网络基础第1章IP地址和子网规划(家庭网络的建设【含无线】、IP地址规划)
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IP地址与子网规划 ppt课件
• 所谓IP地址就是给每个连接在Internet上 的主机分配的一个32bit地址。
• Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯 一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在 主机之间传递信息，这是Internet 能够运 行的基础。
2020/12/27
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2.IP地址的表示
• IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比 特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进 制形式的IP地址是“”，这么长的地址，人们处理 起来也太费劲了。
IP地址与子网规划
2020/12/27
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一、IP地址简介
• 1.什么是IP地址 • 2.IP地址的表示 • 3.IP地址是由什么机构分配 • 4.查询设置本机的IP地址
2020/12/27
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
• IP地址=网络地址+主机地址
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标准分类IP地址的组成
IP地址的组成： ➢由网络号（Network ID）+主机号 （Host ID）组成；
➢同一网络内的所有主机使用相同的网 络号，同一网络内的主机号是唯一的；
➢自行定义或是由NIC分配的方法。
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18
电话号码与IP地址比较
“0”表示低电平，“1”表示高电平。这种“0”和“1”信
号称为二进制位，也称为bit。
计算机中传输的数据就是这样一连串０和１组成的二进
制数。
有时为了更加容易理解地表示数据，可以采用八进制、
• Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯 一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在 主机之间传递信息，这是Internet 能够运 行的基础。
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2.IP地址的表示
• IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比 特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进 制形式的IP地址是“”，这么长的地址，人们处理 起来也太费劲了。
IP地址与子网规划
2020/12/27
1
一、IP地址简介
• 1.什么是IP地址 • 2.IP地址的表示 • 3.IP地址是由什么机构分配 • 4.查询设置本机的IP地址
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
• IP地址=网络地址+主机地址
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标准分类IP地址的组成
IP地址的组成： ➢由网络号（Network ID）+主机号 （Host ID）组成；
➢同一网络内的所有主机使用相同的网 络号，同一网络内的主机号是唯一的；
➢自行定义或是由NIC分配的方法。
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电话号码与IP地址比较
“0”表示低电平，“1”表示高电平。这种“0”和“1”信
号称为二进制位，也称为bit。
计算机中传输的数据就是这样一连串０和１组成的二进
制数。
有时为了更加容易理解地表示数据，可以采用八进制、
IP地址规划方案
