计算机网络基础(IP地址)

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第一章 计算机网络基础
网络号127，TCP／IP协议规定网络号 127不可用于任何网络。其中有一个特别 地址：127.0.0.1称之为回送地址 (Loopback)，它将信息通过自身的接口 发送后返回，可用来测试端口状态。
PING指令的用法简介
学习目标：
对PING指令有个基本了解
重点和难点： PING指令中所用到的参数
2.网络地址转换 地址转换，即NAT功能将其私有IP地址 转换为公有IP地址，即用该组织申请的 合法IP地址进行通信 3.私有地址块的范围 RFC 1918将下面三个地址范围做 为私有地址块： 10.0.0.0 – 10.255.255.255 172.16.0.0 – 172.31.255.255 192.168.0.0 – 192.168.255.255
4.使用私有地址块具有以下的特点
(1) 地址数量大 (2)安全性高 (3) 不能直接与Internet连接 (4) 转入和离开私有地址段时，需要对设备重新编 址 (5) 网络互联时容易产生冲突
C、 IP地址分配 设计IP地址方案之前，应考虑以下几个问题：
(1) 是否将网络连入Internet。 (2) 是否将网络划分为若干网段以方便网络管理。 (3) 是采用静态IP地址分配还是动态IP地址分配。
(4) 决定可用的网络ID 列出附加位引起的所有二进制组合： 000→0 （00000000 ） 129.20.0.0 001→32 （00100000 ） 129.20.32.0 010→64 （01000000 ） 129.20.64.0 011→96 （01100000 ） 129.20.96.0 100→128（10000000） 129.20.128.0 101→160（10100000） 129.20.160.0 110→192（11000000） 129.20.192.0 111→224 (11100000) 129.20.224.0
定长子网掩码是指所有的网际网ID部 分具有相同的位数。由于IPv4地址体系 中，每个IP地址为32位固定长度，所以 采用定长子网掩码时，有一个显著的特 点：每个网段可供分配的IP地址数相同
计算步骤如下：
(1) 将所需的子网数转换为二进制。
7（十进制数）：111（二进制数）
(2) 以二进制表示子网数所需的位数即为 向缺省子网掩码中加入的位数，这些位 数需要向主机ID借用。
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(5) -f 一种快速方式的ping。 一般情况下，所发送的数据包都会通过路由分 段再发送给对方，加上此参数以后路由就不会再 分段处理。用些参数，使得ping输出数据包的速 度和数据包从远程主机返回一样快，或者更快， 达到每秒100次。在这种方式下，每个请求用一 个句点表示。对于每一个响应打印一个空格键。 (6) -i TTL 指定TTL值在对方的系统里停留的时 间。 此参数是帮助用户检查网络运行状况的。
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Ping是一个测试程序，用于确定本 地主机是否能与另一台主机成功交换 （发送与接收）数据包。再根据返回的 信息推断TCP／IP参数（因为现在网络一 般都是通过TCP／IP协议来传送数据的） 是否设置正确、运行是否正常、网络是 否通畅等。
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4、 可变长子网掩码与地址数计算 目前所采用的IP v4地址资源变得相当 短缺。为了有效地利用有限的地址资源， 出现了变长子网掩码（VLSM）技术。实 际上子网掩码的大小不会自己改变， VLSM的意思是不同子网的子网掩码可能 有不同的长度，但一旦子网掩码的长度 确定了，它们就不变了。这个技术对于 高效分配IP地址，减少路由表的大小非 常有用，但是如果使用不当可能会造成 意想不到的错误。
1、PING指令的基本格式： ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS][-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k hostlist]][-w timeout] destination-list 2、ping指令的参数详解 (1) -t 若使用者不人为中断，ping指令一直 运行下去，强迫停止使用ctrl+C。 (2) -a 将目标的机器标识转换为IP地址 (3) -n 发送count指定的ECHO数据包数。
最前面一位为“0”，即A类地址的第一段取值介于 1～
126之间，因此A类网络地址的范围从1.0.0.0到
126.0.0.0。全世界总共只有126个可能的A类网络，
每个A类网络最多可以连接16777214台主机。
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B类地址通常为大、中型网络而提供。
用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两
位是“10”（如表3-2）。B类地址的第一段取值介于 128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络 号，因此B类网络地址的范围从128.1.0.0到 191.254.0.0。全世界大约有16000个B类网络，每个
B类网络最多可以连接65534台主机。
C类地址通常为小型网络而提供。
用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位 是“110”（如表3-3）。C类地址的第一段取值介于 192～ 223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络 号。最后一段标识网络上的主机号。因此，C类网络地 址范围从192.0.1.0至223.255.254.0。每一个C类地址 理论上可支持最大256个主机地址( 0～255)，但是仅 有254个可用，因为0和255不是有效的主机地址。在IP 地址中，0和255是保留地址。IP地址中所有的主机地
址为0用于标识网络，而全为1表示在此网段中的广播
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D类地址


