計算機網(wǎng)絡基礎課件：規(guī)劃配置IP地址

規(guī)劃配置IP地址第3單元學習了TCP/IP參考模型，其中，網(wǎng)絡層的重要協(xié)議就是IP協(xié)議。1982年完成的IPv4（RFC791）定義了因特網(wǎng)在進行數(shù)據(jù)通信是可以應用的簡單規(guī)則、版主處理數(shù)據(jù)的一組頭以及尋址機制，成為了IP協(xié)議的標準。在以TCP/IP為通信協(xié)議的網(wǎng)絡上，每一臺主機都有一個唯一的IP地址。接下來，我們將要學習IP的定義、作用、分類，以及如何在局域網(wǎng)中為每一臺設備配置IP地址。

【學習目標】掌握IP地址的定義和層次結(jié)構(gòu)。掌握IP地址的表示方法。掌握IP地址的分類。掌握子網(wǎng)掩碼、子網(wǎng)、超網(wǎng)的概念。能夠通過計算完成IP子網(wǎng)的劃分。能夠?qū)W(wǎng)絡中設備的IP地址進行規(guī)劃。5.1IP地址首先，我們對比一下郵局通信系統(tǒng)。在寄信的時候，郵局通過信封上的地址和郵政編碼能將信件準確地送到對方手中。那么，在網(wǎng)絡這個虛擬的世界中，數(shù)據(jù)是通過什么地址準確地送到目的主機的呢？在網(wǎng)絡中，又是如何標識每一臺主機呢？根據(jù)之前學過的知識，我們知道，在網(wǎng)絡底層的傳輸過程中，是通過物理地址來識別每臺設備的。比如，常見的以太網(wǎng)卡的MAC地址，是48位的二進制整數(shù)，具有全球唯一性。如某以太網(wǎng)卡的MAC地址為EO-69-95-B1-FD-B7。而在網(wǎng)絡層，連入網(wǎng)絡的每一臺計算機都有一個由授權(quán)單位分配的地址，網(wǎng)絡中的計算機根據(jù)計算機的網(wǎng)絡地址進行相互識別和通信，這個地址就是IP地址。知識鏈接：IP地址與物理地址的區(qū)別：在不更換網(wǎng)絡設備的前提下，主機的MAC地就像是地球上的經(jīng)緯度，它是物理的，永遠不會改變；而主機IP地址的指定則好像對某地址的命名，像街道號和門牌號那樣，會隨著城市的建設與發(fā)展而改變，它是邏輯的，是允許變化的。5.1.1IP地址的作用在IPv4協(xié)議下，每個IP地址都是由32位二進制數(shù)表示的，即4個字節(jié)，每個字節(jié)8位。如某設備的IP地址是11001010.01110000.01111000.00000001。為了方便表示一個IP地址，我們通常將每個字節(jié)轉(zhuǎn)換為一個十進制整數(shù)，并有圓點符號“.”將每個十進制數(shù)分開，即“點分十進制”。如上例中的IP地址用點分十進制表示即：。一個IP地址用來表示網(wǎng)絡中一個TCP/IP主機的唯一邏輯地址。在網(wǎng)絡中，我們?yōu)槭裁床挥梦锢淼刂?，而要使用IP地址來標識每一臺主機呢？5.1.1IP地址的作用1.IP地址便于屏蔽各種物理網(wǎng)絡的地址差異每種物理網(wǎng)絡都有各自的技術(shù)特點，其物理地址也各不相同，統(tǒng)一物理地址的表示方法不現(xiàn)實。2.IP地址便于根據(jù)網(wǎng)絡需要進行更改設備的物理地址是固化在硬件之中的，無法輕易進行修改。而IP地址可以根據(jù)網(wǎng)絡的具體情況進行配置，當網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更改時也可以方便地更改IP地址。3.IP地址便于層次化編址物理地址屬于非層次化的地址，無法表示設備在網(wǎng)絡中的層次地位。而IP地址是一個結(jié)構(gòu)化的分層的地址。便于分層化的尋址。綜上所述，對于各種物理網(wǎng)絡地址的“統(tǒng)一”是通過IP地址在網(wǎng)絡層完成的。TCP/IP提供了一種全網(wǎng)統(tǒng)一的地址格式，在統(tǒng)一方式的管理下進行地址分配，并且是物理地址的差異在網(wǎng)絡層被屏蔽。5.1.2IP地址的層次結(jié)構(gòu)IP地址是由32位二進制數(shù)組成的，在實際的IP編址中，我們采用了層次化的地址結(jié)構(gòu)，即使用兩級或三級的分層化尋址方案。一個IP地址由網(wǎng)絡地址和主機地址兩級組成，或者是由網(wǎng)絡、子網(wǎng)和主機三個層級來組成。1.網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址也稱為網(wǎng)絡號，它用來表示每一網(wǎng)絡。同一個網(wǎng)絡中的每一臺計算機使用相同的網(wǎng)絡地址。2.子網(wǎng)地址在三級層次結(jié)構(gòu)中，我們引入子網(wǎng)的概念，表示將一個網(wǎng)絡進一步劃分為多個子網(wǎng)。3.主機地址主機地址又稱為主機號，用來在一個網(wǎng)絡中標識每一臺主機設備。他是一個唯一的標識，也就是說，一個網(wǎng)絡中每臺主機的主機地址都是唯一的。通常我們看到的一個IP地址，都是由網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分組成的，如圖5-1所示。位數(shù)0

