IPv4分类及子网划分.ppt

讲授内容：IP地址及应用-计算机网络,资料阅读,2008年1月，广东阳江市公安局接到当地一位李女士的报案，她说自己收到了一封带有7张色情图片的电子邮件。当地公安通过查询电信部门的IP记录找到了发送色情邮件的IP地址，并且找到了该IP地址的使用者梁某某。警方以传播淫秽信息为由对梁某某处以2500元的罚款。梁某某认为自己是冤枉的而提交了行政复议，他指出:发送邮件的账号不是我，该邮件发送过程中最后与邮件服务器连接的是原告(梁某某自己)的电脑，但这并不能说明该邮件是原告或是在原告的电脑上编写并发送的!阳江市人民政府在决定书中指出:由于IP地址、上网账号、口令在网络上是唯一的，可以认定该色情邮件是申请人(梁某某)冒用他人信箱，在自己机器上完成并发送的。,IP地址首次作证网民败诉色情邮件引出行政处罚阳江市公安局接到林某报案，称其电子邮件账号被他人冒用，发送含有色情图片的电子邮件给其同事李某，造成很坏的影响。公安部门通过查看邮件信息和市电信局服务器日志记录，发现发送色情邮件的电脑当时使用的IP地址为“61.146.82.94”，从电信局取得的用户上网清单查明，从2008年1月11日22时25分33秒至2008年1月12日0时27分58秒这一时间段使用此IP地址的电话号码和上网账号均属梁某的。据此，公安部门根据计算机信息网络国际互联网安全保护管理办法作出处罚决定，给予梁某警告并罚款1500元。,1.该市公安局是依据什么来破案的？,思考：,2.IP地址为什么能作为证据来破案？,IP地址,IP地址的全球唯一性。IP地址是唯一标识出主机所在的网络及其网络中位置的编号。,思考？,接入因特网的用户数量的不断增加，因特网上是如何管理这些接入用户，并为他们提供服务的呢？,为此，因特网上的每台主机都分配了一个唯一的地址，即IP地址。,一、IP地址,1、概念及功能：概念：因特网是由不同物理网络互连而成，不同网络之间实现计算机的相互通信，必须有相应的地址标识，这个地址标识称为IP地址。因特网上的每台主机都分配了一个唯一的地址。功能：（1）区分数以亿计的主机而分配的专门地址，所以他的主要作用是为区别不同的主机来保证网络的正常通信。（2）IP地址从字面看，它具有定位的作用，它的定位原则取决于它的分配原则，IP地址查询就是基于此。,怎么查看计算机的IP地址呢？,怎么查看计算机的IP地址呢？,网络命令Ipconfig,IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位（二进制）的标识符。10000000 00001011 00000011 00011111IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配,2、IP地址的格式及表示方法,点分十进制记法,采用点分十进制记法则进一步提高可读性,128.11.3.31,128 11 3 31,将每 8 位的二进制数转换为十进制数,3、IP 地址 的分类,为什么要分类？网络规模不同，合理充分地利用IP地址，便于管理。如何分类：IP 地址由网络标识和主机标识组成。,YY 位,XX 位,网络号,主机号,网络标识确定主机所在的网络。主机标识确定某一物理地址上的一台主机。例如：电话号码（0713-8835186）,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,A 类地址的网络号字段为 1 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,B 类地址的网络号字段为 2 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,C 类地址的网络号字段为 3 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,A 类地址的主机号字段为 3 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,B 类地址的主机号字段为 2 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,C 类地址的主机号字段为 1 字节,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,D 类地址是多播地址,24 位,24 位,16 位,8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,8 位,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,网络号,网络号,网络号,主机号,主机号,主机号,E 类地址保留为今后使用,常用的三种类别的 IP 地址,IP 地址的使用范围,网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126(27 2)1 126 16,777,214 B 16,383(214 1)128.1 191.255 65,534 C 2,097,151(221 1)192.0.1 223.255.255 254,保留的IP地址,主机部分的所有比特位为全0的地址引用为一个网络。比如：主机部分的所有比特位为全1的地址称为广播地址。它同时指一个网络上的所有主机。比如：保留，用来执行循环测试，不可用作其他用途。