计算机网络技术与应用第03章-网络体系结构课件.ppt

1、结结 束束3.1 3.1 网络体系结构的概念网络体系结构的概念3.2 3.2 分层结构设计的基本思想分层结构设计的基本思想3.3 OSI3.3 OSI参考模型参考模型3.4 TCP/IP3.4 TCP/IP参考模型参考模型3.5 OSI3.5 OSI模型与模型与TCP/IPTCP/IP模型的比较模型的比较3.6 IP3.6 IP地址地址3.7 3.7 子网掩码子网掩码3.8 3.8 新一代网络协议新一代网络协议IPv6IPv63.9 3.9 域名系统域名系统3.10 Internet3.10 Internet提供的基本服务提供的基本服务第三章第三章 网络体系结构网络体系结构11.1.网络协议的

2、定义网络协议的定义3.1 3.1 网络体系结构的概念网络体系结构的概念在两个实体间控制数据交换规则的集合在两个实体间控制数据交换规则的集合通信内容通信内容(what)(what)通信形式通信形式(how)(how)通信时间通信时间(when)(when)2什么是协议什么是协议你好你好你好你好几点？几点？3:00TCP connection requestTCP connection replyGet http:/ 语法语法(Syntax)(Syntax)2.2.协议的三要素协议的三要素 时序时序(timing)(timing)传输速率匹配和先后顺序。即对事件实现顺序传输速率匹配和先后顺序。即对

3、事件实现顺序的详细说明的详细说明用于协调和差错处理的控制信息。即需要发用于协调和差错处理的控制信息。即需要发出何种控制信息及完成的动作与做出的响应出何种控制信息及完成的动作与做出的响应 语义语义(Semantics)(Semantics)数据格式、编码和信号电平等。即用户数数据格式、编码和信号电平等。即用户数据与控制信息的结构和格式据与控制信息的结构和格式43.2 3.2 分层结构设计的基本思想分层结构设计的基本思想 购买机票购买机票 投诉投诉(如晚点如晚点)检查行李检查行李 认领行李认领行李 登机登机 出口出口 起飞起飞 降落降落如何描述民航系统？如何描述民航系统？票务票务行李行李门口门口起

4、起/降降飞行飞行5在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上层加以屏蔽。的细节对上层加以屏蔽。1.协议分层协议分层 基本思想基本思想分层的目的分层的目的减少协议设计的复杂性减少协议设计的复杂性6每一相邻层间有一个接口，该接口定义下层向上层提供的每一相邻层间有一个接口，该接口定义下层向上层提供的原语操作和服务。原语操作和服务。第第n n层协议层协议一台机器上的第一台机器上的第n n层与另一台机器上的第层与另一台机器上的第n n层进行通话，通层进行通话，通话中采用的规则和

5、约定。话中采用的规则和约定。对等实体对等实体(peers)(peers)不同机器中组成相应协议层的实体。不同机器中组成相应协议层的实体。接口接口(interface)(interface)7第第5 5层层第第5 5层层第第5 5层协议层协议第第4 4层层第第4 4层层第第4 4层协议层协议第第3 3层层第第3 3层层第第3 3层协议层协议第第2 2层层第第2 2层层第第2 2层协议层协议第第1 1层层第第1 1层层第第1 1层协议层协议物理媒体物理媒体 水平通信水平通信（虚通信）（虚通信）对等实体进行对等实体进行的通信。的通信。垂直通信垂直通信(实际通信实际通信)相邻层进行相邻层进行的通信。的

6、通信。4/54/5层接层接口口 3/43/4层接层接口口2/32/3层接层接口口1/21/2层接层接口口图图3-1 3-1 层，协议和接口层，协议和接口主机主机1 1主机主机2 28MMM1M2H4H4H3H3H2H2T2T2M1H4H3M2H3MMM1M2H4H4H3H3H2H2T2T2M1H4H3M2H3主机主机1主机主机2 2第第5 5层协议层协议第第4 4层协议层协议第第3 3层协议层协议第第2 2层协议层协议图图3-2 3-2 支持五层虚拟通信的例子支持五层虚拟通信的例子92.2.网络的体系结构的定义网络的体系结构的定义为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功为了完成计算机间

7、的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务。将这样的层次结构模型和通信协相邻层之间的接口和服务。将这样的层次结构模型和通信协议统称为网络体系结构。议统称为网络体系结构。层和协议的集合被称为网络体系结构层和协议的集合被称为网络体系结构103.3.服务与协议的关系服务与协议的关系 服务服务各层向它上层提供的一组原语（操作）各层向它上层提供的一组原语（操作）服务定义了两层之间的接口服务定义了两层之间的接口 协议协议同层对等实体之间交换的帧，分组和报文的同层对等实体之间交换的帧，分组和报

