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本投影片檔案僅供本書上課 教師 使用 ， 非經 作者 同意請勿拷貝或轉載，謝謝。 教學單位若需教材上網，請洽旗標業務取得另一 Web 版，以免觸法，謝謝‧. 大綱. 前言 IPv4 位址 網路位址規劃 DNS IP 協定 標頭解析 IP 選擇項 IPv6 問題與討論. 前言. Internet 泛指架構在 TCP/IP 機制下的網路系統 對 TCP/IP 的深入瞭解，是不可或缺的知識 IP 協定與 TCP 協定是其中最重要的兩項課題 IP 協定 ( Internet Protocol； 網際網路協定)

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  1. 本投影片檔案僅供本書上課教師使用，非經作者同意請勿拷貝或轉載，謝謝。本投影片檔案僅供本書上課教師使用，非經作者同意請勿拷貝或轉載，謝謝。 教學單位若需教材上網，請洽旗標業務取得另一Web版，以免觸法，謝謝‧

  2. 大綱 • 前言 • IPv4 位址 • 網路位址規劃 • DNS • IP 協定 • 標頭解析 • IP選擇項 • IPv6 • 問題與討論

  3. 前言 • Internet • 泛指架構在TCP/IP機制下的網路系統 • 對TCP/IP的深入瞭解，是不可或缺的知識 • IP協定與TCP協定是其中最重要的兩項課題 • IP協定 (Internet Protocol；網際網路協定) • 屬於OSI參考模式第三層 (網路層) 的部分 • TCP協定 (Transmission Control Protocol) • 屬於OSI參考模式第四層 (傳輸層) 的部分 • 第八章 => 討論第三層的部分 • 第九章 => 討論第四層的部分

  4. IP 位址

  5. 多版本IP位址 • IP位址:茫茫Internet大海中相互辨識 • 第四版IP位址 => 目前使用 • 盡力將封包傳送出去 • 非連接導向 (Connectionless-Oriented) • 第五版IP位址 • 連接導向 (Connection-Oriented) • 資料流協定 (Stream Protocol) 實驗協定 • 沒有針對龐大的位址需求進行規劃 • 下一版IP位址 => IPv6位址 • 一般稱為IPng (next generation) 位址

  6. 位址數量 • IPv4位址:32位元 (bits) 所構成 • 可組成約四十三億 (232 = 4,294,967,296) 個位址 • 以8位元為單位，分四個部分，以十進位數表示 • 140.134.10.1 • 10001100 . 10000110 . 00001010 . 00000001 • IPv6位址:128位元所構成 • 提供2128個位址 (~3.4x1038) • 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 • 位址分配由ICANN統籌 • Internet Corporation for Assigned Names and Numbers；網際網路名稱與數字地址分配機構

  7. IP 位址的分類

  8. 網域位址&廣播位址

  9. A類 (Class A) 位址 • 將最左邊位元值設為0 • 7個網路位元，24個主機位元 • 128 (27) 種組合，也就是有128個A類網路系統 • 第一個位元組的十進位數介於0~127之間 • 一個A類網路能提供224-2個主機位址 • 減2是扣除網域位址與廣播位址 • 大都早已提供給一些Internet創始之初便參與運作的組織機構使用

  10. B類 (Class B) 位址 • 最左邊兩個位元為10 • 左邊第一個位元組介於128與191之間 • 有14個網路位元、16個主機位元 • 可提供16,384 (也就是2628) 個網路系統 • 每個B類網路可提供216-2 (65,534) 個主機位址

  11. C類 (Class C) 位址 • 最左邊三個位元設為110 • 左邊第一個位元組值介於192與223間 • C類位址具21個網路位元 • 可提供2,097,152 (也就是252828) 個網路系統 • 每個C類網路可提供28-2 (254) 個主機位址

  12. D類 (Class D) 位址 • 多點群播 (Multicast) • 最左四位元為1110 • 左邊第一個位元組值介於224與239之間 • 沒有網路位元與主機位元的區分 • 每個多點群播「群組」需擁有一個D類位址 • 藉多點群播路由器 (MRouter；Mutlicasting Router) 以一對多方式進行資料傳送 • 有效降低網路的資料傳送量

  13. 一對一 & 多點群播

  14. E類 (Class E) 位址 • 最左邊四個位元設為1111 • 左邊第一個位元組值介於240至255之間 • 目前規劃保留作實驗網路運用

  15. 網路遮罩

  16. 網路遮罩 • 網路遮罩 (Network Mask) • 網路位元:1，主機位元:0 • 遮掉不同網域的部分 • 遮罩值由左到右的排列 • 一連串的1接續一連串的0 • 不至於有0與1交錯的情形 • 有時以「/n」方式與網域位址一起搭配表示 • n代表遮罩值設為1的位元數數量 • 避免每次要繁瑣地寫出一連串的數字 • Ex: 210.134.56.0/24 • 210.134.56.0網域 • 遮罩值:24位元的1，也就是255.255.255.0

  17. 各類IP位址的網路遮罩設定

  18. 網路遮罩想像圖 • 概念:是否屬相同網域的概念作區分 • 相同網域電腦間可以想像為看得見的節點 • 主機位址:網路遮罩設為0 • 網路位元的部分，一般主機無法關注到 • 位元值設為1