IP地址规划方案引言概述：在现代网络通信中，IP地址是一项必不可少的资源，它用于唯一标识网络中的设备。
一个合理的IP地址规划方案可以提高网络的可管理性和可扩展性，确保网络的正常运行。
本文将介绍一个完整的IP地址规划方案，包括地址分配、子网划分、路由设计、地址保留和地址管理。
一、地址分配1.1 IP地址的分类IP地址分为IPv4和IPv6两种，其中IPv4是目前广泛使用的版本。
IPv4地址由32位二进制数组成，通常以点分十进制表示，如192.168.0.1。
IPv6地址由128位二进制数组成，以冒号分隔的八组十六进制数表示，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
1.2 IP地址的需求预测在进行IP地址规划前，需要对网络中的设备数量进行需求预测。
可以通过统计历史数据、分析业务需求和预测未来扩展需求等方法来确定所需IP地址的数量。
1.3 地址分配方案根据需求预测的结果，可以制定地址分配方案。
可以采用静态IP地址分配或动态IP地址分配。
静态IP地址分配适用于需要长期固定IP地址的设备，如服务器和网络设备；动态IP地址分配适用于大量移动设备，如智能手机和笔记本电脑。
二、子网划分2.1 子网划分的目的子网划分可以将一个大的IP地址空间划分为多个较小的子网，以提高网络的灵活性和可管理性。
子网划分的目的是根据不同的网络需求和设备数量，将IP地址划分为不同的子网。
2.2 子网划分的方法子网划分可以通过子网掩码来实现。
子网掩码是一个32位的二进制数，用于将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。
常见的子网掩码有/8、/16和/24等，表示网络地址的位数。
2.3 子网划分的规划根据网络需求和设备数量，可以制定子网划分的规划。
可以根据不同的部门、地理位置或功能来划分子网，以实现更好的网络管理和资源隔离。
三、路由设计3.1 路由器的作用路由器是网络中的关键设备，用于转发数据包。
IP地址规划
IP地址规划一、背景介绍在网络通信中，IP地址是唯一标识一个设备的地址，它是实现数据传输的基础。
为了提高网络的稳定性和可管理性，合理的IP地址规划是非常重要的。
本文将介绍IP地址规划的标准格式，包括IP地址划分、子网划分、路由规划等内容。
二、IP地址划分1. IPv4地址IPv4地址是目前广泛使用的IP地址标准。
它由32位二进制数组成，通常以点分十进制表示。
根据需要，将IP地址划分为以下几类：- A类地址：以0开头，范围从1.0.0.0到126.0.0.0。
适用于大型网络。
- B类地址：以10开头，范围从128.0.0.0到191.255.0.0。
适用于中型网络。
- C类地址：以110开头，范围从192.0.0.0到223.255.255.0。
适用于小型网络。
- D类地址：以1110开头，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
用于多播通信。
- E类地址：以1111开头，范围从240.0.0.0到255.255.255.255。
保留地址。
2. IPv6地址IPv6地址是IPv4地址的扩展，由128位二进制数组成，以冒号分隔的八组十六进制数字表示。
IPv6地址的划分方式较为复杂，可以根据需求进行详细的规划。
三、子网划分为了更好地管理IP地址，可以将网络划分为多个子网。
子网划分可以提高网络的安全性和灵活性。
以下是子网划分的一般步骤：1. 确定网络规模和需求：根据网络中设备的数量和通信需求，确定子网的数量和大小。
2. 划分子网：根据网络规模，将IP地址划分为不同的子网，每个子网有自己的网络地址和广播地址。
3. 分配IP地址：为每个子网分配IP地址范围，确保每个设备都有唯一的IP地址。
4. 设置子网掩码：为每个子网设置子网掩码，用于确定网络地址和主机地址的边界。
5. 配置路由器：配置路由器，使其能够正确地转发数据包到目标子网。
四、路由规划路由规划是指在网络中设置路由器，使得数据包能够正确地传输到目标地址。
IP地址与子网划分
IP地址与子网划分IP地址和子网划分是计算机网络中非常重要的概念。
IP地址是用于标识网络中设备的唯一地址，而子网划分则是将一个网络划分为多个子网，以提高网络管理和安全性。
本文将详细介绍IP地址的分类和子网划分的原理和应用。
一、IP地址的分类IP地址由32位二进制数表示，通常以四个十进制数（例如192.168.0.1）表示。
