第四章2IP协议及地址
IP地址及其管理(集体备课教案)
IP地址及其管理(集体备课教案)第一章：IP地址概述1.1 IP地址的定义与作用1.2 IP地址的分类1.3 IP地址的版本变迁第二章：IP地址的配置与解析2.1 静态IP地址配置2.2 动态IP地址配置2.3 IP地址解析机制第三章：子网划分与路由3.1 子网划分的方法与步骤3.2 子网掩码的概念与计算3.3 路由器的配置与使用第四章：私有IP地址与NAT4.1 私有IP地址的范围与使用4.2 NAT的概念与作用4.3 NAT的配置与实现第五章：IP地址的冲突与解决5.1 IP地址冲突的原因与危害5.2 IP地址冲突的检测与解决方法5.3 网络地址规划与预留第六章：DHCP服务器配置与管理6.1 DHCP协议的工作原理6.2 DHCP服务器的配置步骤6.3 DHCP客户端的配置与验证第七章：DNS服务器配置与管理7.1 DNS协议与域名系统7.2 DNS服务器的配置方法7.3 域名解析与缓存策略第八章：网络地址转换（NAT）技术8.1 NAT的工作原理与类型8.2 NAT的配置与实现8.3 NAT穿透技术简介第九章：IP安全与VPN9.1 IP安全协议与策略9.2 VPN技术概述与类型9.3 VPN的配置与使用第十章：IP地址资源管理与规划10.1 IP地址资源的需求分析10.2 IP地址资源的分配与回收10.3 IP地址资源的未来发展与管理策略第十一章：IPv6地址及其管理11.1 IPv6地址的必要性11.2 IPv6地址的格式与表示11.3 IPv6地址的配置与过渡技术第十二章：网络监控与故障排查12.1 IP网络监控的工具与方法12.2 网络故障的常见原因与排查步骤12.3 案例分析：网络故障排查实例第十三章：网络性能优化与调整13.1 网络性能评估指标13.2 网络拥塞的原因与解决方法13.3 网络性能优化策略与实践第十四章：网络安全策略与防护14.1 网络安全威胁概述14.2 防火墙与入侵检测系统的配置14.3 网络安全防护策略与案例分析第十五章：未来IP地址技术与发展15.1 新型IP地址技术展望15.2 边缘计算与IP地址管理15.3 在IP地址管理中的应用重点和难点解析本文主要介绍了IP地址及其管理的相关知识，涵盖了IP地址的基本概念、分类、配置、解析、子网划分、路由、私有IP地址、NAT、DHCP、DNS、网络安全、VPN、IPv6地址以及网络性能优化等多个方面。
计算机网络课后习题答案（第四章2）
计算机⽹络课后习题答案（第四章2）21某单位分配到⼀个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器，分布在16个不同的地点。
如选⽤⼦⽹掩码为255.255.255.0，试给每⼀个地点分配⼀个⼦⽹掩码号，并算出每个地点主机号码的最⼩值和最⼤值4000/16=250，平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码，则每个⽹络所连主机数=28-2=254>250，共有⼦⽹数=28-2=254>16，能满⾜实际需求。
可给每个地点分配如下⼦⽹号码地点：⼦⽹号（subnet-id）⼦⽹⽹络号主机IP的最⼩值和最⼤值1： 00000001 129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.2542： 00000010 129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.2543： 00000011 129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.2544： 00000100 129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.2545： 00000101 129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.2546： 00000110 129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.2547： 00000111 129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.2548： 00001000 129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.2549： 00001001 129.250.9.0 129.250.9.1---129.250.9.25410： 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1---129.250.10.25411： 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1---129.250.11.25412： 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1---129.250.12.25413： 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1---129.250.13.25414： 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1---129.250.14.25415： 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1---129.250.15.25416： 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1---129.250.16.25422..⼀个数据报长度为4000字节（固定⾸部长度）。
