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网络寻址

网络寻址. 家庭和小型企业网络 - 第五章. 内容索引. 5.1 IP 地址和子网掩码 5.2 IP 地址的类型 5.3 获取 IP 地址的方式 5.4 地址管理. 5.1.1 IP 地址的用途. IP 地址是用于标识特定主机的逻辑网址。为了与 Internet 上的其它设备进行通信，它必须唯一。

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Presentation Transcript

  1. 网络寻址 家庭和小型企业网络 - 第五章

  2. 内容索引 • 5.1 IP地址和子网掩码 • 5.2 IP地址的类型 • 5.3 获取IP地址的方式 • 5.4 地址管理

  3. 5.1.1 IP地址的用途 • IP 地址是用于标识特定主机的逻辑网址。为了与 Internet 上的其它设备进行通信，它必须唯一。 • IP 地址将分配给连接到主机上的网络接口卡 (NIC) 。具有网络接口的最终用户设备包括工作站、服务器、网络打印机和 IP 电话等。某些服务器可以有多块网卡，其中每块网卡都有各自的 IP 地址。协助 IP 网络连接的路由器接口也需具有 IP 地址。 • 通过 Internet 发送的每个数据包都有源 IP 地址和目的 IP 地址。网络设备必须了解这些参数，才能确保信息到达目的设备，并确保所有应答都能返回源设备。 参见电子版教材动画5.1.1.1

  4. 5.1.2 IP地址结构 • IP 地址就是 32 个二进制位的数字串。二进制 IP 地址非常难于阅读。为此，人们以 8 个位为一组，将这 32 个位划分为四个八位字节，称为点分十进制记法。

  5. 5.1.2 IP地址结构

  6. 5.1.2 IP地址结构

  7. 5.1.3 IP地址的组成部分

  8. 5.1.4 IP地址和子网掩码的交互方式 • 与 IP 地址一样，子网掩码的长度也是 32 位。子网掩码从左至右依次与 IP 地址逐位对比。子网掩码中的 1 代表网络部分；而 0 则代表主机部分。

  9. 5.1.4 IP地址和子网掩码的交互方式 • 当主机发送数据包时，会拿子网掩码与自身 IP 地址和目的 IP 地址进行比较。如果网络部分的各个位相符，表示源主机和目的主机位于同一网络中，因此数据包只需在本地传送。 如果不相符，则发送方主机会将数据包转发到本地路由器接口，再由其转发到其它网络。

  10. 5.1.4 IP地址和子网掩码的交互方式 • 家庭和小型企业网络最常见的子网掩码是： • 255.0.0.0（8 位） • 255.255.0.0（16 位） • 255.255.255.0（24 位） • 子网掩码 • 255.255.255.0（十进制） • 11111111.11111111.1111111.00000000（二进制） • 使用 24 位标识网络号码，剩下 8 位用于对网络中的主机进行编号。

  11. 5.1.4 IP地址和子网掩码的交互方式 • 要计算该网络中可以存在的主机数量，可以 2 为底，以主机的位数为指数并求幂 (28 = 256)。必须从结果数字中减去 2 （256-2）。减 2 的原因在于主机部分全部为 1 的 IP 地址是该网络的广播地址，不能分配给具体的主机。主机部分全部为 0 则代表网络 ID，同样不能分配给具体的主机。

  12. 5.2.1 IP地址类和默认子网掩码 • IP 地址划分为 5 类。A 类、B 类和 C 类是商业类地址，可分配给主机。D 类保留供组播使用，而 E 类则用于实验用途。 • C 类地址使用三个八位字节表示网络部分，一个表示主机。默认子网掩码为 24 位 (255.255.255.0)。C 类地址通常分配给小型网络。 • B 类地址使用两个八位字节代表网络部分，另两个代表主机。默认子网掩码为 16 位 (255.255.0.0)。这些地址一般用于中型网络。 • A 类地址仅以一个八位字节代表网络部分，其余三个代表主机。默认子网掩码为 8 位 (255.0.0.0)。这些地址一般分配给大型组织。

  13. 5.2.1 IP地址类和默认子网掩码

  14. 5.2.1 IP地址类和默认子网掩码

  15. 5.2.2 公有和私有地址 • 有限，因此存在 IP 地址分配殆尽的风险。解决此问题的一个办法是保留一些私有地址，仅供组织在内部使用。这样，组织内部的主机无需唯一的公有 IP 地址就能够相互通信。 • RFC 1918 标准在 A、B 和 C 类每个类别中都保留数个地址范围。如表所示，这些私有地址范围包含一个 A 类网络、16 个 B 类网络和 256 个 C 类网络。这为网络管理员分配内部地址提供了极大的灵活性。

  16. 5.2.2 公有和私有地址

  17. 5.2.2 公有和私有地址 • 只要组织中的主机不与 Internet 直接连接，这些主机就可以在内部使用私有地址。因此，多个组织可以使用相同的私有地址集。私有地址不能在 Internet 上路由，因此会被 ISP 的路由器阻挡。 • 由于私有地址只在本地网络中可见，外部人员无法直接访问私有 IP 地址，因此使用它们可以作为一种安全措施。 • 还有一些私有地址可用于进行设备的诊断测试。此类私有地址称为环回地址。A 类 127.0.0.0 网络就是保留用作环回地址的 参见电子版教材动画5.2.2.2

  18. 5.2.3 单播、广播和组播地址 • 单播

  19. 5.2.3 单播、广播和组播地址 • 广播

  20. 5.2.3 单播、广播和组播地址 • 组播

  21. 5.3.2 DHCP服务器

  22. 5.3.3 配置DHCP • 当主机被配置为 DHCP 客户端时，要从位于本地网络中或 ISP 处的 DHCP 服务器获取这些信息。DHCP 服务器配置有一个 IP 地址范围，或称 IP 地址池，这些地址可用来分配给 DHCP 客户端。

  23. 5.3.3 配置DHCP • Packet Tracer 练习：将设备配置为 DHCP 服务器并指定 IP 地址范围。配置 DHCP 客户端并检验 DHCP 配置。参见电子版PT实验5.3.3.3

  24. 5.4.1 网络边界和地址空间 • 本地路由器接口的 IP 地址作为主机的默认网关既可静态设定，也可通过 DHCP 设定通常将集成路由器设置为 DHCP 服务器。

  25. 5.4.2 地址分配

  26. 5.4.2 地址分配 • 主机可以通过几种方式连接到 ISP 和 Internet。主机应配置公有地址还是私有地址取决于其连接方式。

  27. 5.4.3 网络地址转换 • 集成路由器从 ISP 接收公有地址，这使它能够通过 Internet 发送和接收数据包。另一方面，它又为本地网络客户端提供私有地址。由于 Internet 上不允许使用私有地址，因此需要通过某种过程将私有地址转换为唯一的公有地址，本地客户端才能在 Internet 上通信。 • 用于将私有地址转换为可路由 Internet 地址的过程称为网络地址转换 (NAT)。借助 NAT 可将私有（本地）源 IP 地址转换为公有（全局）地址。传入数据包的过程与之相反。通过 NAT，集成路由器将多个内部 IP 地址转换为同一公有地址。 参见电子版教材动画5.4.3.1

  28. 5.4.3 网络地址转换 • Packet Tracer 练习：将一台多功能设备配置为 DHCP 服务器并配置要接收 IP 配置的客户端。检验公有地址和私有地址的配置。参见电子版PT实验5.4.3.2

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