圖5-1IP地址的二級層次而在需要的時候，我們會將網(wǎng)絡地址進行進一步的劃分，劃分為網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址，如圖5-2所示。位數(shù)0

網(wǎng)絡地址主機地址網(wǎng)絡地址子網(wǎng)地址主機地址5.1.3IP地址的表示方法1.二進制表示IP地址使用32位二進制數(shù)表示，如11001010.01110000.01111000.00000001。2.點分十進制表示法如前面提到的，IP地址是由32位二進制組成，為了方便表示，通常采用點分十進制表示法，即w.x.y.z。其中每位十進制數(shù)的取值范圍應該為0-255。我們可以將上例中的二進制表示的IP地址轉(zhuǎn)換為點分十進制表示，如圖5-3所示。11001010011100000111100000000001

202.112.120.1圖5-3點分十進制表示法5.1.4IP地址的分類因特網(wǎng)的設計者決定根據(jù)網(wǎng)絡的規(guī)模大小來創(chuàng)建網(wǎng)絡的類別，按照IP的規(guī)定，Internet上的地址分類A、B、C、D、E五類。各類IP地址的結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。wxyz位123456789

1617

2425

32A類網(wǎng)絡地址

主機地址

0

B類網(wǎng)絡地址主機地址10

C類網(wǎng)絡地址主機地址110

D類

多播地址1110

E類

保留11110

圖5-4IP地址的分類1.A類IP地址A類IP地址是指用IP地址的第1字節(jié)即前8位來標識網(wǎng)絡號，后3字節(jié)標識主機號。其中規(guī)定第1位是“0”。A類地址的網(wǎng)絡地址為前8位，且第一位只能為0，所以A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡數(shù)僅有27-2即126個。計算網(wǎng)絡數(shù)量和主機數(shù)量是需要減2的原因是去掉“全1”數(shù)和“全0”數(shù)，即俗稱的“掐頭去尾”，因為這兩種地址另有特殊用途，我們將在下一節(jié)介紹。A類地址的網(wǎng)絡規(guī)模最大，每個A類網(wǎng)絡有24位用來標識主機號，所以每個A類網(wǎng)絡最多可以容納的主機數(shù)為224-2，即167772174個。