用户可以利用命令执行循环测试，以便检查网卡驱动是否正常工作。,172.16.0.0-172.31.255.255 192.168.0.0-192.168.255.255,私有网络专用的IP地址,IP 地址的一些重要特点,(1)IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。,IP 地址的一些重要特点,(2)实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上，就必须同时具有两个不同的 IP 地址（网络号必须不同）。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。,所有到网络 的分组均到达此路由器,我的网络地址是,R1,R3,R2,一个 B 类网络,上述的网络存在的问题,1）在上述B类网中，上万多个IP地址，把一个完整的B类IP地址分配给一个单位，会造成IP地址的极大浪费；2）一个网络中主机太多，不便于管理。,二、划分子网,通过划分子网，减少子网间无效的数据流量，更便于网络管理，提高网络速度和利用效率。,划分为三个子网后对外仍是一个网络,子网 145.13.21.0,子网 145.13.3.0,子网 145.13.7.0,所有到达网络 的分组均到达此路由器,网络,R1,R3,R2,IP地址=,划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。,1.划分子网的基本思路,凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。最后就将 IP 数据报直接交付给目的主机。,划分子网的基本思路（续）,当没有划分子网时，IP 地址是两级结构，地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的“本地部分”。划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。,划分子网后变成了三级结构,从一个IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。,子网掩码,IP 地址的各字段和子网掩码,网络号 net-id,主机号 host-id,两级 IP 地址,网络号,net-id,host-id,三级 IP 地址,主机号,子网掩码,因特网部分,本地部分,因特网部分,本地部分,划分子网时的网络地址,net-id,subnet-id,host-id 为全 0,(IP 地址)AND(子网掩码)=网络地址,网络号 net-id,主机号 host-id,两级 IP 地址,网络号,三级 IP 地址,主机号,子网号,子网掩码,因特网部分,本地部分,因特网部分,本地部分,划分子网时的网络地址,AND,net-id,net-id,host-id 为全 0,net-id,网络地址,A类地址,默认子网掩码,网络地址,B类地址,默认子网掩码,网络地址,C类地址,默认子网掩码,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,host-id 为全 0,host-id 为全 0,A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码,问题：某企业分配到一个C类IP地址。假设需要6个子网，每个子网有20台主机，给出网络规划。,4、划分子网实例,方法与步骤：(1)从主机域即最后一个字节借位作为子网域。(2)确定子网掩码。(3)确定主机地址。,步骤1：,1、确定子网域位数，从主机借位。23=86 主机号中借3位,步骤2：确定子网掩码,C类默认掩码：即.00000000借3位的子网掩码.11100000即255.255.255.224,步骤3：确定主机地址,借3位的子网掩码.11100000主机地址为 5 位。25=3220 满足要求。分配每个子网号：000（）、001、010、011、100、101、110、111（）,步骤3：确定主机地址,00100001 00111110（十进制3362）即子网号：IP地址范围：（30个）以此类推IP地址范围：（30个）01000001010111110,因特网地址分配机构（IANA）负责全球IP地址与域名的管理。全球IP地址的分配是按照一种分级的方式管理的。,IP 地址的管理,带来一些问题？,IP地址分配的不均衡性：,1.理论上说，IP地址一共可以有232 4294967296，即42.9亿个 2.IP地址没有合理的分配给各个国家和地区。3.美国占有绝大多数IP地址。4.我国分得的大多是C类地址（适用于小型局 域网），A类和B类很少。,IP地址短缺问题：,由于我们当前使用的IPv4采用32位的地址长度,只有大约43亿(232=4294967296)个地址,目前已使用70%左右,但全球有50亿的人口，不久的将来IPv4定义的有限地址空间将被逐渐耗尽,形成IP地址短缺的局面。,新兴的IPv6技术采用128位地址，2的128次方形成了一个巨大的地址空间。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。采用IPV6地址后，未来的移动电话、冰箱等信息家电都可以拥有自己的IP地址了。,小结,1、IPv4地址结构及其分类2、子网掩码的概念3、划分子网（重点）,作业,P206 三（1）（3）,Thank You!,