本章学习要求：
◆了解：Ipv6的概念及发展，从Ipv4向Ipv6过渡的主要技术
◆掌握：IP地址的类型及特殊IP地址的应用
◆掌握：子网编址的方法和子网掩码的使用
◆掌握：子网划分的方法
6.1IP地址概述
本节主要讲述IP地址的层次结构和分类，详细介绍了各类IP地址的特点和适用范围，并对六类特殊IP地址进行了分析，帮助读者对IP地址的使用有个较深的认识。
6.1.1IP地址类型
我们知道互联网是一个由各种不同类型和规模的独立运行、管理的计算机网络组成的全球范围的计算机网络，那么这些异种网络间是如何进行网络通信的呢？它们之间是如何识别的呢？诞生于上世纪70年代的TCP/IP协议通过对网络中传送的数据包进行规定格式的封装，规范了网络上的所有通信设备，统一了机器间数据交换的格式和传送方式。
在互联网上的每台主机（或路由器）都有一个唯一的标识——IP地址。一个IP地址由网络号（netid）和主机号（hostid）构成，网络号用于标识互联网中的一个特定网络，主机号用于表示该网络中主机的一个特定连接。目前，大多数IP编址方案仍采用Ipv4编址方案，即使用32位二进制数组成，为了方便使用，将IP地址的32位二进制分成四段，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，这种方法叫做点分十进制表示法。
在现实世界中，网络根据需求的不同，有的网络可能含有较多的计算机，也有的网络包含较少的计算机，于是按照网络规模的大小，IP协议将IP地址分成A、B、C、D、E五类，它们分别用IP地址的高位来区分，如图6-1所示。
图6-1IP地址的分类
用户一般只使用A、B和C类地址，每类地址表示的实际网络数和主机数要比理论的小，这是因为每类地址中都有一些特殊用途的地址。D类IP地址用于多目的地址发送，E类IP地址供将来使用。表6-1列出各类IP地址的特点。
表6-1各类IP地址的特点
类别 | 类标识 | 第一字节 | 网络地址长度 | 主机地址长度 | 最大网络数 | 最大主机数 | 适用范围 |
A类 | 0 | 1~126 | 1字节 | 3字节 | 126 | 大型网络 | |
B类 | 10 | 128~191 | 2字节 | 2字节 | 16382 | 65534 | 中型网络 |
C类 | 110 | 192~223 | 3字节 | 1字节 | 2097150 | 254 | 小型网络 |
D类 | 1110 | 224~239 | 刘嘉玲微博 — | — | — | — | 多点播送 |
E类 | 11110 | 240~247 | — | — | — | — | 保留地址 |
6.1.2特殊IP地址
互联网中有六类IP地址具有特殊的用途，不能分配给主机。
1.网络地址
当用户要表示一个网络时就要用到网络地址。在IP地址编码方案中，网络地址由一个有效的网络号和全“0”
2.直接广播地址
当用户想向互联网中某个网络中所有主机发送数据报，叫直接广播，具有这种特点的IP地址叫直播广播地址。在IP地址编码方案中，直接广播地址由一个有效的网络号和全“1”
3.有限广播地址
4.本网特定主机地址
当用户想与本网内部特定主机通信时，可通过将网络地址全部设为“0”
5.回送地址
A类地址中，网络地址为127的地址用于网络软件测试或本机进程间通信。发送到这种地址的数据报不输出到线路上，立即返回。
6.本网络本主机
全“0”的IP地址表示本网络上的本主机。
6.1.3子网掩码
IP地址使用网络号和主机号的两层地址结构，这样当大量个人用户或小型局域网接入互联网，即使分配一个C类网络地址也会造成IP地址的浪费。因此出现了将网络进一步划分若干子网的设计，即把两层IP地址结构中的主机号细分为子网号和主机号，如图6.2所示。
图6.2子网IP地址结构
为了标识一个IP地址中的网络号、子网号、主机号，就设计了子网掩码。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某
个IP地址划分成网络号和主机号两部分。
6.2子网编址
本节主要讲述子网编址的方法，通过学习，读者能够根据IP地址和子网掩码，明确一个IP地址的具体组成，哪些位是网络号，哪些位是子网号，哪些位是主机号。
6.2.1子网编址方法
对一个标准IP地址，通过将主机号的高位“借”出做为子网号，子网借用的主机号位数应至少2位，借出后至少要剩余2位。B类地址最多只能用14位去创建子网，C类最多只能借用6位去创建子网。
划分子网的步骤一般为：
1.确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为“166.73.0.0”，该网络地址为B类IP地址，网络标识为“166.73”。
2.根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用主机号的一些位来定义子
网。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网，则在子网的主机号可用12位表示。
3.把对应的网络号各个位都置为“1”，标识主机号的置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“”
4.把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0”，这个数为该网络的子网掩码。
6.2.2子网地址和子网广播地址
与标准的IP地址一样，子网编址也保留了子网网络和子网广播的地址编号。在子网编址中，以二进制全“0”结尾的IP地址表示子网，二进制全“1”
表6.2一C类网络的子网划分
子网 | ps换背景子网号 | 子网IP 主机号 | 标准IP 主机号 | 可容纳 主机数 | 子网地址 | 广播地址 |