IP协议 (通俗易懂),IP协议的主要功能及实现原理,IP地址分类,IP数据包分片,IP数据报格式。
IP协议（通俗易懂），IP协议的主要功能及实现原理，IP地址分类，IP数据包分片，IP数据报格式。
「主页」：士别三日wyx「简介」：CSDN top100、阿里云博客专家、华为云享专家、网络安全领域优质创「专栏简介」：此文章已录入专栏《计算机网络零基础快速入门》本章重点1.IP协议的作用是什么？2.IP地址分类有哪些？3.IP数据包为什么分片？怎么分片？IP是一种「不可靠」的「端到端」的数据包「传输服务」，主要实现两个功能：数据传输和数据分片。
一、IP地址IP协议根据「IP地址」将数据传输到指定的目标主机，就像你寄快递的时候需要提供一个收货地址一样。
IP地址是全世界唯一的 32 位「二进制」数，通常用4位点分十进制来表示。
在 cmd 中执行 ipconfig 命令，查看本机的IP地址：为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址分为「网络号码」和「主机号码」两个部分，同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络号码。
1）IP地址分类IP地址分为A、B、C、D、E五类。
A类地址第一段是网络号码，剩下三段是主机号码；B类地址前两段是网络号码，剩下两段是主机号码；C类地址前三段是网络号码，最后一段是主机号码；类别IP范围子网掩码描述A类（1~126）1.0.0.1 ~127.255.255.254255.0.0.0共有126个网络，每个网络有1600万台主机，适合大规模的网络。
B类（128~191）128.0.0.1 ~191.255.255.254255.255.0.0共有16384个网络，每个网络有6万台主机，适合中等规模的网络。
C类（192~223）192.0.0.1 ~233.255.255.254255.255.255.0共有209万个网络，每个网络有254台主机，适合小型网络。
D类224.0.0.0 ~ 组播地址类别IP范围子网掩码描述（224~239）239.255.255.255E类（240~255）240.0.0.0 ~255.255.255.254保留地址2）私有IP地址A、B、C类地址中，分为公有IP和私有IP。
计算机网络课后习题答案(第四章2)
计算机网络课后习题答案（第四章2）(2009-12-14 18:26:17)转载▼标签：课程-计算机教育21某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0.该单位有4000台机器，分布在16个不同的地点。
如选用子网掩码为255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值4000/16=250，平均每个地点250台机器。
如选255.255.255.0为掩码，则每个网络所连主机数=28-2=254>250，共有子网数=28-2=254>16，能满足实际需求。
可给每个地点分配如下子网号码地点：子网号（subnet-id）子网网络号主机IP的最小值和最大值1： 00000001 129.250.1.0 129.250.1.1---129.250.1.2542： 00000010 129.250.2.0 129.250.2.1---129.250.2.2543： 00000011 129.250.3.0 129.250.3.1---129.250.3.2544： 00000100 129.250.4.0 129.250.4.1---129.250.4.2545： 00000101 129.250.5.0 129.250.5.1---129.250.5.2546： 00000110 129.250.6.0 129.250.6.1---129.250.6.2547： 00000111 129.250.7.0 129.250.7.1---129.250.7.2548： 00001000 129.250.8.0 129.250.8.1---129.250.8.2549： 00001001 129.250.9.0 129.250.9.1---129.250.9.25410： 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1---129.250.10.25411： 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1---129.250.11.25412： 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1---129.250.12.25413： 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1---129.250.13.25414： 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1---129.250.14.25415： 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1---129.250.15.25416： 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1---129.250.16.25422..一个数据报长度为4000字节（固定首部长度）。