根据IP地址的规模和功能要求，通常可以分为以下几类：1. A类地址：从1.0.0.0到126.0.0.0，其中第一位为0，适用于大规模网络；2. B类地址：从128.0.0.0到191.255.0.0，其中前两位为10，适用于中等规模网络；3. C类地址：从192.0.0.0到223.255.255.0，其中前三位为110，适用于小规模网络；4. D类地址：从224.0.0.0到239.255.255.255，用于多点广播；5. E类地址：从240.0.0.0到255.255.255.255，保留为将来使用。
不同类别的IP地址可以容纳的主机数量不同，A类地址最多可容纳约16,777,214个主机，B类地址最多可容纳约65,534个主机，C类地址最多可容纳约254个主机。
二、子网划分的原理子网划分是将一个网络划分为多个子网，以便更好地管理和组织网络。
在进行子网划分时，需要使用子网掩码来确定网络地址和主机地址的边界。
子网掩码是一个32位的二进制数，用于将IP地址中的网络部分与主机部分进行划分。
子网掩码中所有网络部分的位都为1，所有主机部分的位都为0。
例如，对于一个C类地址的IP地址192.168.0.1，默认的子网掩码为255.255.255.0，表示前24位是网络部分，后8位是主机部分。
通过对子网掩码进行调整，可以将一个网络划分为多个子网。
例如，将默认的子网掩码255.255.255.0调整为255.255.255.128，表示前25位是网络部分，后7位是主机部分。
这样就将原网络划分为了两个子网，分别可以容纳128个主机。
第一章 ip地址规划
第一章ip地址规划1、如何进行大型网络IP地址的子网规划？答：主要遵从四个原则：唯一性、可扩展性、连续性、实意性。
2、如何通过ip地址汇总来优化公司网络的路由条目？答：ip路由汇总可以减少路由表的规模、减轻路由器的负担、减少数据包寻址的时间。
具体汇总步骤为：●确定需要汇总的网段的子网地址。
●将各网段的子网地址以二进制形式写出。
●比较各网段二进制表示的网络地址，从第1位比特位开始进行比较，记录连续的相同的比特位，从不相同的比特位到第32个比特位填充0。
由此得到的地址为汇总后的网段的网络地址，其网络位为连续的相同的比特位数。
3、如何通过配置汇总的静态路由以实现线路备份（类似浮动路由）？答：先理解浮动静态路由的备份效果：当设备之间存在多条链路，但是其带宽不同时，如下图，如果只使用其中一条带宽最大的链路，当链路出现故障其他链路无法进行备份保护。
这时可以配置浮动路由实现备份，浮动静态路由主要是通过路由条目的优先级不同进行备份的。
浮动静态路由的配置为：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.1ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.0.1 100注意：第一条路由是一条正常的静态路由，而第二条路由就是一条浮动路由，其后的100表示路由的优先级，默认静态路由的优先级是1，值越小越优先。
故当下一条10.0.0.1和172.16.0.1都可用时我们会选择优先的路由即走10.0.0.1，另一条浮着不起作用。
而当第一条失效时，第二条就生效了。
所以浮动路由可以起备份的效果。
再理解汇总路由的备份效果：如图：r1上可以这样配置路由：ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.1ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.1ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 10.0.0.1这四条表示默认到这四个网段都走10.0.0.1，即10M的带宽然后我们可以再配置一条汇总路由指向下一跳172.16.0.1ip route 192.168.0.0 255.255.252.0 172.16.0.1 （注意汇总后的掩码）这样根据路由器查找路由时的掩码最长匹配原则，我们可以得出，默认走10.0.0.1为下一条，如果10.0.0.1链路失效，则走172.16.0.1，如此可起到备份的效果。
IP地址的网络编址和子网划分
IP地址的网络编址和子网划分网络编址和子网划分是计算机网络中的重要概念和技术，用于将IP地址分配给不同的网络和子网。
本文将介绍IP地址的网络编址原理和子网划分方法。
一、IP地址的网络编址原理在计算机网络中，每个设备都需要一个唯一的标识符来进行通信，这个标识符就是IP地址。
