大学校园IP规划.-共20页

大学校园网的IP地址规划学生姓名：指导老师：摘要校园网是一个典型的计算机局域网，IP地址规划是校园网建设得一个重要组成部分，良好的IP地址规划能够有效的网络冲突、病毒的扩散速度，减少不必要的管理和维护工作，提高工作效率。

IP地址规划往往涉及部门需求、IP地址分配、VLAN划分、VLAN路由、地址转换等多方面的内容。

为满足当前学校校园网的实际功能需求，根据某大学校园网的组建原理、技术特点及大学校区的具体需求设计了一个校园网，设计的主要内容包括：校园网需求分析、IP地址的分类结构，IP地址编址，IP地址分配。

根据要求在Cisco Tracket Packer仿真软件中完成了IP地址的相关配置。

经测试，结果正确，实现了设计目标。

关键词校园网；IP地址规划；IP地址分配1 引言众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。

同样，在网络中为了区别不同的计算机，也学要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。

同时，在网络信息时代的今天，面向新的需求和挑战，为了学校的科研、教学、管理技术水平，为研究开发和培养高层次人才建立现代化平台，Intranet/Internet技术的高速多媒体校园网已经越来越普及。

整个高速多媒体校园网建设的原则是"经济高效、领先实惠"，既要领先一步，具有发展余地，又要比较实惠。

校园网是集计算机技术、网络技术、多媒体技术于一体的系统，能够最大限度地调动学生对教学内容的参与性以及积极性。

校园网的建设主要是建立以校园网络为基础的行政、教学及师生之间交互式管理系统，逐步建立学校信息管理网络，实现办公自动化；为开展网上远程教学、多媒体交互式立体教学模式的探索提供高速、稳定的支持平台；逐步建立计算机辅助教学、计算机辅助考试等系统，为实现多媒体课件制作网络化，教师备课电子化、多媒体化打好基础；保证网络系统的开放性、可持续发展性，便于以后集成视频会议、视频点播等高层次教学。

因此，校园网络规划中，IP地址规划至关重要，校园网的核心交换机、路由器、服务器、教师机、学生机等均需合理设置IP地址。

好的IP地址规划不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。

1.1本文主要内容目前互联网使用的是Internet协议第4版本即IPv4。

IPv4协议规定，每个互联网上的主机和路由器都有一个32位的IP地址，它包括网络号和主机号，这一编码组合是唯一的。

把IP地址分成两部分的优点是使路由器中的路由表不会太大。

路由器不必为每个目的主机维持一个路由选择表项，而为每个网络维护一个路由选择表项，当进行路由时，只检查目的地址的网络部分。

本文第二节详细介绍了IP地址规划设计的基本原理。

包括IP地址的相关概念、IP 地址的分类、IP地址的分配等内容。

IPv4常用地址结构分为A、B和C三类。

A类地址可用作126个网络，每个网络可容纳1600万个主机节点。

B类地址可用作16000个网络，每个网络可容纳65000个主机节点。

C类地址可用作2百万左右的网络，每个网络可容纳254个主机节点。

为何当前的IP 地址不足，ROAD小组研究后认为主要原因是IPv4 B 类地址空间耗尽和地址分配的非分级结构导致平面的路由空间。

当1981年9月TCP/IP协议开始发布时，当时互联网上大约只有1000台主机，并且几乎所有的主机都是基于时分系统的大型机，为单个用户设计的计算机几乎不存在。

因此在当时IPv4所拥有的40亿个地址简直就是天文数字，在分配IP地址时也就没必要太保守，从而导致早期的地址分配方案不尽合理，浪费比较严重。

例如，申请到一个B类地址的用户单位，理论上可以用约65000个IP地址，但实际上接入的没有这么多主机。

这也就意味着相当一部分IP地址被闲置，并且不能被再分配。

另外由于历史的原因，美国一些大学和公司占用了大量的IP地址，例如MIT、IBM和AT&T分别占用了1600多万，1700多万和1900多万个IP地址，而分配给象中国这么大国家所用的地址量还不如美国一个大学。

由此导致一方面大量的IP地址被浪费，另一方面在互联网快速发展的国家如欧洲、日本和中国得不到足够的IP地址。

最后导致互联网地址耗尽和路由表爆炸。

到目前为止，A类和B类地址已经用完，只有C类地址还有余量。

为了缓解地址危机的发生，相应地产生了两种新的技术无类型网络区域路由技术CIDR和网络地址翻译技术NAT。

现结合校园网的具体情况，完成需求分析；掌握IP地址的编址技术;掌握IP地址的获取、分配方法；合理使用私有地址和公用地址。

1.2设计平台Windows操作系统；Cisco Tracket Packer仿真软件2 设计原理2.1 IP地址的相关概念IP（Internet Protocol），意思是“网络之间互连的协议”，也就是为计算机网络互相连接进行通信而设计的协议。

