【正文】 八位組 D類地址結(jié)構(gòu) 1 1 1 1 2 3 4 主機(jī)部分 網(wǎng)絡(luò)部分 八位組 E類地址結(jié)構(gòu) 下面來分析一下 D類地址的特點(diǎn)，如果考慮到點(diǎn)分十進(jìn)制的地址表示方法，那么 D類地址的第一個(gè)八位組的取值范圍是： 11100000～ 11101111，換算成十進(jìn)制為：224～ 239。 由于 D類地址被事先定義為第一個(gè)八位級的前四位地址固定為 1110，而且 D類地址被定義為只用四個(gè)二進(jìn)制位來表示網(wǎng)絡(luò)號，所以其余的 28位專門用來表示主機(jī)號。 組播地址作為唯一的網(wǎng)絡(luò)地址 ， 被定義用來轉(zhuǎn)發(fā)目的地址預(yù)告定義的一組 IP地址的分組 。 ?與 A類、 B類地址進(jìn)行比較可以看出，相對于前面兩類地址來說，一個(gè) C類地址網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所能夠容納的主機(jī)數(shù)目比較少，比較適合一些中小規(guī)模的單位和公司使用。 C類地址的結(jié)構(gòu)如圖 25所示。 C類地址規(guī)定第一個(gè)八位組的前三位必須是二進(jìn)制的 110，其余的 5位可以是 0和 1的任意組合，所以從第一個(gè)八位組來看，它的取值范圍是： ? 11000000～ 11011111，對應(yīng)的十進(jìn)制的取值范圍是 192～ 223，任何一個(gè) C類地址的第一個(gè)八位組的取值都只能在這個(gè)范圍內(nèi)，也可以說，如果一個(gè) IP地址的第一個(gè)八位組的取值在 192～ 223之間，那么這個(gè)地址一定會是一個(gè) C類地址。 C類地址 C類地址是普通用戶最常遇到的地址 ， 它主要用于一些規(guī)模相對較小的網(wǎng)絡(luò) 。每個(gè) B類網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)的數(shù)目是 216= 65536，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主機(jī)位全部取 0或 1時(shí)時(shí)所構(gòu)成的地址是不能作為網(wǎng)絡(luò)地址來使用的，因?yàn)橹鳈C(jī)位全部取 0時(shí)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)號，而全部取 1時(shí)構(gòu)成則這是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，所以一個(gè) B類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)目應(yīng)該為： 216－ 2＝ 65536－ 2＝ 65534，約 6萬 5千臺。 圖 24 B類地址結(jié)構(gòu)圖 B類： 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 主機(jī) 主機(jī) 16位 ? 通過這個(gè)圖可以看出， B類地址由于第一個(gè)八位組的值在 128～ 191之間，所以共有 64個(gè)不同的值。 B類地址規(guī)定第一個(gè)八位組的前兩位必須是二進(jìn)制的 10，其余的 6位可以是 0和 1的任意組合，所以從第一個(gè)八位組來看，它的取值范圍是： ? 10000000～ 10111111，對應(yīng)的十進(jìn)制的取值范圍是 128～ 191，任何一個(gè) B類地址的第一個(gè)八位組的取值都只能在這個(gè)范圍內(nèi)，也可以說，如果一個(gè) IP地址的第一個(gè)八位組的取值在 128～ 191之間，那么這個(gè)地址一定會是一個(gè) B類地址，而且前面兩個(gè)八位組用來表示主機(jī)所處的網(wǎng)絡(luò)號，而后面的兩個(gè)八位組則用來表示IP地址對應(yīng)的主機(jī)號。一般用戶的網(wǎng)絡(luò)可能沒有這么多的主機(jī)，所以 A類地址的擁有者一般是一個(gè)國家和地區(qū)，而不是普通的用戶。因此，一個(gè) A類網(wǎng)絡(luò)中所包含的主機(jī)位數(shù)有： 224=16777216≈16,000,000 臺主機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主機(jī)位全部取 0或 1時(shí)時(shí)所構(gòu)成的地址是不能作為網(wǎng)絡(luò)地址來使用的，因?yàn)橹鳈C(jī)位全部取 0時(shí)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)號，而全部取 1時(shí)構(gòu)成則這是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，所以一個(gè) A類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)目應(yīng)該為： ? 224－ 2＝ 16777216－ 2＝ 16777214。 因此任何 A類地址 ， 它的第一個(gè)八位組只能是下面 126中的一個(gè)： ? 