IP地址由32位二进制数表示，分为网络地址和主机地址两部分。
网络地址用于标识网络，主机地址用于标识网络中的设备。
IP地址的网络编址原理是将一个大的IP地址空间划分为多个较小的子网，每个子网可以根据需要分配给不同的网络或者子网络。
网络地址的长度由IP地址的前面连续的1的个数决定，而主机地址的长度则由剩余的0的个数决定。
二、子网划分方法1. 子网掩码子网掩码用于标识IP地址中的网络地址和主机地址的边界。
它是一个32位的二进制数，与IP地址进行按位与运算，可以得到网络地址。
子网掩码的长度决定了网络地址和主机地址的划分方式。
常用的子网掩码长度有24位、16位和8位，分别对应于常见的子网划分方式。
2. 形成子网的规则在进行子网划分时，需要满足以下两个规则：a. 网络地址不能以0开头，也不能以255结尾。
b. 主机地址中全0和全1分别表示网络地址和广播地址，不能分配给实际的主机。
根据这两个规则，可以确定每个子网的起始IP地址和结束IP地址。
在划分子网时，一般需要保留一个IP地址作为网络地址，一个IP地址作为广播地址。
三、实际应用举例假设有一个公司拥有一个IP地址空间为192.168.0.0/16，需要将其划分为多个子网，分别供不同的部门使用。
根据需要，我们可以将192.168.0.0/16划分为四个子网，每个子网可以容纳256台设备，如下所示：- 子网1：192.168.0.0/24，可用IP地址范围为192.168.0.1-192.168.0.254- 子网2：192.168.1.0/24，可用IP地址范围为192.168.1.1-192.168.1.254- 子网3：192.168.2.0/24，可用IP地址范围为192.168.2.1-192.168.2.254- 子网4：192.168.3.0/24，可用IP地址范围为192.168.3.1-192.168.3.254每个子网中的IP地址可以按照需要进行分配，例如子网1可以分配给公司的行政部门使用，子网2可以分配给销售部门使用，以此类推。
“网络工程师培训”基础教程：IP地址基础和子网规划
“网络工程师培训”基础教程：IP地址基础和子网规划IP地址基础1.IP地址介绍在 TCP/IP 环境中，各种各样的终端、工作站能同服务器、其它工作站无缝连接，是因为每一网络节点都使用了在全网范围内能够唯一标识本节点的IP地址。
在互联网上，报文的发送经常基于名称，而不是枯燥的 IP 地址。
如果在通讯过程中使用名字而不是 IP 地址，则需先将名字转化成 IP 地址，然后再发送。
在互联网上每个公司被看作单个网络，在能访问到公司的主机之前必须先能访问到它所在的网络。
每个网络有一个全网唯一的网络号，在该网络中的各主机共享这个网段号（网段地址）。
同时，各主机有可唯一标识自己的主机号。
2.IP地址IP 地址有 32 位比特位，分为两部分：网段地址部分；主机地址部份。
地址采用点分十进制格式：如 172.16.112.204八位组每位有二进制权（128，……，4，2，1）八位组最大值为 255八位组最小值为 0IP 地址的分配由地址分配中心管理。
3.IP地址类型当初开发 IP 协议时，IP 地址并没有分类。
后来为了管理上的需要，对IP 地址进行了分类：有 126 个 A 类网络，每个 A 类网络包括大约 1600 万个 IP 地址；有16000 余个 B 类网络，每个 B 类网络包括 65534 个 IP 地址；有 200 多万个 C 类网络，每个 C 类网络包括 254 个 IP 地址。
这种地址分配原则允许地址管理机构基于网络大小来分配地址。
D 类地址从 224.0.0.0 开始，为多播使用。
E 类地址从 240.0.0.0 开始，用于实验目的。
4.IP地址范围IP 地址最高五位决定了IP地址的种类。
A 类地址：地址从 1.0.0.0 到 126.0.0.0 ，共 16777214 个主机地址；B 类地址：地址从 128.1.0.0 到 191.254.0.0 ，共 65534 个主机地址；C 类地址：地址从 192.0.1.0 到 223.255.254.0 ，共 254 个主机地址；D 类地址：从 224.0.0.0 到 239.255.255.254。
网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南
网络路由技术中的IP地址规划与子网划分指南在互联网时代，网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
