IPV4和IPV6地址

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,IPV4,和IPV6,地址,目录,二进制与十进制的互相转换,IPV4地址,IP地址相关计算,IP,V6,1,1,1,1,1,1,1,1,128,64,32,16,8,4,2,1,8 Bits,255 Decimal Value,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,二/十进制换算基础,二进制转化十进制,将一个 8 位数从二进制转换成十进制:,1、如果第八个位等于 1，则向总数增加 128。,2、如果第七个位等于 1，则向总数增加 64。,3、如果第六个位等于 1，则向总数增加 32。,4、如果第五个位等于 1，则向总数增加 16。,5、如果第四个位等于 1，则向总数增加 8。,6、如果第三个位等于 1，则向总数增加 4。,7、如果第二个位等于 1，则向总数增加 2。,8、如果第一个位等于 1，则向总数增加 1。,二进制转化十进制,将8 位二进制数 10111001转换为十进制数：,1、第八个位等于 1，向总数增加 128。总数现在是 128。,2、第六个位等于 1，向总数增加 32。总数现在是 160。,3、第五个位等于 1，向总数增加 16。总数现在是 176。,4、第四个位等于 1。向总数增加 8。总数现在是 184。,5、第一个位等于 1。向总数增加 1。总数现在是 185。,或表示为：2,7,2,5,2,4,2,3,2,0,185,这样，二进制数 10111001 就是十进制数 185。,十进制转化二进制,十进制数转换为二进制数规则：,把十进制数用2一次次去除，直至商为0，将得到的余数从最后一次得到的余数依次读起即得，即“除2取余”。,按照“除2取余”获得二进制数位数不满8位，那么高位自动取0补充完整即可；,二/十进制换算,141,2,70,2,1,35,2,0,17,2,1,8,2,1,4,2,0,2,2,0,1,2,0,0,1,1、按照“除2取余”规则得到的二进制数为10001101；,2、该二进制数10001101已经是8位，所以不再需要以0补充高位。,所以十进制数141转换位二进制数结果为：10001101,目录,二进制与十进制的互相转换,IP地址相关计算,IPV4地址,IP,V6,在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制地址,为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示。,用点分开的每个字节的数值范围是0-255，,如：,IPv4地址表示,IPv4地址结构,IPv4的IP地址包括两个部分：NETID和HOSTID,NETID标识一个网络.,HOSTID标识在该网络上的一个主机。,IP地址格式：NetID+HostID,网络标识(NetID)：表示主机所在网络；,主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。,NET ID,HostID,IPv4 A类地址,A 类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络。,A 类网络 ID 的前缀长度只有 8 位。,剩余的 24 位可用来标识多达 16,777,214 个主机 ID。,这个较短的前缀长度将把可接受 A 类网络 ID 的网络数量限制为 126 个。,网络ID位,主机ID位,IPv4 A类地址,0,0 0 0 0 0 0 0,0,1 1 1 1 1 1 1,第一，A 类网络 ID 的高序位总是设置为 0，此约定将 A 类网络 ID 的数量从 256 个减少到 128 个。,第二，首八位设置成 00000000 的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留的网络 ID。,第三，首八位设置成 01111111（十进制的 127）地址是不能被分配的，因为是为环回地址保留的。,所以，后面两个约定将 A 类网络 ID 的数量从 128 个减少到 126 个。,A类地址范围,(1.0.0.0到126.255.255.255),0,127,0,255,255,255,0,0,网络ID位,主机ID位,IPv4 B类地址,B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络。,用 14 位表示 B 类网络 ID，用 16 位表示主机 ID。,可以将 B 类地址分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机。,网络ID位,主机ID位,B类地址,(128.1.0.0-191.254.255.255),IPv4 C类地址,C 类地址被分配给小型网络。,C 类地址的三个高序位总是设置为 110，前 24 位中剩余21位指定特定的网络，后 8 位指定了特定的主机。,可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以有 254 个主机。,网络ID位,主机ID位,C类地址,(),D类地址,(),IPv4 D类地址,D 类地址是为 IPv4 多播地址保留,D 类地址的四个高序位总是设置为 1110,D 类地址的地址范围是,0,255,255,255,0,0,网络ID位,主机ID位,10.0.0.0-10.255.255.255 1个A类地址；,172.16.0.0-172.31.255.255 16个连续的B类地址；,192.168.0.0-192.168.255.255 256个连续的C类地址。,IPv4私有IP地址,RFC1918定义全局IP地址/专用IP地址,全局IP地址：用于因特网公共主机；,专用IP地址：仅用于组织的专用网内部本地主机。,网络掩码,网络,掩码,作用：,1、标识一个IP地址的网络号范围,结构：,掩码长度32bit，由一串1和紧随的一串0组成。1对应于IP地址中的网络号（子网号），0对应于IP地址中的主机号。,A类地址掩码,B类地址掩码,C类地址掩码,有类网络地址面临的问题,网络ID位,主机ID位,C 类地址,每个C类网络拥有主机数目：28-2=254,1、当网络中主机数目少于254台时，则浪费254-N个ip地址空间（N为网络内主机数量）,2、当网络中主机数目多于254台时，则IP地址不够使用。