计算机网络技术基础-4
这是IPv6地址的首选格式，格式为n:n:n:n:n:n:n:n。 每个n由4位十六进制数组成，对应16位二进制数。例如： 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:0098:3210:0002。
4.2.2 IPV6地址的表示
（2）压缩格式 在IPv6地址的冒号十六进制格式中，常会出现一个
4.2.1 IPV6的新特性
巨大的地址空间 数据处理效率提高 良好的扩展性 路由选择效率提高 支持自动配置和即插即用 更好的服务质量 内在的安全机制 全新的邻居发现协议 增强了对移动IP的支持 增强的组播支持
4.2.2 IPV6地址的表示
1. IPv6地址的文本格式 IPv6地址的长度是128位，可以使用以下3种格式将
或多个段内的各位全为0的情况，为了简化对这些地址的 写入，可以使用压缩格式。在压缩格式中，一个或多个各 位全为0的段可以用双冒号符号（::）表示。此符号只能 在地址中出现一次。例如，未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 的压缩形式为::；环回地址0:0:0:0:0:0:0:1 的压缩形式 为::1；单播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形 式为3FFE:FFFF::8:800:20C4:0。
IPv4地址::= {<网络标识>,<子网标识>,<主机标识>}。
4.1.4 IPV4地址的分配方法
1. 静态分配IPv4地址 静态分配IPv4地址就是将IPv4地址及相关信息设置到
每台计算机和相关设备中，计算机及相关设备在每次启动 时从自己的存储设备获得的IPv4地址及相关信息始终不变。 2. 使用DHCP分配IPv4地址
4.1.3 子网掩码
ip协议与ip地址
名词：IP数据报
IP datagram 为了区别Internet数据包和其他网络的数据包。称符合IP
协议规定的数据包为IP数据报。 取名来源于电报局处理电报的方式。发送端计算机相当
于顾客，Internet相当于报务员，发送端将数据报放在 Internet上后可以自由地去做其它事情。 网络硬件并不理解数据报格式。 操作系统总在内存中保存IP协议软件一个副本，以便随时 发送和接收数据包。
后缀
全0 全0 全1 全1 任意
地址类型
本计算机 网络
直接广播 有限广播
回送
用途
自举期间使用 标识网络
在指定网络上广播 在本地网络上广播
测试
IP地址与IP协议
路由器与IP寻址原理
一个IP地址并不标识一台特定的计算机,而 是标识一台计算机与一个网络之间的连接 。一台连接多个网络的计算机（例如，路 由器）必须为第个网络连接分配一个IP地 址。
D类地址用于组播。
◦ 每个组播地址对应于一组计 算机.一旦建立起组播组,发送 到该组播地址的任何分组都 要被传递到该组中的每一台 主机.
◦ 因特网组播从未在全球规模 内实现，只能局限于一定的 场合范围内。
◦ 虽然有类编址方案已经被其 他方案所取代,但D类地址依 然用于组播.
IP地址的原分类方案
IP地址与IP协议
为了在因特网中提供统一编址，IP协议定 义了一个抽象的编址方案，给每台主机分 配一个惟一的地址。应用程序间使用IP地 址进行通信。
统一性：任意一对应用程序不需要知道对 方的网络硬件就能相互通信。
IP地址与IP协议
IP地址
IP地址与IP协议
Internet Protocol address
IP地址的网络协议和传输机制
IP地址的网络协议和传输机制IP地址是互联网中常用的网络协议之一，它负责标识和定位网络中的设备。
本文将详细介绍IP地址的网络协议和传输机制。
一、IP地址的概念和分类IP地址是一种用于标识互联网中设备的数字地址，它由32位（IPv4）或128位（IPv6）二进制数字组成。
IP地址分为公有IP地址和私有IP地址两种：1. 公有IP地址：公有IP地址是由互联网服务提供商（ISP）分配给用户的地址，可直接在互联网上进行通信。
2. 私有IP地址：私有IP地址用于内部网络中的设备，不能直接在互联网上进行通信，需要通过网络地址转换（NAT）等机制实现与互联网的连接。
二、IP地址的分配和管理为了有效利用IP地址资源，IP地址的分配和管理由互联网工程任务组（IETF）和互联网号码分配机构（IANA）等组织负责。
IP地址的分配方式包括以下几种：1. 静态IP地址分配：静态IP地址是由用户手动配置的固定地址，适用于需要长期保持网络连接的设备。