而网络的基础技术之一就是 IP 地址和子网划分。
正确的 IP 地址规划与子网划分对于构建高效、安全的网络环境至关重要。
本文将介绍网络路由技术中的 IP 地址规划与子网划分的指南，并探讨其相关问题。
一. IP 地址规划的基本原则IP 地址规划是指根据网络规模和需求合理划分 IP 地址范围的过程。
在进行 IP 地址规划时，应遵循以下基本原则：1. 提供足够的 IP 地址：要确保所规划的 IP 地址范围能够容纳当前和未来的网络设备数量。
2. 分配灵活：IP 地址规划应该具有一定的灵活性，以方便需求的变更和扩展。
3. 网络流量优化：合理的 IP 地址规划可以优化网络流量，提高网络的传输效率。
4. 安全性：IP 地址规划应考虑网络安全的因素，合理划分安全区域。
二. 子网划分的原则及方法子网划分是在给定的 IP 地址空间中，按照一定规则将 IP 地址划分为多个子网的过程。
子网划分的原则如下：1. 合理使用 IP 资源：根据网络规模和需求，将 IP 地址划分为多个子网，以便合理利用 IP 资源。
2. 考虑网络拓扑结构：子网划分应该与网络拓扑结构相匹配，以提高网络的可管理性和性能。
3. 考虑子网数量：子网数量应适应网络规模，既要够用，又不要过多，以减少管理的复杂性。
常用的子网划分方法有以下几种：1. 固定子网划分：将 IP 地址空间划分为固定大小的子网，每个子网可以容纳一定数量的主机。
2. 可变长度子网划分：根据需求，将 IP 地址划分为不同大小的子网，以灵活适应网络扩展。
3. 网络地址转换（NAT）：通过对私有 IP 地址与公有 IP 地址之间的转换，实现对内部网络的访问控制和资源共享。
三. 实际问题与解决方案在进行 IP 地址规划和子网划分时，可能会遇到一些实际问题，下面将针对其中两个问题提出解决方案：1. 冲突与重叠的 IP 地址：在一个组织内，不同的网络设备可能会使用相同的 IP 地址，导致冲突和重叠。
局域网组建如何进行IP地址规划和子网掩码设置
局域网组建如何进行IP地址规划和子网掩码设置在局域网（Local Area Network，LAN）建设中，进行IP地址规划和子网掩码设置是非常重要的步骤。
IP地址规划和子网掩码设置需要合理分配IP地址，以及确定适当的子网掩码，以确保网络通信的可靠性和安全性。
本文将介绍局域网组建时如何进行IP地址规划和子网掩码设置。
一、IP地址规划1. 确定网络规模在进行IP地址规划前，首先需要确定局域网的规模，即需要连接的设备数量。
根据设备数量的多少，可以选择不同的IP地址段。
2. 选择IP地址段根据网络规模的确定，选择与之相匹配的IP地址段。
常用的IP地址段有以下几种：- A类地址：适用于大型网络，可以连接约1677万台设备。
范围从1.0.0.0到126.0.0.0。
- B类地址：适用于中等规模的网络，可以连接约6.5万台设备。
范围从128.0.0.0到191.0.0.0。
- C类地址：适用于小型网络，可以连接约254台设备。
范围从192.0.0.0到223.0.0.0。
3. 分配IP地址根据实际需求和网络拓扑结构，将IP地址段划分为若干个子网，并为每个子网分配一个独立的IP地址段。
确保每个设备都能获得一个唯一的IP地址。
4. 静态IP地址与动态IP地址在局域网中，可以选择使用静态IP地址或动态IP地址。
静态IP地址是固定不变的IP地址，利于管理和控制；而动态IP地址则由DHCP 服务器进行动态分配。
根据实际需求，选择适当的IP地址分配方式。
二、子网掩码设置子网掩码用于将IP地址分割为网络地址和主机地址两部分。
通过子网掩码的设置，可以确定网络地址的范围，以及主机地址的范围。
1. 确定子网掩码类型常用的子网掩码类型有以下几种：- A类子网掩码：255.0.0.0- B类子网掩码：255.255.0.0- C类子网掩码：255.255.255.0根据IP地址段的类型和局域网规模，选择适当的子网掩码类型。
2. 子网掩码计算子网掩码是由一串连续的二进制数表示，其中1表示网络地址部分，0表示主机地址部分。
计算机网络构建与管理第1单元(ip地址)
围。
03
IP地址配置与故障排除
手工配置静态IP地址方法
确定网络参数
在配置静态IP地址之前， 需要确定网络中的IP地址 范围、子网掩码、默认网 关等参数。
配置IP地址
在操作系统的网络设置中， 找到TCP/IP协议并手动配 置IP地址、子网掩码和默 认网关。
测试连通性
配置完成后，使用ping命 令测试与其他设备的连通 性，确保网络配置正确。
各类IP地址范围及特点
A类地址
