的關(guān)系。多播地址（MulticastAddress）從單個(gè)源端把分組發(fā)送到一組目的端，源端和目的端是一對(duì)多的關(guān)系。廣播地址（BroadcastAddress）從單個(gè)源端把分組發(fā)送到所有的目的端，源端和目的端是一對(duì)所有的關(guān)系。2.3掩碼與IP地址相對(duì)應(yīng)，掩碼是一個(gè)32位地址。當(dāng)用掩碼
4、與IP地址進(jìn)行逐位“邏輯與”（AND）操作時(shí)，就可以得出該IP地址的網(wǎng)絡(luò)ID（網(wǎng)絡(luò)地址）。各類地址的默認(rèn)掩碼2.4子網(wǎng)有些情況下，一個(gè)機(jī)構(gòu)分配到的地址數(shù)遠(yuǎn)大于它需要的（例如A類和B類網(wǎng)絡(luò)），這樣造成了許多地址的浪費(fèi)。為解決這個(gè)問題，可以把一些大網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步劃分為一些更小的、更容易管理的網(wǎng)絡(luò)，稱為子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼類似于默認(rèn)掩碼，子網(wǎng)掩碼也是一個(gè)32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)ID、子網(wǎng)ID和主機(jī)ID，并說明該網(wǎng)絡(luò)是本地網(wǎng)絡(luò)還是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。把默認(rèn)掩碼中最左邊的某些連續(xù)的“0”變成“1”，就可以得到
5、子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)劃分確定需要的子網(wǎng)數(shù)，把子網(wǎng)數(shù)用二進(jìn)制表示，并列出子網(wǎng)ID確定子網(wǎng)掩碼。確定各子網(wǎng)的地址。（注意，一般不使用全“0”或者全“1”的子網(wǎng)ID。）確定各子網(wǎng)的地址范圍。（注意，主機(jī)ID不能全“0”或者全“1”。）2.5超網(wǎng)對(duì)于C類地址，其地址空間最多能容納的主機(jī)數(shù)為254，這對(duì)于許多機(jī)構(gòu)來說都是不夠用的。一個(gè)解決的辦法就是把幾個(gè)C類地址塊合并成為一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，即構(gòu)成超網(wǎng)（supernetting）。超網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)掩碼相反，超網(wǎng)掩碼中“1”的個(gè)數(shù)比該類地址的默認(rèn)掩碼的“1”的個(gè)數(shù)少。把默認(rèn)掩碼
6、中最右邊某些連續(xù)的“1”變?yōu)椤?”，就可以得到超網(wǎng)掩碼。2.6無分類編址CIDR無分類編址消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址的概念，使用不屬于任何類的可變長度塊，從而可以更加有效地分配IPv4的地址空間。CIDR記法無分類編址方案采用斜線記法，或CIDR（ClasslessInterDomainRouting，即無分類域間路由選擇）記法，表示了兩個(gè)含義：地址是無分類編址，而路由選擇是使用域間路由選擇，其一般格式如下圖所示。斜線后面的n表示改地址塊的每一個(gè)地址都有n個(gè)位是相同的。前綴、后綴前綴是指地址范圍
7、的相同部分，與網(wǎng)絡(luò)ID的概念相似。前綴的位數(shù)就是前綴長度，即CIDR記法中的n。后綴是指地址范圍的不同部分，與主機(jī)ID的概念相似。后綴的位數(shù)就是后綴長度，即CIDR記法中的（32-n）。后綴長度與子網(wǎng)掩碼是一一對(duì)應(yīng)的。2.7地址解析Internet上兩個(gè)主機(jī)或路由器實(shí)現(xiàn)通信時(shí)，物理地址和IP地址都是必需的。所以我們需要一種機(jī)制，可以將IP地址映射成為物理地址，或者將物理地址映射成為IP地址。這就是地址解析問題（AddressResolutionProblem）。地址解析協(xié)議ARP地址解析協(xié)議（Addr
8、essResolutionProtocol，ARP）可以實(shí)現(xiàn)IP地址映射成為物理地址。ARP操作過程如下：ARP分組的格式ARP分組包括：ARP請(qǐng)求分組和ARP應(yīng)答分組。ARP分組的格式如圖所示。ARP的封裝ARP分組直接封裝在數(shù)據(jù)鏈路幀中，如下圖所示。對(duì)于ARP請(qǐng)求分組，目的地址字段是全“1”的廣播地址（0xFFFFFFFFFFFF）。類型字段表示此幀攜帶的數(shù)據(jù)的類型。對(duì)于ARP分組，該字段的值為0x0806。代理ARP代理地址解析協(xié)議（代理ARP），