2. 动态IP地址分配：动态IP地址是由网络服务提供商（ISP）通过动态主机配置协议（DHCP）自动分配的临时地址，适用于大多数家庭和企业网络。
3. 子网划分：为了更好地管理IP地址，可以将一个大的IP地址段划分为多个较小的子网，并对每个子网进行分配。
三、IP地址的传输机制IP地址的传输机制是指IP数据报的传输过程，包括数据封装、路由选择和数据传输等环节。
1. 数据封装：当发送方要向目标主机发送数据时，将数据封装为IP 数据报，并在数据报头部添加源IP地址和目标IP地址等信息。
然后将封装后的数据报通过链路层传输。
2. 路由选择：在传输过程中，IP数据报需要经过多个网络节点，这些节点被称为路由器。
路由器根据存储的路由表信息，选择最优的路由路径，将IP数据报传输到下一个节点。
3. 数据传输：IP数据报在传输过程中，可能会经过多个网络和网络设备，如光纤、交换机和路由器等。
每个设备根据其所在网络的路由策略，负责转发和接收IP数据报。
IP协议详解
IP协议详解协议名称：IP协议详解一、引言IP协议是互联网中最基础的协议之一，它负责在网络中传输数据包，并确保数据包能够正确地从源地址发送到目标地址。
本协议旨在详细解释IP协议的工作原理、数据包格式、路由选择和地址分配等方面的内容。
二、工作原理1. IP协议使用无连接的数据传输方式，每个数据包都被独立地处理，不需要事先建立连接。
2. IP协议使用分组交换的方式传输数据，将数据分割成小的数据包进行传输，每个数据包都有自己的目标地址和源地址。
3. IP协议使用最佳路径选择算法来确定数据包的传输路径，以确保数据包能够按照最短路径从源地址发送到目标地址。
三、数据包格式1. IP数据包由首部和数据两部分组成。
2. 首部包含了源地址、目标地址、协议版本、首部长度等字段。
3. 数据部分包含了上层协议的数据。
四、路由选择1. IP协议通过路由选择算法确定数据包的传输路径。
2. 路由选择算法根据路由表中的路由信息来选择最佳路径。
3. 路由表中的路由信息包括目标网络地址、下一跳地址和出接口等字段。
五、地址分配1. IP协议使用IP地址来标识网络中的设备。
2. IP地址由网络部分和主机部分组成，网络部分用于标识网络，主机部分用于标识网络中的设备。
3. IP地址可以通过静态配置或动态分配的方式获得。
4. 动态分配IP地址的方式包括动态主机配置协议（DHCP）和网络地址转换（NAT）等。
六、安全性1. IP协议本身没有提供数据加密和身份验证等安全机制。
2. 为了增强网络安全性，可以使用其他安全协议（如IPSec）对IP数据包进行加密和认证。
七、IPv4和IPv61. IPv4是当前广泛使用的IP协议版本，它使用32位地址来标识设备。
2. IPv6是下一代IP协议，它使用128位地址来标识设备，解决了IPv4地址不足的问题。
八、总结IP协议是互联网中最基础的协议之一，负责在网络中传输数据包。
本协议详细解释了IP协议的工作原理、数据包格式、路由选择和地址分配等方面的内容。
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(2)网络地址和主机地址
IP地址被分为网络地址（net-id）和主机地址 （host-id）两部分。 IP地址的格式可表示为：网络地址+主机地址。 IP地址的这种结构使我们在Internet上很方便地 进行寻址，先按IP地址中的网络号net-id把网络 找到，再按主机号host-id把主机找到。
例如，IP地址是138.10.118.25，它是一个B类地址， 网络ID是138.10，主机ID是118.25。
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因特网的互连协议IP
(5)内部网可用IP地址 为了避免某个单位内部网选择任意网络地址， 造成与合法的Internet地址发生冲突，IETF 分配了具体的A类、B类和C类地址供单位内 部网使用，这些地址为： A类：10.0.0.0～10.255.255.255 B类：172.16.0.0～172.31.255.255 C类：192.168.0.0～192.168.255.255
IP协议及地址
互连网协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协 议之一，与IP协议配套使用的还有三个协议：
地址转换协议ARP（Address Resolution Protocol）。 反向地址转换协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。 Internet控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）。
名称 IP地址 子网掩码 对应的网络号 对应的主机号 十进制形式 141.58.97.235 255.255.240.0 141.58.96.0 0.0.1.235(491) 二进制形式 10001101 00111010 01100001 11101011 11111111 11111111 11110000 00000000 10001101 00111010 01100000 00000000 00000000 00000000 00000001 11101011