A類地址的理論地址范圍是：~55，如圖5-5所示。但是，由于要減去網(wǎng)絡地址和主機地址中的“全1”和“全0”地址，所以，其實際有效地址范圍是：~54，如圖5-6所示。。圖5-5A類IP地址的理論地址范圍圖5-6A類IP地址的有效地址范圍A類地址的網(wǎng)絡地址數(shù)量最少，而每個網(wǎng)絡中可容納的主機臺數(shù)是最多的，它可以用于主機數(shù)達1600多萬臺的大型網(wǎng)絡，目前主要提供給大型政府網(wǎng)絡使用。2.B類IP地址B類IP地址是指用IP地址的前2字節(jié)即前16位來標識網(wǎng)絡號，后2字節(jié)標識主機號。其中規(guī)定高2位是“10”。B類地址的網(wǎng)絡地址為前16位，且高2位只能為10開頭，所以A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡數(shù)應有214-2即16382個。B類地址的網(wǎng)絡規(guī)模中等，每個B類網(wǎng)絡有16位用來標識主機號，所以每個B類網(wǎng)絡最多可以容納的主機數(shù)為216-2，即65534個。B類地址的理論地址范圍是：~55，如圖5-7所示。但是，由于要減去網(wǎng)絡地址和主機地址中的“全1”和“全0”地址，所以，其實際有效地址范圍是：~54，如圖5-8所示。圖5-7B類IP地址的理論地址范圍圖5-8B類IP地址的有效地址范圍3.C類IP地址C類IP地址是指用IP地址的前3字節(jié)即前24位來標識網(wǎng)絡號，后1字節(jié)標識主機號。其中規(guī)定高3位是“110”。C類地址的網(wǎng)絡地址為前24位，且高3位只能為110開頭，所以A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡數(shù)應有221-2即2097152個。C類地址的網(wǎng)絡規(guī)模較小，每個C類網(wǎng)絡有8位用來標識主機號，所以每個C類網(wǎng)絡最多可以容納的主機數(shù)為28-2，即254個。C類地址的理論地址范圍是：~55，如圖5-9所示。但是，由于要減去網(wǎng)絡地址和主機地址中的“全1”和“全0”地址，所以，其實際有效地址范圍是：~54，如圖5-10所示。圖5-9C類IP地址的理論地址范圍圖5-10C類IP地址的有效地址范圍C類地址的網(wǎng)絡地址數(shù)量是所有地址類型中最多的，每個網(wǎng)絡中可容納的主機臺數(shù)是最少的，它適用于中小型企業(yè)網(wǎng)絡、校園網(wǎng)絡等，是一類常用的IP地址。

4.D類IP地址D類IP地址第一個字節(jié)以“1110”開始，它是一個專門保留的地址。它并不區(qū)分的網(wǎng)絡地址和主機地址，目前這一類地址被用在多點廣播（Multicasting）中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機，它標識共享同一協(xié)議的一組計算機。

D類地址不標識網(wǎng)絡地址，其地址覆蓋范圍為~55。知識鏈接：IP多播（Multicasting，也稱多址廣播或組播）技術(shù)，是一種允許一臺或多臺主機（多播源）發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機（一次的，同時的）的TCP/IP網(wǎng)絡技術(shù)。多播作為一點對多點的通信，是節(jié)省網(wǎng)絡帶寬的有效方法之一。

5.E類IP地址E類地址也不區(qū)分網(wǎng)絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前五位固定為“11110”。E類地址范圍：~55，它為將來使用保留，是一類保留地址。IP中對首字節(jié)為248~254的地址段沒有規(guī)定和定義。6.A、B、C三類IP地址的比較要判斷一個IP地址是屬于哪一類IP，只要看它的第一個字節(jié)的取值。A、B、C三類地址的具體比較如表5-1所示。表5-1三類IP地址的比較類別高位取值第一字節(jié)范圍網(wǎng)絡地址長度主機地址長度適用的網(wǎng)絡規(guī)模A01～126724大型網(wǎng)絡B10128～1911416中型網(wǎng)絡C110192～233218小型網(wǎng)絡5.1.5特殊的IP地址1.全0地址四個字節(jié)都為0的地址是一個特殊的IP地址，它對應于當前主機。2.有限廣播地址IP地址中的每一個字節(jié)都為全1的IP地址，即55，稱為有限廣播地址，也叫本地廣播地址，有限廣播將廣播限制在最小的范圍內(nèi)，是用于本網(wǎng)的廣播地址。