第1个子网 | 001 | 00001~11110 | .33~.62 | 30 文章姚笛绯闻 | 200.110.26.32 | |
第2个子网 | 010 | 00001~11110 | .65~.94 | 30 | ||
第3个子网 | 011 | 00001~11110 | .97~.126 | 30 | ||
第4个子网 | 100 | 00001~11110 | .129~.158 | 30 | ||
第5个子网 | 101 | 00001~11110 | .161~.190 | 30 | 200.110.26.160 | |
第6个子网 | 110 | 00001~11110 | .193~.222 | 30 | ||
为了与标准IP编址一致，二进制全“0”或全“1”的子网号也不能分配给实际的子网，所以在规划子网时应去掉这两个号。
在标准IP编址中全为“1”有限广播地址，若在子网中使用该广播地址，广播将被限制在本子网中。
6.2.3子网表示方法
标准的IP地址，通过网络号就能确定网络类别，对子网编址，我们则采用子网掩码来标识。前面已经讲过，子网掩码的长度与IP地址长度一样，也是用32位二进制表示。在子网掩码中，与IP地址的网络号和子网号对应的位用“1”表示，与主机号对应的位用“0”表示。将IP地址与子网掩码相结合，就可以判断出一个IP地址中哪些位表示网络号和子网，哪些位表示主机号了。
如我们通过查看一台主机的连接属性，看到图6.3：
图6.3主机IP地址
图6.4子网掩码
通过比较IP地址和子网掩码，借用了IP地址第4个字节的前4位表示子网，后4位表示主机，所以其网络号为：192.168.7，子网号为：1（0001），主机号为：5（0101）。
6.3子网编址实例分析
本节主要讲述如何根据实际需求对网络进行子网规划和配置，并提出在子网规划中应注意的事项。
6.3.1子网规划
在网络规划中，子网的规划和IP地址分配占有举足轻重的地位。当选择子网号和主机号时，要考虑到子网号能产生足够的子网，每个子网中能够容纳足够的主机。
如果用主机号中的2位表示子网号，能划出4个子网，借用3位能划出8个子网，借用4位能划出16个子网，除去全0和全1，分别能划出2、6、14个子网，现在要求划分出5个子网，所以向主机号借用3位即可满足。
表6.3 C类网络子网划分关系
子网借用主机位数 | 子网掩码 | 子网数 | 每子网容纳主机数 |
2 | 2 | 62 | |
3 | 6 | 30 | |
4 | 14 | 14 | |
5 | 30 | 6 | |
6 | 62 | 2 | |
需要注意的是：
1.该网络原可以使用254台主机，通过划分出6个子网后，最多只能使用180台主机。
2.在进行子网互联时，路由器也需要占用有效的IP地址，因此，在计算网络中（或子网中）需要使用的IP地址时，不要忘记连接该网络（或子网）的路由器。
6.3.2局域网划分子网
在实践中，有时会将一个物理网络划分成几个小规模的子网，如在一个公司，根据职能部门划分出多个逻辑上独立的子网，由于没有路由器的转发，子网之间的主机不能相互通信。
表6.4
子网 | IP地址范围 | 子网地址 | 直接广播 | 有限广播 |
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 | ||||
5 | ||||
6 | ||||
7 | ||||
8 | ||||
9 | ||||
10 | ||||
11 | ||||
12 | 公司名 | |||
13 steam游戏 | ||||
14 | ||||
在子网规划好后，就可以进行主机配置了。
1.在任务栏中选择本地连接的图标点鼠标右键，选择打开“网络连接”，在“本地连接”上选择“属性”，或者从“开始”→“设置”→“控制面板”→“网络和拔号连接”→“本地连接”→“属性”，进入“本地连接属性”对话框，如图6.5所示：
图6.5“本地连接属性”对话框
2.选中“此连接使用下列选定的组件”列表中的“Internet协议（TCP/IP）”，单击“属性”按钮，进行TCP/IP配置，如图6.6所示：
图6.6Internet协议（TCP/IP）属性
3.按IP地址分配方案，设置计算机IP地址，分别填入IP地址和子网掩码后，如图6.7所示，单击“确定”返回“本地连接属性”界面。
图6.7配置IP地址和子网掩码
4.通过单击“本地连接属性”界面中的“确定”按钮，完成配置。
5.在命令提示符中运行ipconfig命令查看网络的IP地址、子网掩码等配置情况。
6.4IPv6
本节主要介绍I激情床战pv6的来源和发展，并对IPv6和IPv4进行了比较，最后对IPv6的寻址方式和从IPv4向IPv6过渡的主要技术进行了一个简单阐述。
6.4.1Ipv6的基本概念
现有互联网是在IPv4协议的基础上运行。随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将影响互联网的进一步发展。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，估计在2005～2010年间将被分配完毕。?
IPv6是InternetProtocolVersion6的缩写，其中InternetProtocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，InternetEngineeringTaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。IPv6采用128位地址长度，按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。
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