每周分享第一周之Internet地址结构

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前言

本次分享主要介绍Internet中使用的网路层协议，又称为IP地址、主要讨论如何为Internet中的网络设备分配地址，有助于路由可扩展性的地址层次结构分配方式，以及特殊用途的地址。包括IPV4地址和IPV6地址的结构和用途以及区别。

连接到Internet中的每个设备至少有一个IP地址，三层设备（三层交换机或者路由器）实现的转发程序使用IP地址来识别流量去向。IP地址也表示流量的来源。

一、     IP地址的表示

大多数用户熟悉IP地址，并且了解最常用的地址类型：IPv4地址。这些地址通常采用点分十进制表示法，例如61.122.21.192.点分四组表示法由四个用点分隔的十进制数组成。每个这样的数字是一个非负整数，范围为0~255，代表整个IP地址的四分之一。以下表中给出了IPV4地址的例子，以及对应的二进制表示，供大家参考学习。

                              

其中网络号用户区分不同的IP网络

主机号用户标识该网络内的一个IP节点

二、     IP地址的主要作用

1、标识节点和链路

→用唯一的IP地址标识每一个节点

→用唯一的IP网络号标识每一个链路

2、寻址和转发

→确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置

→IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点

3、适应各种数据链路

→根据链路的MTU对IP包进行分片和重组

三、     IP地址分类

当最初定义Internet地址结构时，每个单播IP地址都有一个网络部分，用于识别接口使用的IP地址在哪个网络中可被发现；以及一个主机地址，用户识别由网络部分给出的网络中的特定主机。因此，地址中的一些连续位称为网络号，其余位数称为主机号。现实中的不同网络可能有不同数量的主机、每台主机都需要一个唯一的IP地址。一种划分方法是基于当前基于或预计的的主机数量，将不同大小的IP地址空间分配给不同的站点。地址划分主要分为五大类。每类都是基于网络中可容纳的主机数量，确定在一个32位的IPv4地址中分配给网络号和主机号的位数。

以下为IPv4地址分类

对应点分十进制

类	地址范围	用途	网络数	主机数
A	0.0.0.0~127.255.255.255	单播	128	16777216
B	128.0.0.0~191.255.255.255	单播	16384	65536
C	192.0.0.0~223.255.255.255	单播	2097152	256
D	224.0.0.0~239.255.255.255	组播	N/A	N/A
E	240.0.0.0~255.255.255.255	保留	N/A	N/A

特殊的IP地址

四、     子网掩码

子网掩码是由一台主机或路由器使用的分配位，以确定如何从一台主机对应IP地址中获得网络和子网信息。IP子网掩码与对应的IP地址长度相同。它们通常在一台主机或者路由器中以IP地址相同的方式配置，即可以是静态的（通常是路由器），也可以使用一些动态方式，例如动态主机配置协议（DHCP，见后续分享）。对于ipv4，子网掩码以IPv4地址相同的方式编写（点分十进制），默认子网掩码

A类地址默认掩码为255.0.0.0

B类地址默认掩码为255.255.0.0

C类地址默认掩码为255.255.255.0

五、     子网划分

由于早期的IP地址分类有一定的缺陷，主要表现在由于每个网络的主机数量有限导致IP网络数量不敷使用以及随着业务扩展无法应对Internet的爆炸式增长，所以提出了子网划分的概念。

早期的二层网络结构

大型机构的接入需求

子网划分的方法，主要是网络号不变，将主机号分割为子网号和主机号

IP地址与子网掩码

子网掩码的表示格式为网络号和主机号为全1，主机号为全0的连续的二进制表示法。

六、     计算子网内可用主机地址数

假设子网的主机号位数为N，则可用地址数为2N-2个

主机号全1为广播地址，主机号全0为网络地址

示例：计算子网内可用地址数

七、网络设备命令行配置 (以H3C产品为例)

7.1登录设备

登录设备我们使用的是usb转串口线，直接接到网络设备的console口上，（各个产品都一样），然后使用PC自带的telnet工具或者CRT登录设备，本人习惯使用CRT登录，登录方式参考下图：

7.2命令行基础

登录设备之后就进入命令视图，以H3C产品为例先介绍下各个命令视图的作用以及在什么视图下配置什么协议，如下，

·用户视图

设备启动后的缺省视图,可查看启动后基本运行状态和统计信息

·系统视图

配置系统全局通用参数的视图

·路由协议视图

配置路由协议参数的视图

·接口视图

配置接口参数的视图

·用户界面视图

配置登陆设备的各个用户属性的视图

各种视图之间的关系

命令级别

命令行帮助特性之tab键自动补齐

命令分页显示

7.3常用的命令

1、配置设备名称

[H3C]sysname ?                                                                 

TEXT  Host name (1 to 30characters)

2、配置系统时间

<H3C>clock datetime ?                                                         

TIME  Specify the time (HH:MM:SS)

3、显示系统时间（注：display为显示命令）

<H3C>display clock

4、查看版本信息

<H3C>display version

5、查看当前配置信息

<H3C>display current-configuration

6、显示接口信息

<H3C>display interface

7、显示接口IP状态与配置信息

<H3C>display ip interface brief

八、为接口配置IP地址示例

举例如何为网络设备配置IP地址，假设拓扑如下

如何为某公司器R1的GE-0/0配置地址？为路由器配置地址首先需要进入到接口视图下，具体命令参考如下：

连接设备之后使用telnet登录设备，参考第七点进入接口视图，并为RT1的G0/0配置接口地址

一些常用命令效果

1、配置设备名称

[H3C]sysname ?                                                                 

TEXT  Host name (1 to 30characters)

2、显示系统时间（注：display为显示命令）

<H3C>display clock

3、查看版本信息

<H3C>display version

4、查看当前配置信息

<H3C>display current-configuration

5、显示接口信息

<H3C>display interface

6、显示接口IP状态与配置信息

<H3C>display ip interface brief

下周分享预告：IP路由基本原理