3.直接廣播地址直接廣播地址又叫廣播地址，直接廣播地址包含一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“1”的主機號。將一個IP地址的網(wǎng)絡位不變，主機位的所有二進制位設置為全1，即得到這個地址的廣播地址。如IP地址8，由它的第一字節(jié)取值可以分析出它是一個C類IP地址，所以它的主機位是第四字節(jié)，將第四字節(jié)的八位二進制數(shù)全部置為1，得到了該地址的廣播地址，即55。4.網(wǎng)絡地址將一個IP地址的網(wǎng)絡位不變，主機位的所有二進制位設置為全0，即得到這個地址的網(wǎng)絡地址。網(wǎng)絡地址用來表示“本地網(wǎng)絡”。如C類IP地址8，它的主機位是第四字節(jié)，將第四字節(jié)的八位二進制數(shù)全部置為0，得到了該地址的網(wǎng)絡地址，即。知識鏈接：上一節(jié)中提到的，計算網(wǎng)絡數(shù)量和主機數(shù)量是需要減2的原因是去掉“全1”數(shù)和“全0”數(shù)，即俗稱的“掐頭去尾”，因為這兩種地址另有特殊用途。我們現(xiàn)在知道了，主機位全“1”地址即“廣播地址”；主機位全“0”地址即“網(wǎng)絡地址”，這就是為什么主機IP地址在使用中要減去2，即減去廣播地址和網(wǎng)絡地址，因為它們不是可用的主機IP地址。5.環(huán)回地址環(huán)回地址又叫“回送地址”，LoopbackAddress。網(wǎng)段，留做本機網(wǎng)卡測試使用。測試與環(huán)回地址的連通性相當于發(fā)送不離開主機的數(shù)據(jù)包，也就是說，這些數(shù)據(jù)包不會通過外部網(wǎng)絡接口。例如:。我們用環(huán)回地址來測試本機的TCP/IP協(xié)議是否正常安裝。需要注意的是，它是一個虛擬地址。是IP地址中內(nèi)部的一種。是一個特殊的A類IP地址，網(wǎng)絡地址是，我們經(jīng)常使用的是這個地址，且賦給它一個名字：localhost。用“”就可以測試本機中配置的Web服務器。6.保留的私有地址私有地址（Privateaddress）屬于非注冊地址，專門為組織機構(gòu)內(nèi)部使用。根據(jù)IETF的定義。以下列出留用的內(nèi)部私有地址：A類--55B類--55C類--55知識鏈接：公有地址（Publicaddress）由InterNIC（InternetNetworkInformationCenter因特網(wǎng)信息中心）負責。這些IP地址分配給注冊并向InterNIC提出申請的組織機構(gòu)。通過它直接訪問因特網(wǎng)。IETF是Internet工程任務組（InternetEngineeringTaskForce）的簡寫。IETF又叫互聯(lián)網(wǎng)工程任務組，成立于1985年底，是全球互聯(lián)網(wǎng)最具權(quán)威的技術(shù)標準化組織，主要任務是負責互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研發(fā)和制定，當前絕大多數(shù)國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準出自IETF。5.2子網(wǎng)掩碼1.子網(wǎng)掩碼（SubnetMasks）的定義我們已經(jīng)知道，一個主機IP地址由兩部分組成，網(wǎng)絡地址和主機編號。子網(wǎng)掩碼的目的就是區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡地址和主機編號。2.子網(wǎng)掩碼的取值子網(wǎng)掩碼的設定必須遵循一定的規(guī)則。與二進制IP地址相同，子網(wǎng)掩碼由1和0組成，且1和0分別連續(xù)。