工单任务1 规划网络IP地址
一、工作准备
做一做
右击“网络”属性，找到“本地连接”，右击属性，选择“常规”标签中的“TCP/IP协议”，TCP/IP属性参数设置如图1-1所示。
图1-1 TCP/IP属性参数设置
想一想
1.图1-1中给出的IP地址是什么类型？它的网络地址和主机地址各是多少？
2.图1-1中计算机的子网掩码是多少？如果将该计算机的子网掩码修改为255.255.255.240，那么该主机的网络地址和主机地址又各是多少？
填一填
某网络科技公司有技术部、市场部、客服部和财务部4个部门，网络管理员使用内网地址192.168.10.0/24将各个部门划分成4个相互独立的逻辑子网。请回答以下问题。
①该公司申请的IP地址为__________类地址。
②该公司内部网络的子网掩码应设置为__________。
③经理室的IP地址范围为210.85.31.17～__________。
二、任务描述
任务场景
某公司有生产部、技术部、销售部、人事部和财务部5个部门，每个部门有2台计算机。现需组建内部网络，公司向ISP申请的网络地址为210.85.31.0，为了提高网络性能，将各个部门划分成相互独立的逻辑子网，要求生产部的计算机处于子网1中，技术部的计算机处于子网2中，依次类推，最后财务部的计算机处于子网5中，如图1-2所示。
施工拓扑
施工拓扑图如图1-2所示。
图1-2 施工拓扑图
设备环境
本实验采用Packet Tracer进行实验，使用交换机型号为Switch-2960，数量为1台，计算机10台。
三、任务实施
（1）使用Packet Tracer模拟器搭建拓扑结构图，交换机型号为Switch-2960。
（2）规划各主机的IP地址。选取每个部门中第一个和最后一个IP地址分配给图1-2中各主机。填写表1-1。
表1-1 IP地址分配表
（3）测试。在生产部的PC1中与同一部门的PC2进行连通性测试。
图1-3说明两台计算机之间实现了测试连接。
写一写
测试PC1与技术部的PC3之间的连通性，观察是否能够连通。写出两台计算机进行连通性测试的结果。
图1-3 连通性测试
（4）实验结论。
四、任务评价
五、相关知识
1.IP地址的格式
从地址10001110.01011111.00010101.10001000中可以看出：①它由32位的无符号二进制数组成；②用×.×.×.×表示，每个×为8位，对应的十进制取值为0～255。所以上述地址用十进制表示为142.47.21.136。
IP地址可以分为网络地址和主机地址两部分，如图1-4所示。
图1-4 IP地址的组成
其中网络地址用来标识一个物理网络，主机地址用来标识这个网络中的一台主机。
地址的结构使IP网络的寻址分两步进行：①先按地址中的网络ID（Net-ID）把网络找到；②再按主机地址中的主机ID（Host-ID）把主机找到。
2.IP地址的类型
如图1-5所示，IP地址分为5类，即A～E类。
当遇到二进制形式的IP地址时，可以根据图1-5所示的方法，即采用二进制“特征位”的方法来判断IP地址的类型，同时获得其他相关信息，但多数情况下看到的IP地址并非二进制的，而是十进制的，这时可以采用表1-2中十进制的形式快速判断IP地址的类型并获得其他相关信息。
图1-5 IP地址的分类
表1-2 A～C类IP地址知识汇总表
3.特殊的地址（保留和限制使用的地址）
在地址中有一些地址被赋予特殊的作用，该类地址不分配给单个主机。特殊形式的地址如表1-3所示。
表1-3 特殊的IP地址
续表
由表1-3可知，主机地址全为0，表示该地址不分配给单个主机，而是指网络本身；主机地址全为1，表示定向广播地址；网络地址全为1，表示回送地址，用于网络软件测试和本地进程间通信。
4.掩码的编码及应用
（1）编码方法。掩码的对应于IP地址的网络ID的所有位都设为“1”，掩码的对应于主机ID的所有位都设为“0”。
（2）默认掩码。只要知道了IP地址中网络ID和主机ID的占位情况，就可以快速地算出对应IP地址所对应的掩码。根据已经分析过的A、B、C三类IP地址的网络ID和主机ID的占位情况，就可以计算出A、B、C三类网络默认的子网掩码，如图1-6所示。
由图1-6可知，掩码中连续为“1”的部分定位网络号，连续为“0”的部分定位主机号。