范围从1.0.0.0到126.0.0.0，第一个字节为网络号，后三个字节为主机号，适用于大 型网络。
B类地址
范围从128.0.0.0到191.255.0.0，前两个字节为网络号，后两个字节为主机号，适用 于中型网络。
各类IP地址范围及特点
C类地址
范围从192.0.0.0到 223.255.255.0，前三个字节为网
组播地址（Multicast Address）
用于标识一组网络接口的地址，类似于IPv4中的多播地址。
各类IP地址范围及特点
任播地址（Anycast Address）
用于标识一组网络接口中的一个地址，发送到这个地址的数据包会被路由到最近的一个 接口。
特殊地址
包括未指定地址（:）、环回地址（:1）等，用于特殊场合的标识和测试。
• 配置方式不同：IPv4地址配置相对复杂，需要手动配置或 DHCP获取，而IPv6支持无状态地址自动配置（SLAAC）。
IPv4与IPv6区别与联系
均为互联网协议版本
IPv4和IPv6都是互联网协议（IP）的版本，用于实现网络设备间的通信。
均遵循TCP/IP协议栈
IPv4和IPv6都遵循TCP/IP协议栈，通过不同的传输层协议（如TCP、UDP）提 供可靠或不可靠的数据传输服务。
03
IP地址配置与故障排除
手工配置静态IP地址方法
确定网络参数
在配置静态IP地址之前， 需要确定网络中的IP地址 范围、子网掩码、默认网 关等参数。
配置IP地址
在操作系统的网络设置中， 找到TCP/IP协议并手动配 置IP地址、子网掩码和默 认网关。
测试连通性
配置完成后，使用ping命 令测试与其他设备的连通 性，确保网络配置正确。
各类IP地址范围及特点
A类地址
范围从1.0.0.0到126.0.0.0，第一个字节为网络号，后三个字节为主机号，适用于大 型网络。
B类地址
范围从128.0.0.0到191.255.0.0，前两个字节为网络号，后两个字节为主机号，适用 于中型网络。
各类IP地址范围及特点
C类地址
范围从192.0.0.0到 223.255.255.0，前三个字节为网
组播地址（Multicast Address）
用于标识一组网络接口的地址，类似于IPv4中的多播地址。
各类IP地址范围及特点
任播地址（Anycast Address）
用于标识一组网络接口中的一个地址，发送到这个地址的数据包会被路由到最近的一个 接口。
特殊地址
包括未指定地址（:）、环回地址（:1）等，用于特殊场合的标识和测试。
• 配置方式不同：IPv4地址配置相对复杂，需要手动配置或 DHCP获取，而IPv6支持无状态地址自动配置（SLAAC）。
IPv4与IPv6区别与联系
均为互联网协议版本
IPv4和IPv6都是互联网协议（IP）的版本，用于实现网络设备间的通信。
均遵循TCP/IP协议栈
IPv4和IPv6都遵循TCP/IP协议栈，通过不同的传输层协议（如TCP、UDP）提 供可靠或不可靠的数据传输服务。
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第1章IP地址和子网规划【学习目标】掌握IP地址的格式和分类掌握子网划分的方法了解IP报文转发基本原理了解VLSM与CIDR了解IPv6的特点了解IPv6地址的标识方法、构成和分类了解IEEE EUI-64格式转换原理了解邻居发现协议的作用及地址解析、地址自动配置的工作原理掌握IPv6地址的配置【重点难点】IP地址的格式和分类子网划分的方法VLSM与CIDR1.1 IP协议概述TCP/IP协议栈的网络层位于网络接口层和传输层之间，其主要功能就是标识大规模网络中的每一个节点并将数据投递到正确的目的节点。
由RFC791定义的IP是TCP/IP网络层的核心协议，IP协议不关心数据包的内容，不能保证数据包是否能成功地到达目的地，也不维护任何关于前后数据包的状态信息。
面向连接的可靠服务由传输层的TCP协议实现。
IP协议的主要作用如下：（1）标识节点和链路：IP为每个链路分配一个全局唯一的网络号，为每一个节点分配一个全局唯一的IP地址，用以标识每个节点。
（2）寻址和转发：IP路由器根据所掌握的路由信息，确定节点所在网络的位置，选择适当的路径将IP包转发到目的节点。
（3）适应各种数据链路：为工作在多样化的链路和介质上，IP必须具备适应各种链路的能力，如可根据链路的MTU（Maximum Transfer Unit，最大传输单元）对IP包进行分片、重组。
1.2 IP地址连接到Internet上的设备必须有一个全球唯一的IP地址，该地址与链路类型、设备硬件无关，故亦称逻辑地址。