子網(wǎng)掩碼的長度也是32位，左邊是網(wǎng)絡位，用二進制數(shù)字“1”表示，1的數(shù)目等于網(wǎng)絡位的長度；右邊是主機位，用二進制數(shù)字“0”表示，0的數(shù)目等于主機位的長度。 例如，二進制的11111111111111110000000000000000，這32位二進制數(shù)高16位為連續(xù)的“1”，低16位為連續(xù)的“0”。這是一個合法的子網(wǎng)掩碼，即。3.子網(wǎng)掩碼的表示1）點分十進制表示就如IP地址的表示一樣，將32位二進制的掩碼每8位轉(zhuǎn)換成一個十進制數(shù)，并用“.”分開，這就是點分十進制的子網(wǎng)掩碼。如二進制的11111111111111110000000000000000，點分十進制表示即。2）網(wǎng)絡前綴標記法網(wǎng)絡前綴標記法直接在IP地址后加上"/"符號以及1-32的數(shù)字，其中1-32的數(shù)字表示子網(wǎng)掩碼中網(wǎng)絡標識位的長度。這種表示法通常寫在IP地址的后面。如IP地址的子網(wǎng)掩碼是。這個子網(wǎng)掩碼表示的網(wǎng)絡位是16位，因此可以表示為/16。4.默認子網(wǎng)掩碼對于A、B、C類IP地址來說，每類IP地址都默認對應了網(wǎng)絡地址的位數(shù)。因此就有了默認子網(wǎng)掩碼。對于A類地址來說，默認的子網(wǎng)掩碼是；對于B類地址來說默認的子網(wǎng)掩碼是；對于C類地址來說默認的子網(wǎng)掩碼是。默認子網(wǎng)掩碼的表示如表5-2所示表5-2默認子網(wǎng)掩碼類別默認網(wǎng)絡地址位數(shù)默認子網(wǎng)掩碼（二進制表示）默認子網(wǎng)掩碼（點分十進制表示）默認子網(wǎng)掩碼（網(wǎng)絡前綴表示）A811111111000000000000000000000000/8B1611111111111111110000000000000000/16C2411111111111111111111111100000000/245.子網(wǎng)掩碼的功能子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼主要有兩個功能：（1）區(qū)分一個IP地址的網(wǎng)絡地址和主機編號。（2）用于劃分子網(wǎng)，講一個大的網(wǎng)絡劃分為多個小的子網(wǎng)。實例1：公司內(nèi)部某部門主機的IP地址為8，請計算該IP地址的廣播地址、網(wǎng)絡地址、有限廣播地址、默認子網(wǎng)掩碼。該網(wǎng)絡中最多容納多少臺主機？該網(wǎng)絡主機地址范圍是多少？8是一個C類IP地址，它的網(wǎng)絡地址為高24位，主機位為低8位，因此可得：（1）廣播地址：主機位8位全1，即：55。（2）網(wǎng)絡地址：主機位8位全0，即：。（3）有限廣播地址：任何IP地址的有限廣播地址均為31位全1，即55.（4）默認子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡位24位的掩碼對應為全1，主機位8位的掩碼對應為全0，即 （5）網(wǎng)絡內(nèi)的主機數(shù)：主機位8位，因此主機數(shù)量為28-2=254臺。 （6）主機地址范圍：主機位8位的取值范圍是1~254，因此主機IP地址范圍是：~545.3IP子網(wǎng)劃分及無分類編址1.子網(wǎng)的概念出于對管理、性能和安全方面的考慮，許多單位把單一網(wǎng)絡劃分為多個物理網(wǎng)絡，并使用路由器將它們連接起來。子網(wǎng)劃分（Subnetting）技術(shù)能夠使單個網(wǎng)絡地址橫跨幾個物理網(wǎng)絡，這些物理網(wǎng)絡統(tǒng)稱為子網(wǎng)。子網(wǎng)技術(shù)將一個IP地址從網(wǎng)絡、主機兩級結(jié)構(gòu)升級為由網(wǎng)絡、子網(wǎng)和主機三個層級來組成，如圖5-11所示。位數(shù)

