© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 Chapter 4 IP 定址：分級式定址.

4 - 2 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 目標本章結束後，您將能夠：了解 IPv4 的位址與等級辨識 IP 位址的等級找出任一個 IP 位址所在的網路位址了解遮罩及其使用方式了解子網路及超網路

4 - 3 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 4.1 簡介本節所討論的主題包括：  位址空間  表示法在 TCP/IP 通訊協定組的 IP 層裡，用來辨識每台電腦的東西，稱為網際網路位址 ( Internet address ) 或 IP 位址 ( IP address ) 。 IP 位址是一個 32 位元的二進制數字，具有全域性，用來唯一的定義 Internet 上的一台電腦或一台路由器。所有 IP 位址都是唯一的。「唯一」是指一個位址只定義一個與 Internet 的連接 ( connection ) 。 Internet 上不可以有兩台裝置有著相同的 IP 位址。

4 - 4 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 一個 IP 位址為一個 32 位元的位址。請注意：

4 - 5 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 IP 位址是唯一的。請注意：

4 - 6 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 IPv4 的位址空間為 2 32 或 4,294,967,296 。請注意：

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4 - 8 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 1 解答我們將每個 8 位元的群組分別改成等效的十進制數字，並用英文句點加以隔開。 a)129.11.11.239 b)193.131.27.255 c)231.219.139.111 d)249.155.251.15 將下列 IP 位址從二進制表示法改為點式十進制表示法。 a)10000001 00001011 00001011 11101111 b)11000001 10000011 00011011 11111111 c)11100111 11011011 10001011 01101111 d)11111001 10011011 11111011 00001111

4 - 9 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 2 解答我們將每個十進制數字分別改成等效的二進制數字。 a)01101111 00111000 00101101 01001110 b)11011101 00100010 00000111 01010010 c)11110001 00001000 00111000 00001100 d)01001011 00101101 00100010 01001110 將下列 IP 位址從點式十進制表示法改為二進制表示法。 a)111.56.45.78 b)221.34.7.82 c)241.8.56.12 d)75.45.34.78

4 - 10 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 3 解答 a) 以點式十進制表示，數字前面不用加零 ( 045 ) 。 b)IP 位址不可以超過 4 個數字。 c) 以點式十進制表示，最大值為 255 ，但 301 大於 255 的範圍。 d) 不可以將二進制及點式十進制混合使用。將下列 IP 位址的錯誤找出來。 a)111.56.045.78 b)221.34.7.8.20 c)75.45.301.14 d)11100010.23.14.67

4 - 11 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 4 解答我們將每 4 個位元以其等效十六進制數字取代。注意十六進制表示法，通常不會加入空白或句點。不過，可以在前面加入 0X ( 或 0x ) 或以下標 16 說明數字為十六進制。 a)0X810B0BEF 或 810B0BEF 16 b)0XC1831BFF 或 C1831BFF 16 將下列 IP 位址從二進制表示法改為十六進制表示法。 a)10000001 00001011 00001011 11101111 b)11000001 10000011 00011011 11111111

4 - 12 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 4.2 分級式定址本節所討論的主題包括：  等級的分辨  網路代碼與主機代碼  等級和區塊  網路位址  足夠的資訊  遮罩  CIDR 表示法  位址耗盡 IP 位址在幾十年前開始時，使用等級 ( class ) 的觀念。這種架構稱為分級式定址 ( classful addressing ) 。在 1990 年代中期，一種新的架構稱為無級式定址 ( classless addressing ) 被提出來。這個架構最終將會取代原來的分級式架構。儘管部份的 Internet 依舊是使用分級式定址，但轉變程序進行的相當快。

4 - 17 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 5 我們如何證明等級 A 有 2,147,483,648 個位址。解答在等級 A 中，只有一個位元定義其等級。剩下的 31 個位元可以作為定址用。所以 2 31 ＝ 2,147,483,648 個位址。

4 - 18 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 6 解答見圖 4.4 的步驟。 a) 第一個位元 0 ，這是等級 A 位址。 b) 最前兩個位元為 1 ，第三個位元為 0 ，這是等級 C 位址。 c) 最前一個位元 0 ，第二個位元為 1 ，這是等級 B 位址。 d) 最前四個位元為 1 ，這是等級 E 位址。找出下列各位址的等級。 a) 00000001 00001011 00001011 11101111 b) 11000001 10000011 00011011 11111111 c) 10100111 11011011 10001011 01101111 d) 11110011 10011011 11111011 00001111

4 - 20 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 7 找出下列位址的等級。 a) 227.12.14.87 b) 193.14.56.22 c) 14.23.120.8 d) 252.5.15.111 e) 134.11.78.56 解答 a) 第一個位元組 227 ( 在 224 和 239 之間 ) ；等級是 D 。 b) 第一個位元組 193 ( 在 192 和 223 之間 ) ；等級是 C 。 c) 第一個位元組 14 ( 在 0 和 127 之間 ) ；等級是 A 。 d) 第一個位元組 252 ( 在 240 和 255 之間 ) ；等級是 E 。 e) 第一個位元組 134 ( 在 128 和 191 之間 ) ；等級是 B 。

