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一、分类 IP 方法的问题
- A 类的 IP 地址，有 24 位用于分配主机地址，即可以支持 2^24 个主机。
- 但是一个家庭或者组织往往不需要这么多的地址空间，造成浪费。
- C 类的 IP 地址，只有 8 位用于分配主机地址，即只能支持 256 个主机。
因此，传统的分类 IP 方法被 CIDR 技术取代。
二、CIDR
无类别域间路由选择 Classless Inter-Domain Routing，CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址的概念。
1、CIDR 定义
CIDR：使用斜线记法来区分网络前缀和主机号，即在 IP 地址后面加上一个斜线 “/”，斜线后面用一个数字指定网络前缀的长度。
CIDR 地址格式：
- 注意：主机号仍然不能全一或者全零
- 将网络前缀都相同的连续的 IP 地址称为 CIDR 地址块
2、CIDR 地址划分
构造超网 superneting
一个 CIDR 地址块可以表示传统分类 IP 中的多个分类地址，这种地址的聚合称为路由聚合，又称为构造超网。
CIDR 地址块划分举例
CIDR 地址块划分练习
现有一公司已获得网络号为 202.1.1.0/24，假设该公司有三个部门。
1）如果第一个部门有 60 台计算机，第二个部门有 20 台计算机，第三个部门有 16 台计算机，问使用分类 IP 的方法如何分配地址？
分析：第一部门需要 6 位主机号，第二部门需要 5 位主机号，第三部门需要 5 位主机号。
- 202.1.1.01 000000 分给第一部门
- 202.1.1.10 000000 分给第二部门和第三部门
- 202.1.1.10 0 00000 分给第二部门
- 202.1.1.10 1 00000 分给第三部门
当然也可以交换网络地址，只要符合规则即可。
2）如果第一个部门有 120 台计算机，第二个部门有 60 台计算机，第三个部门有 60 台计算机，使用分类 IP 的方法可以分配地址吗？使用 CIDR 方法如何分配地址？
分析：第一部门需要 7 位主机号，第二部门需要 6 位主机号，第三部门需要 6 位主机号。分类 IP 的方法不能满足子网的划分。
CIDR 地址划分过程如下图所示
每一次划分后，新子网的 Parent 就挂了，因此最终能使用的子网只有绿色部分。根据我们分析得出的主机号位数，子网不需要向上图那样划分那么多次，只需要如下图所示：
下面我们来具体分析这三个子网网络号：
三、DHCP
Q：主机如何得到 IP 地址？
1. 手工指定
IP 地址保存在系统配置中：
- Windows：控制面板 >> 网络
- UNIX/LINUX：在 /etc/rc.config 中，可使用 ifconfig 命令配置
2. DHCP
动态主机配置协议：
- 自动从一个 DHCP 服务器得到 IP 地址
- 方便灵活
寝室路由器 DHCP 配置界面
1、DHCP 概述
DHCP 动态主机配置协议：
- DHCP 本身是应用层的协议
- DHCP 能自动将主机连接到一个网络，因此又称为即插即用协议
- 主机通过 DHCP 协议自动从一个 DHCP 服务器得到 IP 地址
- DHCP 服务器可以是路由器，路由器中运行有 DHCP 协议
plug-and-play
DHCP概述：
- 主机广播 “DHCP DISCOVER” 消息
- DHCP 服务器用 “DHCP OFFER” 消息响应
- 主机请求 IP 地址 “DHCP REQUEST” 消息
- DHCP 服务器确认 “DHCP ACK/NACK” 消息
- 主机终止租用期 “DHCP RELEASE” 消息
2、DHCP 工作过程
①：DHCP 服务器被动打开 UDP 端口 67，等待客户发来报文。
Q：为什么使用 UDP？A：因为初始时客户没有 IP 地址，无法建立 TCP 连接。
②：客户从 UDP 端口 68 发送 DHCP DISCOVER 报文：
- 目的 IP 地址为全一，源 IP 地址为全零
③：凡收到 DHCP DISCOVER 报文的 DHCP 服务器都发出 DHCP OFFER 报文，因此 DHCP 客户可能收到多个 DHCP OFFER 报文。
DHCP OFFER 报文：
- DHCP 服务器也是向全子网广播，目的 IP 地址为全一
- 包含：向客户推荐的 IP 地址、网络掩码、IP 地址租用期
④：客户从多个 DHCP OFFER 报文中选择一个，并向其所对应的 DHCP 服务器发送 DHCP REQUEST 报文。
DHCP REQUEST 报文：
- 目的 IP 地址为全一，源 IP 地址为全零
- 回显 DHCP OFFER 报文中的配置参数
⑤：被选择的 DHCP 服务器发送确认报文 DHCP ACK，客户从此进入已绑定状态，并可开始使用得到的临时 IP 地址了。
❥ 客户现在要根据服务器提供的租用期 T 设置两个计时器 T1 和 T2，它们的超时时间分别是 0.5T 和 0.875T。当到达超时时间时，客户就需要请求更新租用期。
⑥：租用期过了一半（T1 时间到），客户发送请求报文 DHCP REQUEST 要求更新租用期。
⑦：DHCP 服务器若不同意，则返回否认报文 DHCP NACK 。这时客户必须立即停止使用原来的 IP 地址，而必须重新申请 IP 地址，回到步骤 ② 。
⑧：DHCP 服务器若同意，则返回确认报文 DHCP ACK 。这时客户得到了新的租用期，需要重新设置计时器。
若 DHCP 服务器不响应步骤 ⑥ 的请求报文 DHCP REQUEST，则在租用期到 T2 时，客户必须重新发送请求报文 DHCP REQUEST（重复步骤 ⑥ ），然后又继续后面的步骤。
⑨：客户可以随时提前终止服务器所提供的租用期，这时只需向 DHCP 服务器发送释放报文 DHCP RELEASE 即可。
3、DHCP：C/S 场景
书上的后三个报文中还包含以下信息：
DHCP server ID： 223.1.2.5Q：为什么 DHCP REQUEST 仍采用广播方式？
A：因为客户收到了多个 DHCP OFFER，它需要一次性回绝掉其它的服务器。
4、DHCP：不仅获得 IP 地址
DHCP 分配的不仅仅是 IP 地址，还可分配：
- 网关路由器的 IP 地址
- DNS 服务器的 IP 地址
- 子网掩码
DNS 服务器通常设置有：
- 第一 DNS 服务器
- 第二 DNS 服务器：起备份作用
四、组织机构获取 IP 地址
Q：怎样获取 IP 地址中的网络号部分？
A：从 ISP 的地址空间中划分一块给申请者。
ISP 获得地址块的方法：从 ICANN 获取
ICANN 组织：http://www.icann.org/
- 分配 IP 地址
- 管理 DNS
- 分配域名
- 解决纠纷