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圖5-11IP地址的三級層次如項目實施場景中的公司，共有5個部門，工程部和技術(shù)支持部，每個部門30個信息點。市場部、總務部、財務部，共25個信息點。也就是說該公司共計需要145個IP地址。我們?nèi)绻贿M行子網(wǎng)的劃分，將所有設備放在一個網(wǎng)絡中，就無法實現(xiàn)對于各個部門的分別管理；而一個C類網(wǎng)絡可以容納254臺主機，我們?nèi)绻恳粋€部門用一個C類網(wǎng)絡，會造成很大的浪費。這種情況下，我們利用子網(wǎng)技術(shù)，將一個網(wǎng)絡劃進一步分成五個子網(wǎng)。2.子網(wǎng)劃分的意義在計算機網(wǎng)絡規(guī)劃中，通過子網(wǎng)技術(shù)將一個大網(wǎng)絡劃分為多個子網(wǎng)，它的意義主要有一下幾點。（1）充分使用地址?？梢允笽P地址的分配更充分有效。（2）劃分管理職責。同一個大的網(wǎng)絡相比，小的網(wǎng)絡更便于管理，判斷并排除一個小網(wǎng)絡中的故障，要比大網(wǎng)絡容易的多。（3）提高網(wǎng)絡性能。覆蓋面越大的單一網(wǎng)絡，其性能越不穩(wěn)定，會出現(xiàn)各種意想不到的問題。而多個相對范圍較小的網(wǎng)絡，會使系統(tǒng)更高效。3.子網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)如前所述，子網(wǎng)技術(shù)將一個IP地址從網(wǎng)絡、主機兩級結(jié)構(gòu)升級為由網(wǎng)絡、子網(wǎng)和主機三個層級來組成。其具體的結(jié)構(gòu)是將單個網(wǎng)絡的主機位部分進一步分為兩個部分，其中高位用于子網(wǎng)號編址，低位用于主機號編址，如圖5-11所示。 網(wǎng)絡號：確定了一個網(wǎng)絡。 子網(wǎng)號：確定了這個網(wǎng)絡中一個獨立管理的子網(wǎng)。 主機號：確定了與子網(wǎng)相連的主機地址。子網(wǎng)劃分的本質(zhì)就是從一個網(wǎng)絡地址的主機位中進一步劃分出幾位作為子網(wǎng)位，剩下的位成為新的主機位。劃分子網(wǎng)位的位數(shù)取決于具體的需要：子網(wǎng)所占的比特越多，則可以分配給主機的位數(shù)就越少。如何來區(qū)分一個IP地址是否進行了子網(wǎng)劃分呢？這就要用到子網(wǎng)掩碼了。例如，某IP地址5，它是一個B類地址，默認的子網(wǎng)掩碼是，即它的主機位是低16位。而如果同一個IP地址，它的子網(wǎng)掩碼變成了，也就意味這第三字節(jié)的8位也成為了網(wǎng)絡位，主機位只有8位了。這就是說，將這個網(wǎng)絡進一步劃分了子網(wǎng)，它的子網(wǎng)掩碼改變了。 一個B類網(wǎng)絡，將主機號分為兩部分，其中，8位用于子網(wǎng)號，另外8位用于主機號，那么這個B類網(wǎng)絡就被分為28-2=254個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可以容納28-2=254臺主機。4.超網(wǎng)技術(shù)子網(wǎng)劃分在一定程度上緩解了Internet發(fā)展中遇到的IP地址的困難，然而，早在1992年，B類IP地址就已經(jīng)分配了近一半，IP地址枯竭成為一個亟待解決的問題。與子網(wǎng)技術(shù)相反，超網(wǎng)(supernetting)是將幾個小的網(wǎng)絡組合在一起，形成一個大網(wǎng)絡。