8、文的格式格式及意义的一组规则及意义的一组规则 服务与协议分离服务与协议分离只要不改变提供给用户的服务，只要不改变提供给用户的服务，实体可以任意改变它们的协议实体可以任意改变它们的协议11 1.1.各层之间是独立的各层之间是独立的 某层不需知道下一层如何实现，仅知道该层通过层间的接口某层不需知道下一层如何实现，仅知道该层通过层间的接口所提供的服务所提供的服务 每层功能独立，可将复杂问题分解为若干容易处理的小问题每层功能独立，可将复杂问题分解为若干容易处理的小问题 2.2.灵活性好灵活性好 当某层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，这层以上当某层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，这层以上或以

9、下各层不受影响或以下各层不受影响 对某层提供的服务可进行修改对某层提供的服务可进行修改4.网络层次结构的优点网络层次结构的优点12 3.3.结构上可分割开结构上可分割开 各层都可采用最合适的技术来实现各层都可采用最合适的技术来实现4.4.易于实现和维护易于实现和维护 系统被分解为若干个相对独立的子系统使得实现和系统被分解为若干个相对独立的子系统使得实现和 调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理5.5.能促进标准化工作能促进标准化工作 每一层的功能及其提供的服务都已有精确的说明每一层的功能及其提供的服务都已有精确的说明133.3 OSI3.3 OSI参考模型

10、参考模型 OSI(Open System Interconnection Reference OSI(Open System Interconnection Reference Model)Model)ISO ISO制定的关于开放系统互连的参考模型。制定的关于开放系统互连的参考模型。开放系统开放系统 为了与其它系统通信而相互开放的系统。为了与其它系统通信而相互开放的系统。14根据不同抽象层次的需要进行分层根据不同抽象层次的需要进行分层每一层应当实现一个明确定义的功能每一层应当实现一个明确定义的功能每一层功能的选择应当有助于制定网络协议的国际标准每一层功能的选择应当有助于制定网络协议的国际标准各

11、层界面的选择应尽量减少横跨接口的信息量各层界面的选择应尽量减少横跨接口的信息量层数应足够多，避免不同功能混杂在同一层，但也不能层数应足够多，避免不同功能混杂在同一层，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大太多，否则体系结构会过于庞大 OSIOSI模型的分层原则模型的分层原则15会话层会话层应用协议应用协议传输层传输层网络层网络层数据链路数据链路物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路数据链路物理层物理层应用层应用层表示层表示层表示协议表示协议会话协议会话协议传输协议传输协议网络层网络层数据链路数据链路物理层物理层网络层网络层数据链路数据链路物理层物理层主机

12、主机A A主机主机B B网络层主网络层主机机-路由路由器协议器协议packetpacket数据链路数据链路层主机层主机-路由器协路由器协议议frameframebitsbits图图3-3 OSI 3-3 OSI 参考模型参考模型物理层主物理层主机机-路由路由器协议器协议通信子网边界通信子网边界16数据比特的发送和接收，数据传输率。数据比特的发送和接收，数据传输率。物理连接的建立、保持与释放。物理连接的建立、保持与释放。定义媒体的机械、电气参数及规格。定义媒体的机械、电气参数及规格。1.物理层物理层(physical layer)例：例：ISOISO：ISO2110ISO2110，2593259

13、3，49024902，49034903等等CCITTCCITT：v.24v.24、x.21x.21、x.22x.22、x.24x.24等等用多少伏特电压代表用多少伏特电压代表“1”1”和和“0”0”一个比特持续多少微秒一个比特持续多少微秒传输是否在两个方向上进行传输是否在两个方向上进行连接如何建立及如何终止连接如何建立及如何终止网络连接器有多少针网络连接器有多少针 基本功能：基本功能：利用物理传输介质为数据链路层提利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送比特流。供物理连接，以便透明地传送比特流。172.2.数据链路层数据链路层(Data Link Layer)(Data Lin

14、k Layer)建立、保持和释放数据链路建立、保持和释放数据链路成帧和拆帧成帧和拆帧(同步链路同步链路)差错控制差错控制(检错和纠错检错和纠错)流量控制流量控制(停止等待，滑动窗口停止等待，滑动窗口)链路管理链路管理 基本功能：基本功能：在通信的实体之间建立数据链路连接，在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。例：例：面向字符的协议面向字符的协议(ISO 1754(ISO 1754、IBM BSCIBM BSC、DEC DDCMP)D

15、EC DDCMP)面向比特的协议面向比特的协议(ISO HDLC(ISO HDLC、IBM SDLCIBM SDLC、ANSI ADCCP)ANSI ADCCP)183.3.网络层网络层(Network Layer)(Network Layer)基本功能基本功能:通过路由算法，为分组通过通信子网通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现路由选择、拥选择最适当的路径。网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等功能。塞控制与网络互连等功能。路由选择路由选择(自适应自适应/非适应非适应)网络互联网络互联(源路由源路由/透明透明)拥塞控制拥塞控制记帐记帐例：例：CCITTCCITT