（3）利用IP地址和掩码定位设备所在网络。若已知设备的IP地址与其掩码，能否定位该设备所在的网络？答案是肯定的。方法为：将二者做与操作就能确定设备所在的网络，即IP地址AND MASK=Net-ID。该方法对于未做子网划分和做过子网划分的情况均适用。
5.理解子网划分的原理（运用子网掩码划分子网）
（1）分析子网分割的原理（图1-7）。
图1-6 A、B、C三类网络默认的子网掩码
图1-7 子网分割的原理
①将主机ID进一步划分为子网ID和主机ID。
②通过子网掩码来区分IP地址的网络部分和主机部分。
根据新的网络ID及主机ID，可以算出子网划分后对应的子网掩码（Sub-Mask），如图1-8所示。
图1-8 子网掩码的借位
【备注】子网分割，即把原来的主机地址部分的高位部分分割成子网号，其余位作为主机号。因此，子网分割以后的IP地址的组成为：网络地址+子网地址+主机地址。
（2）子网掩码的表示方法。从图1-9中可以看到未做子网划分时的子网掩码和做子网划分后的子网掩码的表示。
图1-9 子网划分后的掩码
【备注】
“/16” 表示子网掩码有16位，也就是255.255.0.0。
“/24” 表示子网掩码有24位，也就是255.255.255.0。
（3）厘清子网划分的借位原则。
①从主机ID高位起划分子网。
②借位连续。
③至少要借两个二进制位。
④子网ID不能全为0。
⑤子网ID不能全为1。
（4）运用子网掩码计算子网划分后的网络ID。利用IP地址和掩码能定位设备所在网络，即网络ID，IP地址AND MASK=Net-ID。
示例如图1-10所示。
图1-10 示例
划分子网后，可以通过图1-9所示的方法获得IP地址所在的子网。
（5）确定子网划分后的广播地址。子网划分以后，每个子网都有自己的广播地址，可以同时向同一子网所有主机发送报文。如图1-11所示，网络169.10.0.0被划分成4个子网，即169.10.1.0、169.10.2.0、169.10.3.0和169.10.4.0。
图1-11 网络169.10.0.0
6.ping命令介绍
（1）ping命令的原理。本机创建一个数据包发送给（ping对象）目标IP，目标接收后，返回给本机一个完全一样的数据包。
（2）ping命令的作用。根据ping命令的原理，ping命令常用于检查本地与目标服务器之间的网络是否畅通。
（3）ping命令参数详解（DOS命令输入ping后，按Enter键即可调出参数列表）。
①ping-t IP或域名：一直ping下去。按Ctrl+Break组合键会统计当前ping的发包数、接包数、丢包数、最长时间、最短时间、平均时间；若要停止，按Ctrl+C组合键停止ping命令发包。
②ping-a IP或域名：将地址解析成主机名（昵称）。
③ping-n count IP或域名：要发送的回显请求数，count为正整数，发送数据包的数量。
④ping-l size IP或域名：发送缓冲区大小，size为发送数据包的大小，单位为字节，范围为0～65 500。
⑤ping-i TTL IP或域名：数据包生存周期（0～255），数据包传输过程中的经过节点数量，若超过该数量，则放弃该数据包。
（4）ping命令的测试：
在测试中，“字节=32”表示ICMP报文中有32个字节的测试数据，“时间=”是往返时间。“已发送”表示发送了多少个包、“已接收”表示收到了多少个包、“丢失”表示丢包率是多少。来回时间小于4 ms，丢包为0，网络状态就算良好了。
六、课后练习
1.192.168.1.0/24使用掩码255.255.255.240划分子网，其可用子网数为（ ），每个子网内可用主机地址数为（ ）。
A.14；14 B.16；14 C.254；6 D.14；62
2.子网掩码为255.255.0.0，下列IP地址不在同一网段中的是（ ）。
A.172.25.15.201 B.172.25.16.15 C.172.16.25.16 D.172.25.201.15
3.B类地址子网掩码为255.255.255.248，则每个子网内可用主机地址数为（ ）。
A.10 B.8 C.6 D.4
4.对于C类IP地址，子网掩码为255.255.255.248，则能提供子网数为（ ）。
A.16 B.32 C.30 D.128