00000001～ 01111110，換算成十進(jìn)制是1～ 126。它規(guī)定 A類地址僅使用第一個(gè)八位組來表示它所處網(wǎng)絡(luò)號 ， 而其余的三個(gè)八位組共 24位用來作為主機(jī)位用來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中不同的主機(jī) 。根據(jù)實(shí)際的情況 IP地址被分成了下面 5類，分別是 A、B、 C、 D、 E類 IP地址，圖 22表示出了 5類地址的基本組成結(jié)構(gòu)。 ? 根據(jù)實(shí)際情況及應(yīng)用的需要，可以把 IP地址分成不同的類別，這種地址編碼方法稱為有類尋址方法。針對以上不同的網(wǎng)絡(luò)情況，人們一般把網(wǎng)絡(luò)分成下面幾種類型：大型網(wǎng)絡(luò)、中型網(wǎng)絡(luò)、小型網(wǎng)絡(luò)。 IPV4地址分類 一般情況下 ， 一個(gè) IPV4的地址結(jié)構(gòu)由兩個(gè)部分組成 ， 一部分是網(wǎng)絡(luò)號 ， 它用來決定機(jī)器所處的網(wǎng)絡(luò) ， 另一個(gè)部分是主機(jī)號 ， 它用來標(biāo)識位于該網(wǎng)絡(luò)中的特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 。利用該地址可以向?qū)儆谕粋€(gè)網(wǎng)段內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳送數(shù)據(jù)。組播地址適合用于一對多通信方式。 每個(gè)單播地址都由兩部分組成，一部分是網(wǎng)絡(luò)號，一部分是主機(jī)號， IPV4地址通過對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼來確定其相處的網(wǎng)絡(luò)號，從而來判斷通信對象之間是否處于同一個(gè)網(wǎng)段。 IPV4地址類型 ? 單播地址 該地址分配給某個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ， 該設(shè)備在獲取該地址后 ， 可以利用該地址與其它設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信 。表 21列出了二進(jìn)制下權(quán)與每一個(gè)計(jì)數(shù)位的關(guān)系： 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的方法是：將每一位二進(jìn)制位上的權(quán)與權(quán)重的乘積相加就得到了對應(yīng)的十進(jìn)制結(jié)果 。 二進(jìn)制逢二進(jìn)一，所以它的基數(shù)是 2。對于二進(jìn)制來說，小數(shù)點(diǎn)前第 n位的權(quán)的大小是： 2(n1)。 ? 圖 21描述了 IPV4地址的結(jié)構(gòu) 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 192 . 168 . 100 . 50 圖 21 IP地址的結(jié)構(gòu) ? 對于二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換的相關(guān)知識因?yàn)樵谄渌n程中已經(jīng)有過論述，所以在本教材中不再作為主要內(nèi)容加以講解，只是對相關(guān)的概念與轉(zhuǎn)換略做一下介紹： 基數(shù)：某種進(jìn)制逢幾進(jìn)一就稱為這種進(jìn)制的基數(shù) 。為了便于人們的記憶和書寫 IP地址，人們提出一個(gè)方法，就是把這 32位地址中每 8位作為一個(gè)余位組，每個(gè)八位組用十進(jìn)制數(shù)來表示，相鄰的八位組之間用點(diǎn)半角的點(diǎn) “ .”分隔，這種方法就被稱為點(diǎn)分十進(jìn)制方法。對于任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說，它只能擁有一個(gè)唯一的 MAC地址，如果出于應(yīng)用的考慮，它可能同時(shí)擁有多個(gè) IP地址 ? 在 IPV4協(xié)議中， IP地址由 32位二進(jìn)制組成。 IPV4 ? 在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中， MAC地址是物理地址，用來在網(wǎng)絡(luò)上標(biāo)識唯一地一個(gè)設(shè)備，這個(gè)地址主要用在數(shù)據(jù)鏈路層。 目前與 IP地址劃分有關(guān)的協(xié)議有兩個(gè)版本，一個(gè)是IPV4，一個(gè)是 IPV6。第二章 IP子網(wǎng)劃分和 變長子網(wǎng)掩碼 本章主要講述了 IP地址的分類及子網(wǎng)劃分技術(shù) 教學(xué)要求： ?掌握 IP地址的分類 ?掌握子網(wǎng)劃分的方法 ?理解 IP地址故障的解決方法 章節(jié)內(nèi)容 IP地址 子網(wǎng)劃分 C類地址的子網(wǎng)劃分 可變長度子網(wǎng)掩碼 2 .5 IP尋址故障排除 ? IPV4 ? IPV4地址分類 ? IP地址 ? 