一個C類網(wǎng)絡可以容納254臺主機，這對于一些較大規(guī)模的公司或機構(gòu)可能會不夠用，一個解決辦法就是將幾個C類網(wǎng)絡合并在一起，構(gòu)成一個超網(wǎng)。與子網(wǎng)掩碼相反，超網(wǎng)掩碼中“1”的位數(shù)應該比對應地址的默認子網(wǎng)掩碼少。把默認掩碼中最右邊的若干位1變成0，就得到了超網(wǎng)掩碼，如圖5-12所示，將默認掩碼的網(wǎng)絡位向左移四位作為主機位，得到了超網(wǎng)掩碼。5.無分類編址無分類域間路由選擇CIDR(ClasslessInterDomainRouting)，這個概念的提出是建立于“超網(wǎng)”的基礎上。如前所述，“超級組網(wǎng)”是“子網(wǎng)劃分”的反義詞，可看作子網(wǎng)劃分的逆過程。子網(wǎng)劃分時，從地址主機部分借位，將其合并進網(wǎng)絡部分；而在超級組網(wǎng)中，則是將網(wǎng)絡部分的某些位合并進主機部分。 CIDR消除了傳統(tǒng)的A類、B類、C類地址以及子網(wǎng)劃分的概念，因為可以更加有效的分配IPv4地址空間。 CIDR使用各種不同長度的“網(wǎng)絡前綴”來替代分類地址中的“網(wǎng)絡號”和“主機號”。 CIDR中，IP地址從使用子網(wǎng)掩碼的三級編址又回到了二級編址。它使用斜杠“/”記法，即在IP地址后面加一個“/”，然后寫出網(wǎng)絡前綴的位數(shù)。這個數(shù)值其實就是子網(wǎng)掩碼中“1”的個數(shù)。CIDR的方法是ISP為公司、家庭客戶等分配大量IP地址的基本方法，很大程度上緩解了IP地址的枯竭。在有類地址中，ISP在向其客戶分配地址時只能以“/8”、“/16”、“/24”為單位來分配IP地址。而在CIDR環(huán)境中，ISP可以根據(jù)每個客戶的具體情況進行分配。5.4地址解析協(xié)議1.ARP的概念和原理地址解析協(xié)議ARP（AddressResolutionProtocol）是獲取物理地址的一個TCP/IP協(xié)議。它負責將某主機的IP地址解析為物理地址。 在OSI七層模型中，各層之間彼此不直接打交道，只通過接口傳遞信息。IP地址在第三層網(wǎng)絡層，MAC地址在第二層數(shù)據(jù)鏈路層。協(xié)議在發(fā)生數(shù)據(jù)包時，得先封裝第三層（IP地址），第二層（MAC地址）的報頭,但協(xié)議只知道目的節(jié)點的IP地址，不知道其MAC地址，又不能跨第二、三層，所以得用ARP的服務將IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址。假設網(wǎng)絡中的主機A的IP地址為，MAC地址為00-11-22-33-44-AA。主機E的IP地址為，MAC地址為00-11-22-33-44-EE。 在TCP/IP協(xié)議中，A給E發(fā)送IP包，在報頭中需要填寫E的IP為目標地址，但這個IP包在以太網(wǎng)上傳輸?shù)臅r候，還需要進行一次以太包的封裝，在這個以太包中，目標地址就是E的MAC地址.A是如何得知E的MAC地址的呢？解決問題的關(guān)鍵就在于ARP協(xié)議。在A不知道E的MAC地址的情況下，A就廣播一個ARP請求包，請求包中填有E的IP()，以太網(wǎng)中的所有計算機都會接收這個請求，而正常的情況下只有E會給出ARP應答包，包中就填充上了E的MAC地址，并回復給A。A得到ARP應答后，將E的MAC地址放入本機緩存，便于下次使用。其工作原理如圖5-13所示。