使用全部的8位位组表示主机部分，第一 段的前4位为“1110”，地址空间的范围从 224.0.0.0到239.255.255.254。 D类地址用于在IP网络中的组播。一个 组播地址是一个唯一的网络地址。它能指导 报文到达预定义的IP地址组。D类地址用于 在一个私有网中传输组播报文至IP地址定义 的端系统组中。因此没有必要把地址中的8 位位组或地址位分开表示网络和主机。相反， 整个地址空间用于识别一个IP地址组。
5、 IP地址分配的原则 A、 CNNIC对IP地址的管理规定 中国互联网络信息中心(China Internet Network Information Center ，CNNIC)是成 立于1997年6月3日的非营利管理与服务机构， 行使国家互联网络信息中心的职责。作为亚 太互联网络信息中心（APNIC）的国家互联网 络 注 册 机 构 会 员 （ NIR ） ， CNNIC 成 立 了 以 CNNIC为召集单位的IP地址分配联盟，负责为 我国的网络服务商（ISP）和网络用户提供IP 地址。 CNNIC对IP地址的申请及使用管理做了较 为严格的规定。
本节难点：
1、子网的划分和地址数计算 2、可变长子网掩码与地址数计算
1、IP地址
1）IP协议要求所有参加Internet的网络节点要有 一个统一规定格式的地址，简称IP地址。 IP的原始版本是IPv4，使用32位的二进制地址， 每个地址组织成由点分隔的8位数，每个8位数称 为8位位组，二进制数表示对机器很友好，但却 不易被用户所理解，因此习惯上人们总是把IP地 址用十进制表示。IP地址中的每一个8位位组用 0～255之间的一个十进制数表示。这些数之间用 点( . )隔开，即所谓的点-十进制格式。因此， 最小的IPv4地址值为0.0.0.0，最大的地址值为 255.255.255.255。
B、RFC 1918私有地址块 1.公有地址与私有地址 Internet协议要求网络上的每个网 络接口都有一个唯一的地址，如果通过 CNNIC申请IP地址，将得到全球唯一的地 址号，这些地址被称为公有地址块。在 网络中使用IP协议，但并不打算连接到 Internet上，此时它所使用的IP地址可 以不是全球唯一的。这种类型的网络叫 做私有网络，所使用的地址被叫做私有 地址。
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2）为适应大型、中型、小型的网络IP地址分 配的需要，根据网络号和主机号的数量可 将IP地址分为五类： A类地址、B类地址、C类地址、D类地址、E类 地址。
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A类地址通常为超大型网络而提供。
用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，
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E类地址

E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范 围从240.0.0.0至255.255.255.255。E 类地址虽被定义，但却被保留作研究之用。
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2、 子网掩码 IP协议标准规定： 每一个使用子网的网点都选择一个32 位的位模式，若位模式中的某位置1，则对 应IP地址中的某位为网络地址（包括网间 网部分和物理网络号）中的一位；若位模 式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为 主机地址中的一位。子网掩码与IP地址结 合使用，可以区分出一个网络地址的网络 号和主机号。
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(5) 决定可用的主机ID范围 由于主机号全为“1”的网络地址用于 广播之用（同时向网上所有主机发送报 文），主机号全为“0”的网络地址被解 释成“本”网络，所以在列出可用的主 机ID时应去掉这两个地址。 (6) 为每个网段指定IP地址段
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具体实施分配方案时应把握以下 的基本原则:
(1) (2) (3) (4) (5)
简洁性 容易管理 有效的路由 文档 特殊地址不分配
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具有特定意义的地址不能分配给网络 节点使用。具有特殊意义的地址主要有：
主机地址全为“0”。不论哪一类网络，主机地 址全为“0”表示指向本网，常用在路由表中。 主机地址全为“1”。主机地址全为“1”表示广 播地址，向特定网上的所有主机发送数据报。 四字节32比特全为“1”，若IP地址4字节32比特 全为“1”，表示仅在本网内进行广播发送。
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在默认情况下，一般都只发送四个数 据包，通过这个命令可以自己定义发送 的数据包个数。利用它可以衡量网络速 度。比如想测试发送50个数据包的返回 的平均时间为多少，最快时间为多少， 最慢时间为多少，可以从屏幕上提示的 状态信息中直接获得。
(4) -l size 使用户自由定义要发送数据包的 字节数。 在默认的情况下windows的ping发送的数 据包大小为32byt，-l允许用户自己定义它的 大小，但最大只能发送65500byt。只所以限 制到65500byt，因为Windows系列的系统有一 个安全漏洞：当向对方一次发送的数据包大 于或等于65532时，对方就很有可能死机，所 以微软公司为了解决这一安全漏洞限制了 ping的数据包大小。虽然微软公司已经做了 此限制，但这个参数配合其他参数使用时仍 可突破这个限值，造成非常大的危害，网上 的许多黑客就是利用这一点来发起攻击的。
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学习目标：
1、掌握IP地址的概念和子网掩码的计算 2、掌握子网的划分和地址数计算 3、掌握可变第子网掩码与地址数计算 4、了解IP地址分配原则
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本节重点：
1、IP地址的概念和子网掩码的计算， 2、子网的划分和地址数计算 3、可变长子网掩码与地址数计算
111：3位
(3) 决定子网掩码
B 类 地 址 的 标 准 掩 码 为 ： 11111111.11111111.00000000.00000000。 借 用 主 机 ID 的 3 位 以 后 子 网 掩 码 为 ： 11111111.11111111.11100000.00000000 。 即 255.255.224.0。
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为了使用的方便，常常使用“点分整 数表示法”来表示一个子网掩码。由此 可以得到A、B、C三大类IP地址的标准子 网掩码。 A类地址：255.0.0.0 B类地址：255.255.0.0 C类地址：255.255.255.0
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第一章 计算机网络基础
3、 用定长子网掩码计算地址空间