IP地址是设备的逻辑地址，位于OSI参考模型的第三层，全网唯一标志，分级地址结构（多维地址空间），由软件设定，具有很大的灵活性，可在全网范围内寻址。

IP地址在网络层提供了一种统一的地址格式，在统一管理下进行分配，保证每一个地址对应于网络上的一台主机，屏蔽了MAC地址之间的差异，保证网络的互联互通。

根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在网络上是唯一的。

人们为了方便记忆，就将组成计算机IP地址的32位二进制数分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数。

IP地址简单的说就是计算机在上网时在网络中所用的标识号，这个标识号在全球范围内是唯一的，IP地址分为网络地址和主机名两部分，具体的划分方法是由子网掩码来决定的。

子网掩码就是用来从IP地址解析出网络地址的一组号码。

所有的IP地址都由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配，目前全世界共有三个这样的网络信息中心：INTERNIC：负责美国及其它地区RIPE-NIC：负责欧洲地区APNIC：负责亚太地区，总部设在日本东京大学。

在需求分析的基础上进行IP规划、划分子网，设计子网地址、掩码和网关，为每个子网中的计算机指定IP地址；在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP 地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络扩展打下良好的基础。

IP地址的合理是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。

校区IP地址的分配应该尽可能地利用申请到的地址空间，充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。

具体地来说IP地址的合理规划有如下的意义：（1）减少对各种资源（内存、CPU的处理能力以及网络带宽等）的需求——IP地址的合理规划有利于网络中路由的汇聚，因而可以使得路由器中的路由表数目以及链路状态数据库等占用的内存减少，同时更新所占用的网络带宽也降低了；（2）有利于IP地址空间的合理使用；（3）优化业务流量的分布；（4）有利于故障诊断。

IP地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构、网络组织及路由政策有非常密切的关系，将对校区网的可用性、可靠性与有效性产生显著影响，应充分考虑本地网对IP 地址的需求，以满足未来业务发展对IP地址的需求。

2.2 IP地址分类我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识（net-id）和主机标识（host-id）。

同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机标识与其对应。

这样IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。

IP地址分为公有IP地址和私有IP地址。

公有地址（Public address，也可称为公网地址）由Internet NIC（Internet Network Information Center因特网信息中心）负责。

这些IP地址分配给注册并向Internet NIC提出申请的组织机构。

通过它直接访问因特网，它是广域网范畴内的。

私有地址（Private address，也可称为专网地址）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，它是局域网范畴内的，出了所在局域网是无法访问因特网的。

IP地址是IP协议用来标识网络中主机、路由器和网关等设备的不同接口。

IP地址就相当于网络设备接口的身份证。

从网络的层次结构考虑，一个IP地址必须指明两点：属于哪个网络，是这个网络中的哪台主机，因此IP地址的结构为“网络号＋主机号”，其网络地址和主机地址的位数因网络的规模大小而不同，把32位地址信息设成五种定位的划分方式，分别对应于A类、B类、C类、D类、E类IP地址。

如图2-1所示。

图2-1 IP地址分类从图2-1可以看出：（1）A类、B类和C类地址的网络字段分别为1,3和3字节长，而在网络字段的最前面有1~3位的类别位，其数值分别规定为0，10，和110。

（2）A类、B类和C类地址的主机字段分别为3个、2个和1个字节长。

A类地址：范围从0~127，0是保留的并且表示所有IP地址，而127也是保留的地址，并且是用于测试环回用的。

因此A类地址的范围其实是从1-126之间。

如：10.0.0.1，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说，一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”，地址范围从0.0.0.1 到126.0.0.0。

可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机(2的24次方的主机数目)，子网掩码255.0.0.0来进行区别：B类地址：范围从128~191，如172.168.1.1，第一和第二段号码为网络号码，剩下的2段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说，一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。

可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机，以子网掩码255.255.0.0来进行区别。

C类地址：范围从192~223，如192.168.1.1，第一，第二，第三段号码为网络号码，剩下的最后一段号码为本地计算机的号码。

转换为2进制来说，一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。

范围从192.0.0.0到223.255.255.255。

C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。

以子网掩码255.255.255.0来进行区别。

D类地址：范围从224~239，D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。