公有地址和私有地址 ? IPV6 一臺計(jì)算機(jī)要想接入 Inter， 并且還要使得相互通信的計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確識別出對方 ， 就必須有一種方法來標(biāo)志連上 Inter的計(jì)算機(jī)以與其它的計(jì)算機(jī)區(qū)別 。 在實(shí)踐中 ， 人們就經(jīng)常使用 IP地址來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī) ， 每一臺連上 Inter的計(jì)算機(jī)都會有一個(gè)唯一的 IP地址 （ 當(dāng)然如果一個(gè)使用路由器的網(wǎng)絡(luò)也可能使用同一個(gè) IP地址連接 IP網(wǎng)絡(luò) ， 但是它們還要使用不同的端口號來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī) ） ， 這樣連接到網(wǎng)絡(luò)上的每一臺計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí) ， 就可以根據(jù) IP地址來確定自己的通信目標(biāo)了 ?，F(xiàn)在就兩個(gè) IP地址的相關(guān)協(xié)議分別加以介紹。 IPV4地址是邏輯地址，這個(gè)地址由 Inter層來使用，它與網(wǎng)絡(luò)上的物理地址沒有關(guān)系?？梢韵胂?，一個(gè)由 32位二進(jìn)制組成的 IP地址串是很難被記憶和書寫的。具體的表示方式如下： ? 例如：某個(gè)設(shè)備的 IP 地址是11000000101010000110010000110010， 如果要寫讓人們記住并且把它書寫起來將十分不容易 ， 當(dāng)采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示方法時(shí) ， 它可以按下面的過程進(jìn)行處理： ? 第一步：將這個(gè) 32位的地址分成 4組 ， 每組包含 8位二進(jìn)制位 ， 那么這個(gè) IP地址將變成以下樣子： 11000000 10101000 01100100 00110010 ? 第二步：將每一個(gè) 8位位組轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù) ? 192 168 100 50 ? 第三步：用半角符號 “ .”來分隔這四個(gè)十進(jìn)制數(shù)， IP地址的形式就變成了 ，學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的人都應(yīng)該對這個(gè)地址不陌生了。 權(quán)的概念：指某一個(gè)計(jì)數(shù)位上的計(jì)數(shù)符號為 1時(shí)所代表的數(shù)的大小，稱為該位的權(quán)。 表 21 二進(jìn)制計(jì)數(shù)位與對應(yīng)權(quán)重的關(guān)系 小數(shù)點(diǎn)前的計(jì)數(shù)位數(shù) 對應(yīng)的權(quán) 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 權(quán)重：某個(gè)計(jì)數(shù)位上計(jì)數(shù)符號的大小稱為這一位權(quán)重 。由于本書所討論的二進(jìn)制主要是二進(jìn)制整數(shù)，所以對于二進(jìn)制小數(shù)部分并不加以討論。 例如：二進(jìn)制數(shù) 01101001轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為 01101001=0 2(81)+1 2(71) +1 2(61)+0 2(51)+1 2(41)+0 2(31)+0 2(21)+1 2(11) =0+64+32+0+8+0+0+1=105 IPV4協(xié)議規(guī)定，每個(gè) IP地址由 32位二進(jìn)制組成，32位二進(jìn)制理論上可以構(gòu)成的地址總數(shù)為：232=4294967296，約為 40億個(gè)地址。 這種類型的地址只能唯一分配給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ， 也只能唯一標(biāo)識一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ， 也就是說它可以作為單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的身份證明 。 ? 