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因特网的互连协议IP
子网掩码和IP地址结合使用，对子网掩码和 IP地址进行“按位与”运算，可以分出一个IP 地址的网络号和主机号。下表是一个例子，IP 地址为141.58.97.235的主机，如采用的子网掩 码是255.255.240.0，通过“与”运算，可以断 定该主机是141.58.96.0网络中的第491号主机。
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IP协议及地址
(3)IP地址的分类
为了便于对IP地址进行管 理，同时还考虑到网络的 差异很大，将IP地址分为 5类，即A类、B类、C类、 D类和E类，其中D类地址 是组播地址，E类地址保 留今后使用。目前使用的 IP地址仅A至C三类。 在IP地址的开头用1位或 几位以标识IP地址的类型， 如右图所示。
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IP协议及地址
1 IP地址及转换
(1)IP地址及其表示方法
Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配 一个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主 机分配一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。 由于32位的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了 便于用户阅读和理解IP地址，Internet管理委员会采 用了一种“点分十进制”方法表示IP地址。如下图所 示。
4
IP协议及地址
(4)IP地址类型的识别
A 类 地 址 ： 第 一 个 数 的 范 围 在 0 ～ 127 之 间 ， 地址范围从1.0.0.1至126.255.255.254。 B 类地址：第一个数的范围在 128 ～ 191 之间， 地址范围从128.1.0.1至191.255.255.254。 C 类地址：第一个数的范围在 192 ～ 223 之间， 地址范围从192.0.1.1至223.255.255.254。
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因特网的互连协议IP
主 机 域 名
DNS IP地 址
202.112.209.88
ARP
RARP
硬 件 地 址
0020ED5240F3
图9-6 主机域名、IP地址与物理地址之间的转换
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因特网的互连协议IP
2 子网划分技术 （1）子网的概念 传统的IP地址用A,B,C等类划分，网络号与主机号 的分隔必须固定在某个点分符上，在IP地址越来越 紧张的时候这个问题就很突出了。可变长子网掩码 VLSM(RFC1009)允许在主机号的比特位中继续定 义子网掩码/子网扩展前缀，分隔不必在点分符上。 用IP地址中的主机号（host-id）字段中的前若干 比特位作为“子网号字段”，后面剩下的仍为主机 号字段，再通过路由器将划分出的子网互连形成单 位内部网，便于网络的管理和使用。
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因特网的互连协议IP
(6)IP地址与硬件地址
IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。 IP地址与硬件地址的关系如下图。
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因特网的互连协议IP
(7)地址的转换
每一个Internet上的主机都有与之对应的三个地址， 即物理地址（硬件地址）、IP地址和主机域名。 主机的物理地址是网卡制造者制作在网卡上的无法 改变的地址码。 IP地址是一种二进制数的网络标识和主机标识，数 字型标识对计算机网络是最有效的，但对使用网络 的人却不愿意使用难于记忆的IP地址，为此人们研 究出一种字符型标识，这就是主机的域名。 主机域名、IP地址和物理地址之间的关系如下图。
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因特网的互连协议IP
（2）子网的划分方法 子网的划分方法是将单个网络号对应的主机 号分为两个部分，其中一部分用于子网号编 址，另一部分用于主机号编址，如下图所示。
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因特网的互连协议IP
（3）子网掩码（Subnet Mask） 在划分子网时，TCP/IP使用了子网掩码。子网掩码 也是一个32位的二进制数，其形式与IP地址相同。 它主要有两大功能：一是通过子网掩码，可以区分 一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网 地址）、哪些位对应于主机地址；二是将网络分为 多个子网。 子网掩码的取值，通常是将对应于IP地址中网络地 址（网络号和子网号）的所有位都设置为“1”，对 应于主机地址（主机号）的所有位都设置为“0”。