4 - 21 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 8 在範例 5 ，我們證明等級 A 的位址有 2 31 個，如果改以點式十進制表示，要如何證明呢？解答等級 A 的位址範圍從 0.0.0.0 到 127.255.255.255 。我們必須證明這二個數值之差為 2,147,483,648 。這是一個很好的題目，因為它說明二個位址之間的範圍有多大。我們注意到，這是基底 ( base ) 為 256 的數字，每個位元組有一個權重。分別是：

4 - 22 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 8 ( 續 ) 要找出每個數目之整數值，我們將每個位元組乘以其權重：將上面第一個數字減第二個數字再加 1 ，我們得到 2,147,483,648 即 2 31 。

4 - 24 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 很多等級 A 的位址都被浪費掉。請注意：

4 - 27 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 不少等級 B 的位址都被浪費掉。請注意：

4 - 29 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 等級 C 的位址數目對大多數使用單位來講，可能都太少。請注意：

4 - 30 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 等級 D 的位址做為群播之用，只有一個區塊。請注意：

4 - 31 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 等級 E 的位址保留給特定之用途，但大部分的位址都被浪費掉了。請注意：

4 - 32 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 在分級式定址架構中，核給使用單位的位址，即為網路位址 ( 區塊的第一個位址 ) 。給予一個網路位址，我們可以從這個位址，自動推算出來網路的位址範圍。請注意：

4 - 33 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 9 解答這是等級 A 的位址，因為第一個位元組在 0 到 127 之間。區塊的 Netid 為 17 ，位址範圍從 17.0.0.0 到 17.255.255.255 。給予網路位址 17.0.0.0 ，找出其等級、區塊、與位址範圍。

4 - 34 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 10 解答這是等級 B 的位址，因為第一個位元組在 128 到 191 之間。區塊的 Netid 為 132.21 ，位址範圍從 132.21.0.0 到 132.21.255.255 。給予網路位址 132.21.0.0 ，找出其等級、區塊、與位址範圍。

4 - 35 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 11 解答這是等級 C 的位址，因為第一個位元組在 192 到 223 之間。區塊的 Netid 為 220.34.76 ，位址範圍從 220.34.76.0 到 220.34.76.255 。給予網路位址 220.34.76.0 ，找出其等級、區塊、與位址範圍。

4 - 39 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 網路位址為每一個區塊的起始位址，可藉由預設遮罩而獲得 ( 包括它自己 ) 。它保留了區塊的 Netid ，並且將 Hostid 設為 0 。請注意：

4 - 40 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 12 解答預設遮罩為 255.0.0.0 ，表示第一個位元組被保留，其他三個位元組則設為 0 。所以網路位址為 23.0.0.0 。給予位址 23.56.7.91 ，找出其區塊起始位址 ( 網路位址 ) 。

4 - 41 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 13 解答預設遮罩為 255.255.0.0 ，表示前二個位元組被保留，其他二個位元組則設為 0 。所以網路位址為 132.6.0.0 。給予位址 132.6.17.85 ，找出其區塊起始位址 ( 網路位址 ) 。

4 - 42 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 14 解答預設遮罩為 255.255.255.0 ，表示前三個位元組被保留，剩下一個位元組則設為 0 。所以網路位址為 201.180.56.0 。給予位址 201.180.56.5 ，找出其區塊起始位址 ( 網路位址 ) 。

4 - 43 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 注意，我們不可以將某一等級的預設遮罩，用到屬於其他等級的位址。請注意：

4 - 44 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 4.3 其他議題在本節中，我們介紹其他與定址相關的議題，特別是有關分級式定址的議題。本節所討論的主題包括：  多重位址裝置  IP 是地點，不是名字  特殊位址  私有位址  單點傳播、群播及廣播位址

4 - 58 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 4.4 子網路化與超網路化在前一節，我們討論到分級式定址的相關問題，尤其是剩下來可供申請的網路位址幾乎耗盡。然而，還有很多組織單位想要連上 Internet 。在本節中，我們會介紹二種解決方法：子網路化 ( subnetting ) 與超網路化 ( supernetting ) 。本節所討論的主題包括：  子網路化  超網路化  超網路遮罩  陳舊過時

4 - 65 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 範例 15 解答將位址與子網路遮罩做 AND 運算所以子網路位址為 200.45.32.0 。如果目的位址為 200.45.34.56 ，子網路遮罩為 255.255.240.0 ，則子網路位址為何？

4 - 68 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2006© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2007 實現子網路時，我們需要子網路的第一個位址與子網路遮罩以定義該子網路的位址範圍。實現超網路時，我們需要超網路的第一個位址與超網路遮罩以定義該超網路的位址範圍。請注意：

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