組播地址 這種地址可以作為某一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的一組設(shè)備的地址，當(dāng)引用該地址時(shí)，屬于該組的所有設(shè)備均被包含在其中，所以組播地址其實(shí)就代表著一個(gè)網(wǎng)絡(luò)部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集合，向這個(gè)地址發(fā)送數(shù)據(jù)就是其實(shí)就是向這一個(gè)集合中的所有設(shè)備同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 廣播地址 在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，屬于同一個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將屬于同一個(gè)廣播域，該地址代表本子網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。廣播地址經(jīng)常用來向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送詢問信息，已獲取某個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)信息。 對于一些大型網(wǎng)絡(luò)，它一般包含的主機(jī)數(shù)量比較多，可能一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下面可能包含有數(shù)以百萬臺計(jì)算機(jī)的主機(jī)，也有可能一個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含有幾千臺主機(jī)，比較常見的一些情況是，一般的單位所擁有的主機(jī)的數(shù)量相對較少，往往只有幾十臺或百余臺。 Inter的研究人員決定使用 IP地址為這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，從而區(qū)分這些不同類型的網(wǎng)絡(luò)。有類分址將 IP地址分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩個(gè)部分，然后用每個(gè)地址最高位或者起始的幾位來標(biāo)識地址的類別， IP地址的最高位或指定的最高的若干位稱為類別前綴。 前綴位數(shù)編號 1 7 24 A 類： 前綴值 0 網(wǎng)絡(luò) 位 主機(jī)位 前綴位數(shù)編號 2 14 16 B 類： 前綴值 1 0 網(wǎng)絡(luò) 位 主機(jī)位 前綴位數(shù)編號 3 2 1 8 C 類： 前綴值 11 0 網(wǎng)絡(luò) 位 主機(jī)位 前綴位數(shù)編號 4 28 D 類： 前綴值 111 0 地址 前綴位數(shù)編號 4 2 8 E 類： 前綴值 1 1 1 1 地址 圖 2 2 五類 IP 地址基本結(jié)構(gòu) 圖 A類地址 ? A類地址主要用于超大型網(wǎng)絡(luò) ， 在這樣的網(wǎng)絡(luò)中 ， 可以包含數(shù)據(jù)百萬計(jì)的主機(jī) 。 ? 用二進(jìn)制表示 A類地址時(shí) ， 事先約定第一個(gè)八位組的最高位必須為 0， 其余的 7位地址的范圍從 0000000（ 換算成十進(jìn)制為0） ～ 1111111（ 換算成十進(jìn)制為 127） 共計(jì) 128個(gè) ， 但是 0和 127不兩個(gè)數(shù)不被系統(tǒng)保留 ， 不能作為網(wǎng)絡(luò)地址使用 ， 所以共有 126個(gè)有效地址 ， 可以區(qū)分 126個(gè)不同的 A類網(wǎng) 。 A類地址的結(jié)構(gòu)如圖 23所示 A類： 網(wǎng)絡(luò) 主機(jī) 主機(jī) 主機(jī) 圖 23 A類地址結(jié)構(gòu)圖 24位 ? 通過 A類地址的結(jié)構(gòu)可以看出，一個(gè) A類地址網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)號由 24位二進(jìn)制組成。從這一數(shù)值可以看出，一個(gè) A類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)目是非常大的。 B類地址 B類地址主要用在中等規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ，它規(guī)定 B類地址的前兩個(gè)八位組用來標(biāo)識主機(jī)它的的網(wǎng)絡(luò)號 ， 后面的兩個(gè)八位組用來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中不同的主機(jī) 。 B類地址的結(jié) 構(gòu)如圖 24所示。第二個(gè)八位組和第一個(gè)八位組一起用來決定網(wǎng)絡(luò)號，所以 B類地址共可以表示的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目為： 64 28= 16384，也就是說 B類地址共可以表示 16384個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。 與 A類地址進(jìn)行比較可以看出 ， 相對于 A類地址來說 ， 一個(gè) B類地址網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所能夠容納的主機(jī)數(shù)目要小得多 ， 一般一些大的企業(yè)或組織可以申請 B類地址來構(gòu)建