网络编址—ipv.ppt

网络编址——ipv4 编址是网络层协议的关键功能，可使位于同一网络或不同网络中的主机之间实现数据通信。Internet 协议第四版 (IPv4)为传送数据的数据包提供分层编址。 设计、实施和管理有效的 IPv4 编址规划能确保网络高效率地有效运行。 网络中的每台设备都必须具有唯一定义。在网络层，需要使用通信两端系统的源地址和目的地址来标识该通信的数据包。采用 IPv4，就意味着每个数据包的第 3 层报头中都有一个 32 位源地址和一个 32 位目的地址。 数据网络中以二进制形式使用这些地址。设备内部则运用数字逻辑解释这些地址。但是在以人为本的网络中，我们却难以解读 32 位字符串，要记住它更是难上加难。因此，我们使用点分十进制格式来表示 IPv4 地址。 点分十进制 以点分十进制表示 IPv4 地址的二进制形式时，用点号分隔二进制形式的每个字节（称为一个二进制八位数）。之所以称为二进制八位数，是因为每个十进制数字代表一个字节，即 8 个位。 例如，地址10101100000100000000010000010100的点分十进制表示为： 0 请注意，设备使用的是二进制逻辑。采用点分 十进制是为了方便人们使用和记忆地址。 网络部分和主机部分 每个 IPv4 地址都会用某个高阶比特位部分来代表网络地址。在第 3 层，我们将网络 定义为网络地址部分的比特模式相同的一组主机。 尽管全部 32 个比特位定义的都是 IPv4 主机地址，但我们将其中数量不等的比特位称为该地址的主机部分。此主机部分中使用的比特位数决定了网络中可以容纳的主机数量。 例如，倘若某个特定网络至少需要容纳 200 台主机，则需要在主机部分使用足够的比特位才能代表至少 200 个不同的比特模式。 要为 200 台主机分配唯一地址，需要使用最后一个二进制八位数的全部八个比特位。使用 8 个位共计可得到 256 个不同的比特模式。这表示前三个二进制八位数的所有比特位将代表网络部分。 Ipv4网络中的地址类型 每个 IPv4 网络的地址范围内都有三种类型的地址： 网络地址 - 指代网络的地址 广播地址 - 用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址 主机地址 - 分配给网络中终端设备的地址 网络地址 网络地址是指代网络的标准方式。例如，我们可以称图中所示的网络为“ 网络”。 网络中所有主机的网络位相同。 在网络的 IPv4 地址范围内，最小地址保留为网络地址。此地址的主机部分的每个主机位均为 0。 广播地址 IPv4 广播地址是每个网络都有的一个特殊地址，用于与该网络中的所有主机通信。要向某个网络中的所有主机发送数据，主机只需以该网络广播地址为目的地址发送一个数据包即可。 广播地址使用该网络范围内的最大地址。即主机部分的各比特位全部为 1 的地址。在有 24 个网络位的网络 中，广播地址应为 55。此地址也称为定向广播. 主机地址 每台终端设备都需要唯一的地址才能向该主机传送数据包。在 IPv4 地址中，我们将介于网络地址和广播地址之间的值分配给该网络中的设备。 网络前缀 重要问题在于：如何才能知道有多少位代表网络部分，多少位代表主机部分？表示 IPv4 网络地址时，我们在网络地址后添加一个前缀长度。前缀长度指示地址的网络部分的比特位数。例如在 /24 中，/24 就是前缀长度，它告诉我们前 24 位是网络地址。这样，剩下的 8 位，即最后一个二进制八位数就是主机部分。后面我们将详细了解指定网络设备 IPv4 地址的网络部分的另一个实体：子网掩码。子网掩码与地址一样有 32 个位，分别用 1 和 0 来表示地址的哪些位是网络位，哪些位是主机位。 分配给网络的前缀并不一定都是 /24，具体取决于网络中的主机数量。使用不同的前缀数字会改变每个网络的主机范围和广播地址。 请注意，前缀长度不同时，网络地址可以保持不变，但主机范围和广播地址会发生变化，网络中可以分配到地址的主机数量也会发生变化。 参阅图中 /25 网络的地址分配示例。 在第一个框中，我们看到的是网络地址的表示。其前缀为 25 位，因此最后 7 位是主机位。为了表示该网络地址，这些主机位全部为 0。这样，该地址的最后一个二进制八位数就是 0，因此网络地址就是 /25。 在第二个框中，我们看到的是最小主机地址的计算。最小主机地址始终比网络地址大 1。在本例中，七个主机位的最后一位变成了 1。由于主机地址的最低位设置为 1，因此最小主机地址就是 。 第三个框显示了该网络广播地址的计算。这样，此网络中使用的全部七个主机位均为 1。通过计算得出最后一个二进制八位数为 127。这说明广播地址是 27。 第四个框显示了最大主机地址的计算。网络的最大主机地址始终比广播地址小 1。这表示最低主机位为 0