2.RARP

RARP(反向地址解析協(xié)議，ReverseAddressResolutionProtocol)經(jīng)常在無盤工作站上使用，它允許局域網(wǎng)的物理機器從網(wǎng)關(guān)服務器的ARP表或者緩存上請求其IP地址。其工作原理如圖5-14所示。

圖5-14RARP的工作原理首先，主機A發(fā)送一個本地的RARP廣播，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務器分配一個IP地址；然后，本地網(wǎng)段上的RARP服務器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應的IP地址；如果存在，RARP服務器就給源主機發(fā)送一個響應數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機使用；如果不存在，RARP服務器對此不做任何的響應；最后，源主機A收到從RARP服務器的響應信息，就利用得到的IP地址進行通訊；如果一直沒有收到RARP服務器的響應信息，表示初始化失敗。5.5子項目4——規(guī)劃配置公司各部門IP地址項目實施場景中，提到了公司一共租用了2層樓，五個部門，工程部和技術(shù)支持部在一層，每個部門30個信息點。市場部、總務部、財務部在2層，共25個信息點。公司使用一個C類內(nèi)部IP地址段/24，現(xiàn)要將其進一步劃分為五個子網(wǎng)，該如何進行劃分。

1.實施思考本項目中使用同一個IP網(wǎng)段進行IP地址分配，不便于管理職責的劃分，IP地址使用混亂，如圖5-13所示。通過IP子網(wǎng)劃分將每一個部門劃分到不同的子網(wǎng)之中，便于網(wǎng)絡的管理。2.實施步驟（1）確定需要用多少位子網(wǎng)位來標識每一個子網(wǎng)。在子網(wǎng)劃分中，n位子網(wǎng)位可以標識2n-2個子網(wǎng)。即2位子網(wǎng)位可以表示22-2=2個子網(wǎng)，3位子網(wǎng)位可以表示23-2=6個子網(wǎng)，4位子網(wǎng)位可以表示24-2=14個子網(wǎng)。有項目需求可知，我們需要劃分5個子網(wǎng)，所以至少要用3位作為子網(wǎng)位。（2）根據(jù)子網(wǎng)位數(shù)確定主機位數(shù)并計算主機數(shù)量是否滿足要求。 在子網(wǎng)劃分中，m位子網(wǎng)位可以標識2m-2個子網(wǎng)。C類網(wǎng)絡中原本有8位主機位，現(xiàn)在借去3位作為子網(wǎng)位，所以主機位數(shù)為8-3=5位，計算可得每個子網(wǎng)最大主機數(shù)為25-2=30臺，符合項目需求中每個部門的主機臺數(shù)要求。 思考：若使用4位作為子網(wǎng)位也可以滿足5個子網(wǎng)的需求，為什么不采用4位子網(wǎng)位呢？4位子網(wǎng)位則主機位數(shù)還剩8-4=4位，而4位主機位能容納的最多主機臺數(shù)為24-2=14臺。而項目需求中的工程部和技術(shù)支持部每個部門都需要30臺主機，14臺主機的劃分方法無法滿足需求。（3）根據(jù)網(wǎng)絡位數(shù)和主機位數(shù)確定子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼的取值：網(wǎng)絡位的掩碼為1，主機位的掩碼為0。原本的C類網(wǎng)絡，網(wǎng)絡位數(shù)24位，主機位數(shù)8位，因此掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000即。經(jīng)過子網(wǎng)劃分之后，網(wǎng)絡位多了3位，而主機位成了5位。即將最后8位的高3位置為1，低5位仍為0，得11111111.11111111.11