,3、c类空间不够时，则只能分配B类网络IP给主机使用，类似于第1种情况的计算，有可能浪费空间更大:浪费216-N。,子网划分,网络ID位,主机ID位,子网化C 类地址,子网ID位,网络ID位,主机ID位,C 类地址,子网掩码,C 类网络掩码,通过缩短主机空间位数，从而减小了容纳主机数量，达到减小地址空间的浪费，,并且使网络的划分更灵活。,超网,网络ID位,主机ID位,子网化C 类地址,网络ID位,主机ID位,C 类地址,子网掩码,C 类网络掩码,通过增加主机空间位数，从而增加了容纳主机的数量，这样即容纳了更多的主机数量，并且使网络的划分也灵活了。,目录,二进制与十进制的互相转换,有类别IPV4地址,IP地址相关计算,IP,V6,逻辑与运算,1 And 1=1,0 and 0=0,0 and 1=0,1 And 0=0,0,1,0,0,1,0,0,1,公式：,H=2,N,-2,H：可用ip数量,N：主机位数,减2是因为全0主机位与网络号重复不可能，而主机位为全1时，定义为网络广播地址也不可用。,IP相关的计算1,确定ip所在的网段,1、十进制IP与掩码，转换为二进制，然后进行逻辑与操作，得出的结果即为网段号。,判断IP是否属于同一网段,1、把十进制IP与掩码转换为二进制，然后进行逻辑与操作，得出的结果即为网段号。,2、如果得出的网段号相同，则为同一网段，否则为不同网段IP，不同网段IP间通信，需要有路由功能的设备参与。,计算IP的网段号,方法：,使用给定的掩码与IP地址进行逻辑与操作，计算的结果就这IP地址的网络号。,11001010 01110010 11001110 11001010,11111111 11111111 11111111 00000000,11001010 01110010 11001110,00000000,逻辑与,结果,判断主机是否在同一网网,10101100 00010000 00011110 01100100,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 00000000 00000000,逻辑与,结果,10101100 00010000 00010100 01100100,逻辑与,结果,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 00000000 00000000,10101100 00010000 00011110 01100100,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 00000000 00000000,逻辑与,结果,10101100 00010000 01010000 01100100,逻辑与,结果,11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 01000000 00000000,判断主机是否在同一网网,目录,二进制与十进制的互相转换,有类别IPV4地址,IP,V6,IP,地址相关计算,IPv6,IPv6定义,IPv6是下一版本的互联网协议,，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为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妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。,IPv6,IPv6采用,128位,地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。,在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。,IPv6与IPv4优劣对比,1、,更大的地址空间。,IPv4中规定IP地址长度为32，即有232-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2128-1个地址。,2、,更小的路由表。,IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。,3、,增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。,这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台.,IPv6与IPv4优劣对比,4、,加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。,这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷.,5.,更高的安全性.,在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的增强了网络安全.,从IPv4到IPv6的过渡策略,过渡技术的概述与现状,现有的几乎每个网络及其连接设备都支持IPv4，因此要想一夜间就完成从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。IPv6必须能够支持和处理IPv4体系的遗留问题。可以预见，IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。,从IPv4到IPv6的过渡策略,目前的主流过渡技术：,1.双协议栈技术：,IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。由图1所示的协议栈结构可以看出，,如果一台主机同时支持IPv6和IPv4两种协议，那么该主机既能与,支持IPv4协议的主机,通信，又能与支持,IPv6协议的主机通信，,这就是双协议栈技术,的工作机理。,从IPv4到IPv6的过渡策略,2.隧道技术,随着IPv6网络的发展，出现了许多局部的IPv6网络，但是这些IPv6网络需要通过IPv4骨干网络相连。将这些孤立的“IPv6岛”相互联通必须使用隧道技术。利用隧道技术可以通过现