每台主机可以有多个网卡，也可以同时拥有多个IP地址。
Internet上的每个节点既有IP地址，也有物理地址（即MAC地址）。
MAC 地址是设备生产厂家固化在网卡上的，每个网卡的MAC地址也是全球唯一的。
为什么还需要IP地址呢？因为MAC地址是固化在设备上的，不便于修改，不能够方便地根据客户的需求定义网络设备地址，而IP地址只是逻辑地址，可按照用户的需求规划和分配。
（1）IP地址格式在计算机内部，IP地址采用32位二进制数表示，为便于表示与记忆，通常采用点分十进制方式标识。
即将32位的IP地址分成4段，每段8位二进制位，用一个十进制数表示，组间用“.”分割，如图2-1所示。
图2-1由于理论上总共有232个IP地址，每一台路由器都存储每一节点的路由信息几乎是不可能的，所以IP地址采用分层结构。
IP地址由两部分组成：网络号、主机号，如图2-2所示。
图2-2网络号用于区分不同的IP网络，即该IP地址所属的IP网段，一个网络中所有设备的IP地址具有相同的网络号。
主机号用于标识该网络内的一个IP节点。
在一个网段内部，主机号是唯一的。
这样，路由器只需要存储每个网段的路由信息即可。
例如图2-3所示的网络由两个网络构成，每个网络中有3台主机。
网络之间通过路由器连接。
路由器只要记录左侧的网络地址为192.168.2.0，通过接口E0/0连接；右侧的网络地址为10.0.0.0，通过接口E0/1连接。
图2-3（2）IP地址分类为更好的管理和使用IP地址资源，IP地址被划分为A、B、C、D、E五类。
每类地址的网络号和主机号在32位地址中所占位数不同，因而每类的网络数和主机数都有很大区别。
IP地址的分类如图2-4所示。
图2-4①A类IP地址的第一个八位段以0开始。
A类地址的网络号为第一个八位段（取值范围为1~126），后面的3个八位段为主机号。
所以A类地址的范围为1.0.0.0~126.255.255.255，其中网络号为127的有特殊用途，如127.0.0.1用于主机环回测试。
②B类IP地址的第一个八位段以10开始。
B类地址的网络号为前2个八位段（第一个八位段取值为128~191），后面的2个八位段为主机号。
所以B类地址的范围为128.0.0.0~191.255.255.255。
③C类IP地址的第一个八位段以110开始。
C类地址的网络号为前3个八位段（第一个八位段取值为192~223），后面的一个八位段为主机号。
所以C类地址的范围为192.0.0.0~223.255.255.255。
④D类地址的第一个八位段以1110开始。
D类地址通常用于组播地址。
⑤E类地址的第一个八位段以11110开始，保留用于研究。
（3）特殊用途的IP地址虽然IP地址可用于唯一标识一台主机或网络设备，但并不是每一个IP地址都用于该目的。
一些特殊的IP地址被用于各种各样的其他用途，如表2-1所示。
由上表可知，每一个网段都会有一个网络地址和一个网段广播地址，因此每一个网络实际可用于主机的地址数等于网段内的全部地址数减2。
需要注意的是，转发网段广播和全网广播会对网络性能造成严重的不利影响，因此几乎所有的路由器在默认情况下均不转发广播包。
（4）私有地址随着Internet用户爆炸式增长，IP地址枯竭的趋势越来越严重，为缓解这种情况，IANA规定从A类、B类、C类的IP地址池中各拿出一部分用在LAN中，这部分地址被称为私有地址，这类地址只能在封闭的局域网中有效，在Internet 上不被识别。
相对的，在Internet上可以被识别的IP地址称为公有地址。
如果希望使用私有地址的LAN连接到Internet，则需使用网络地址转换技术。
IANA分配的私有地址段如下：A类：10.0.0.0~10.255.255.255B类：172.16.0.0~172.31.255.255C类：192.168.0.0~192.168.255.2551.3 IP子网划分早期的Internet是一个简单的二级网络结构，接入Internet的机构由一个物理网络构成，该物理网络包含机构中需要接入Internet网络的全部主机。
每个机构被分配一个按照自然分类法（即A、B、C、D、E五类网址）得到的Internet 网络地址。
随着时间推移，Internet中出现了许多大型机构，这些机构中需接入Internet的主机数量众多，鉴于物理网络容纳主机的数量有限，因此在同一机构内部需要划分多个物理网络。
