本章重点内容是IP地址分类及子网划分、无类域间路由技术( CIDR )、NAT技术工作原理、IPv6地址的特点。

标准分类的IP地址 常用的A类、B类、C类采用包括“网络号-主机号”的两级的层次结构。 IPv4的地址长度是32bit ，用点分十进制表示，如x.x.x.x的格式。其中每个x为8bit ,取值范围( 00000000-11111111 ) ，对应的十进制取值范围是( 0-255 )。 每个网络中“全0” 和“全1"的主机号的地址有特殊用途,所以是需要去除的 特殊地址形式 特殊的IP地址包括:受限广播地址、直接广播地址、"这个网络上的特定主机”地址与回送地址。

子网掩码

地址结构 标准的A类、B类与C类IP地址都是网络号与主机号两级层次结构。 子网采用网络号-子网号-主机号的三层IP地址结构。 从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id ,而主机号host-id也就相应减少了若干个位。 概念 ➢子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络号(网络号+子网号)和主机号的。 ➢子网掩码的结构与形式跟IP地址一样,也由32位的二进制数组成,用点分十进制法表示。 ➢子网掩码与IP地址的对应关系是, IP地址中网络号所在的位对应的子网掩码中的相应位为1 , IP地址中主机号所在的位对应的子网掩码中的相应位为0。 ➢ 注意: IP地址中网络号和主机号是由子网掩码来确定的。子网掩码二进制表示中全为1则对应IP地址位段的是网络号。全为0则对应IP地址位段的是主机号。 IP地址（194.192.2.129） 子网掩码（255.255.255.224） 子网掩码为255.255.255.224，该IP地址所在的网络的网络号为194.192.2.128 （IP地址）AND（子网掩码）=网络地址 补充内容: 子网内第一个可用的IP地址: 子网内第一个可用的IP地址是子网号(网络地址)后的第一个地址，例如网络地址为194.55.128.0 ,则子网内第一个可用的IP地址为194.55.128.1 ; 子网内最后一个可用的IP地址: 子网内最后一个可用的IP地址是直接广播地址前一个地址，例如直接广播地址为194.55.191.255,则子网内最后一个可用的IP地址为194.55.191.254.

子网划分

(1)判断客户需求的网络数与主机数。 (2)配置满足需求的基本网络地址结构。 (3)配置地址掩码。 (4)配置网络地址。 (5)配置网络广播地址。 (6)配置网络的主机地址。

无类域间路由的设计思想是:不按标准的地址分类规则分配剩余的IP地址,而是以可变大小的块方法进行分配。 消除了传统的A类B类和C类地址以及划分子网的概念,可以更加有效地分配IPv4地址空间。 使用各种长度的“网络前缀”来代替分类地址中的网络号和子网号。 使用“斜线记法”又称CIDR记法。即在IP地址后面加上一个斜线“/" ，然后写上网络前缀 所占的位数(对应于三级编址中子网掩码中1的个数)。 ■CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一 个CIDR地址块。 ■128.14.32.0/20共有 212个地址。 ■起始地址是128.14.32.0。 ■最小地址是128.14.32.0 ■最大地址是 128.14.47.255 ■全0和全1的主机号地址一般不使用。

NAT的基本概念 NAT (网络地址转换)技术是解决IP地址短缺问题,可以实现将内部网络专用的IP地址可以转换为用于访问外网的全局IP地址； NAT的工作原理 如果内部网络地址为10.0.1.2的主机希望访问Internet上地址为153.3.11.1的Web服务器,则产生一个分组①,源地址S=10.0.1.2 ,端口号为2322 ;目的地址D=153.3.11.1 , 端口号为80。当分组①到达执行网络地址转换功能的路由器时，分组①的源地址经NAT转换表从内部专用地址转换成可以在外部Internet上路由的全局IP地址,这时转换结果构成分组②,记为"S=213.0.11.1,2002 , D=153.3.11.1,80" 。

IPv6地址表示方法 ■用二进制格式表示128位的一个IPv6地址。 ■将这个128位的地址按每16位为一个位段,划分为8个位段。 ■将每个位段转换成十六进制数,并用冒号( : )隔开。 68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF ■若某个IPv6地址中出现多 个连续的二进制数0 ,可以通过压缩某个位段中的前导0来简化IPv6地址的表示。例如. “002F"可以简写为"2F”。 ■如果某个IPv6地址中包含了-长串0 ,在以冒号十六进制表示法表示时，可以将连续的位段值都为0的地方简写为”: :”，称为双冒号表示法。 FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以写成: FF05::B3

IPv6地址表示注意事项 ➢使用零压缩法时,只能压缩前导0。不能把位段内的有效0压缩掉。 例如,不能将AC04 : A0:0 :0:0 :0: 0: 5简写为AC4 : A: : 5。 ➢双冒号“::”在一个地址中只能出现一次。 例如,地址0:0:0:5BC:79:0:0:0 ,一种简化的表示法是: : 5BC : 79 :0:0:0,另一种表示法是0:0:0:5BC:79::,但不可写作::5BC:79::。 ➢确定”::”之间到底被压缩了多少位0 ,可以用8减掉地址中剩余的位段数,再将结果乘以16即可。例如,在地址ABC6: 2F : :9: 7中有4个位段(ABC6、2F、 9和7) ,可以根据公式计算: (8-4)x16=64 ,那么双冒号之间就表示有64位的二进制数字0被压缩。 ➢IPv6前缀问题。 IPv6不支持子网掩码。只支持前缀长度表示法。前缀是IPv6地址的一部分,用作IPv6路由或子网标识。前缀的表示方法与IPv4中的CIDR表示方法基本类似。IPv6前缀可以用"地址/ 前缀长度"来表示。例如，FABC: : 27:0: 8/48、3CFA : 2B :0:91:43::/64。

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