  19. 網路遮罩的應用與判別

  20. 子網路規劃

  21. 子網路規劃

  22. 範例 • 一個B類網路向主機位元借三位元作子網路 • 三個子網路位元: 8 (23) 個子網路 • 每個子網路系統有13個位元提供作主機位元 • 每個子網路系統可擁有8190 (213-2) 個主機位址 • 子網路遮罩255.255.224.0 (或以/19表示)

  23. 子網路規劃與IP位址分配

  24. 子網路遮罩運算換算表

  25. 子網路判斷

  26. B類子網路規劃

  27. 子網路規劃 • 依子網路所需數量決定 • Ex: 要對一個B類網路做50個子網路劃分 • 50介於30與62之間 • 子網路位元數必需有6位 • 子網路遮罩值便為255.255.252.0 • 每個子網域能擁有的IP位址數為1,022個

  28. CIDR Classless Inter-Domain Routing (無分類網際尋徑)

  29. 無分類架構規劃 • IP位址A、B、C類型區分，導致IP位址浪費 • CIDR ；無分類網際尋徑 • Classless Inter-Domain Routing • IETF提出 • 打破分類藩籬，網域規劃完全依照網路遮罩定義 • 一些小網路系統可以整合成一個較大的網路架構 : 超網 (Supernet) • 減少路由器需求量 • 減輕尋徑內容數量負擔 • 提升路由器效率

  30. Example

  31. CIDR區塊選取原則 • 位址區塊必須連續 • 區塊數量必須是2的冪次方 • 以便可以與網路遮罩值與網域位址的訂定相對應 • 盡量以位址位元變化少的進行規劃 • 網域位址與遮罩 : 依包含IP位址的變化判斷

  32. 網路遮罩值與網域位址的判斷(1/2)

  33. 網路遮罩值與網域位址的判斷(2/2)

  34. 保留位址

  35. 常見的保留位址

  36. 重要的保留位址 • 1. 本網域("This" Network) • 2. 企業網路內部保留位址 • Intranet IP Address • 3. 迴路回測(Loopback Test) • 4. 區域廣播(Local Broadcast)

  37. 1. 本網域("This" Network) • 0.0.0.0/8 : 是A類網路的第一個網域 • 代表「本網域 (This Network)」 • 與自己網域節點通訊，可運用本網域位址 • Ex: 0.0.0.123 • 相同網域中主機位址為123的節點 • 「0.0.0.0」 • 尚未取得IP位址，用以對自己IP位址表示 • 不知對方IP位址，以「0.0.0.0」代表目的端IP位址，表示為所有網域

  38. 2. 企業網路內部保留位址 • 屬於內部自己獨立的網路系統 • 內部網路可透過具NAT (Network Address Translation；網路位址轉譯) 功能路由器與外界網路連線 • NAT路由器有一個正規IP位址與外界聯繫 • 內部由內部網路IP位址進行溝通 • 各企業網路系統間相互獨立 • 對IP位址普遍不足的情況有很大的貢獻 • 內部網路節點與正規IP位址的對應 • 運用傳輸層埠編號 (Port Number)

  39. 企業網路的連通

  40. 常見的企業內部網路位址 • A類、B類、C類各保留一個區段 • 分別適用於大型、中型或小型的網路系統使用 • A類的保留區段 • 10.0.0.0/8 (10.0.0.0 ~ 10.255.255.255) • B類的保留區段 • 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 ~ 172.31.255.255) • C類的保留區段 • 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 ~ 192.168.255. 255)

  41. 3. 迴路回測 (Loop Back Test) • 對自身的TCP/IP設定正確與否進行測試 • 測試訊號只在本機上進行，不會傳到網路上 • 原來A、B、C各類都將其最後一個網域區塊設定為迴路回測使用 • 目前只保留127.0.0.0/8網域進行迴路回測 • B類的191.255.0.0/16區塊與C類的223.255.255.0/24區塊不再保留 • ping 127.0.0.1 命令 • 檢測本機TCP/IP網路設定是否完整

  42. 檢查自己主機成功的情形

  43. 檢查自己主機失敗的情形

  44. 4. 區域廣播(Local Broadcast) • 尚未取得IP位址，或不知道自己網域位址 • 可運用255.255.255.255對自己所在網域所有節點進行廣播

  45. DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (動態主機設定協定)

  46. 為何需要 DHCP ? • 一個網路節點擁有一個永久使用的IP位址 • 理想方式 • 網路需求無限，但IP位址有限 • 如何使IP位址的運用更有效 • DHCP • 動態地對IP位址進行分配 • 只有網路連線時才向DHCP伺服器取得IP位址 • 可以有效地對IP位址數量進行分配與運用

  47. DHCP架構 • 網路必須配置DHCP伺服主機 • 節點連線後以廣播方式與DHCP伺服器連繫 • 節點IP位址由伺服器統一分配，不至於重複 • 避免長時間佔用某個IP位址:設定使用期限 • 應用 • 電腦教室環境 • 省去一一對各電腦設定與管理 • 居家上網連線環境 • 只有一個固定IP位址，但要上網節點有好幾個 • 運用DHCP，配合保留位址 • 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16

  48. 位址整合性規劃

  49. 區塊的起始 • 必需從區塊的界限上做開端 • 才不致網域位址與網路遮罩訂定的錯亂 • 假設機構甲、乙、丙、丁分別需要1000、2000、200與500個網路位址 • 在210.100.0.0網域內的C類位址為單位作分配 • 先到先配且盡量往前排為原則

  50. 機構甲的位址分配 • 需4個C類網域作組合 • 分配到210.100.0.0~3.255內的IP位址

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