早期的解决方案是为机构内的每一个物理网络都分配一个按照自然分类法得到的Internet网络地址，但其存在严重问题：IP地址资源浪费严重、IP网络数量不够、业务扩展缺乏灵活性。
（1）子网掩码的概念每个32位IP地址都被划分为由网络号和主机号构成的二级机构。
为了区分IP地址的网络号与主机号，从而判断任意两IP地址是否处于同一网络，因而引入了网络掩码。
网络掩码要求对应网络号部分的位全置1，对应主机号部分的位全置0。
所以，一个标准的A类地址其网络掩码为255.0.0.0，一个标准的B类地址其网络掩码为255.255.0.0，一个标准的C类地址其网络掩码为255.255.255.0。
为了更有效地利用IP地址，解决IP地址资源浪费和IP网络数量不够等问题，引入了子网的概念。
20世纪80年代中期，IETF在RFC950和RFC917中针对简单的两层IP地址所带来的日趋严重的问题提出了解决方法，即子网划分（Subnetting）：允许将一个自然分类的网络分解为多个子网（Subnet）。
如图2-5所示，从IP地址的主机号部分借用若干位作为子网号（Subnet number），剩余的位作为主机位，这样就将原先的二级网络演进为三级：网络号、子网号和主机号。
图2-5需要注意的是，子网划分是一个组织内部的事务，外部网络可以不必了解，对于外部网络而言，该机构仍表现为一个没有划分子网的网络。
从其他网络发送给本机构某主机的数据仍按照原来的选路规则发送到本机构连接外部网络的路由器上。
该路由器接收到IP数据包后再按照网络号及子网号找到目的子网，将IP数据包交付给目的主机。
这就要求路由器具备识别子网的能力。
子网划分采用的仍然是前面提到的方法，即采用网络掩码的方法：要求对应网络号与子网号的位全置1，对应主机号的位全置0。
利用掩码和IP地址进行逻辑与运算，就能得到该IP地址的子网地址。
值得一提的是，IP子网划分并不改变自然分类地址的划定。
例如有一个IP 地址为10.1.1.1，其子网掩码为255.255.255.0，这仍为一个A类地址，而并非C类地址。
习惯上有两种方式表示一个子网掩码：点分十进制表示法、掩码长度表示法。
如C类默认子网掩码11111111 11111111 11111111 00000000可以表示为255.255.255.0（点分十进制表示法），也可以表示为24（掩码长度表示法）。
（2）IP子网划分相关计算由于子网划分的出现，使原本简单的IP地址规划变得复杂。
因此一个网络管理人员必须应该清楚的知道如何对网络进行子网规划，以便合理、高效的利用手中的IP地址资源。
计算子网内可用地址数计算子网内可用主机数是子网划分计算中较简单的一类问题：如果子网的主机号位数为N，则该子网中可用的主机数目为2N-2个（减2的原因是主机号为全0和全1的有特殊用途，不能分配给主机使用）。
如图2-6所示，已知一个C类网络划分成子网后为192.168.3.192，子网掩码为255.255.255.224，计算该子网内可供分配的主机地址数量。
图2-6要计算子网内可供分配的主机数量，就必须知道主机号的位数。
计算过程如下。
①计算掩码的位数。
将255.255.255.224换算成二进制后，可以看出掩码位数为27。
②计算主机号位数。
因为IP地址总共32位，所以主机号位数N=32-27=5。
③该子网可用的主机地址数量为2N-2=25-2=30个。
这30个可用主机地址为192.168.3.193~192.168.3.222。
根据主机地址数划分子网在子网划分计算中，有时需要在已知每个子网内需要容纳的主机数的前提下划分子网。
要想知道如何划分子网，就必须知道划分子网后的子网掩码，则问题就变成了求子网掩码。
具体计算方法总结如下：①计算网络主机号的位数。
假设每个子网需要Y个IP地址（即该子网现有Y 台主机需要分配IP地址），那么当Y满足2N>=Y+2>=2N-1时，N就是主机号的位数。
其中Y+2是因为要考虑主机号全0和全1的情况。
②计算子网掩码的位数。
子网掩码位数为32-N。
③根据子网掩码的位数计算出子网号的位数M。
该子网就有2M种分发。
如图2-7所示，需要将B类网络168.195.0.0/16划分成若干子网，要求每个子网内的主机数为700台。
计算过程如下。
图2-7①按照要求，每个子网主机数Y为700。
②计算网络主机号的位数。
根据公式2N>=700+2>=2N-1计算出N=10。
③计算子网掩码的位数。
子网掩码位数为32-10=22，从而得出网络掩码为255.255.252.0。
④因为B类网址标准掩码长度为16，所以子网号位数为22-16=6。
所以，该网络能划分成26个子网。