16、：X.25X.25 TCP/IP TCP/IP：IPIP194.4.传输层传输层(Transport Layer)(Transport Layer)基本功能基本功能:负责端到端结点间数据传输和控制功能负责端到端结点间数据传输和控制功能向高层屏蔽了下层数据通信的细节向高层屏蔽了下层数据通信的细节顺序性顺序性/组装组装传输连接的建立和释放传输连接的建立和释放差错控制差错控制提供可靠透明的数据传输提供可靠透明的数据传输例：例：ISOISO：Class0Class4Class0Class4 TCP/IP TCP/IP：TCPTCP205.5.会话层会话层(Session Layer)(Session

17、Layer)管理对话管理对话令牌管理令牌管理(Token management)(Token management)同步同步(synchronization)(synchronization)基本功能基本功能:在两个结点之间建立、维护和释放在两个结点之间建立、维护和释放面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传输保证会话数据可靠传输21数据表示数据表示(ASCII(ASCII，EBCDCEBCDC，ASNI)ASNI)数据压缩数据压缩数据加密数据加密(私用私用/公共密钥系统公共密钥系统)6.6.表示层表示层(Presentation La

18、yer)(Presentation Layer)这是异种机、异种操作系统连网的关键层。这是异种机、异种操作系统连网的关键层。基本功能基本功能:负责处理在两个通信系统中交换信息的表示方式负责处理在两个通信系统中交换信息的表示方式 227.7.应用层应用层(Application Layer)(Application Layer)网络的完整透明性网络的完整透明性操作用户源的物理配置操作用户源的物理配置应用管理应用管理系统管理系统管理分布式信息服务分布式信息服务 基本功能基本功能:确定进程之间通信的性质以满足用户的需要确定进程之间通信的性质以满足用户的需要 例：例：HTTP、FTP、TELNET、E

19、-mail23表表3-1 OSI 3-1 OSI 参考模型中各层的主要功能参考模型中各层的主要功能层层 次次数据单位数据单位功功 能能物理层物理层比特比特利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送比特流。地传送比特流。数据链路数据链路层层帧帧在物理层提供比特流传输服务的基础上，在通信的实体之在物理层提供比特流传输服务的基础上，在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变成无

20、差错的数据链路。数据链路。网络层网络层分组（包）分组（包）通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等功能网络层要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等功能传输层传输层报文报文负责主机中两个进程之间的通信。它向高层屏蔽了下层数负责主机中两个进程之间的通信。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一据通信的细节，因而是计算机通信体系结构中最关键的一层层会话层会话层报文报文组织两个远程系统建立通信会话，并管理数据的交换组织两个远程系统建立通信会话，并管理数据的交换表示层表示层报

21、文报文处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能应用层应用层报文报文确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要24 TCP/IPTCP/IP是指传输控制协议是指传输控制协议(Transmission Control Protocol)(Transmission Control Protocol)和和网际协议网际协议(Internet Protocol)(Internet Protocol)簇。簇。3.4.1

22、TCP/IP3.4.1 TCP/IP参考模型与协议的发展过程参考模型与协议的发展过程 1969年：美国国防部建立年：美国国防部建立 ARPANETARPANET，使用网络控制协议使用网络控制协议(NCP)1973年：引进传输控制协议年：引进传输控制协议(TCP)1981年：引进了网际协议年：引进了网际协议(IP)1982年：年：TCP和和IP被标准化成为被标准化成为TCP/IP协议组，协议组，并在并在1983年取代年取代ARPANETARPANET上的上的NCP 1983年：加入了灵活的通信和信息共享年：加入了灵活的通信和信息共享,成为大学和政府部门的标准成为大学和政府部门的标准 作为一个标准

23、组件被包含到柏克利标准发行中心作为一个标准组件被包含到柏克利标准发行中心UNIX的实现中的实现中 3.4 TCP/IP3.4 TCP/IP参考模型参考模型25 TCP/IPTCP/IP协议特点：协议特点：1.1.开放的协议标准开放的协议标准免费使用，独立于特定的计算机免费使用，独立于特定的计算机硬件与操作系统；硬件与操作系统；2.2.独立于特定的网络硬件独立于特定的网络硬件可以运行在局域网、广域可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中；网，更适用于互连网中；3.3.统一的网络地址分配方案统一的网络地址分配方案整个整个TCP/IPTCP/IP设备在网中设备在网中都具有唯一的地址；都具有唯一的地

24、址；4.4.标准化的高层协议标准化的高层协议提供多种可靠的用户服务提供多种可靠的用户服务263.4.2 3.4.2 TCP/IP协议体系结构与层次协议体系结构与层次应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层网际层网际层网络接口层网络接口层OSITCP/IP表表3-2 TCP/IP与与OSI体系结构的关系体系结构的关系应用层应用层271.1.网络接口层网络接口层 主要功能主要功能通过网络发送和接受通过网络发送和接受IPIP数据报数据报 协议协议TCP/IPTCP/IP并没有定义网络接口层协议，允许主机并没有定义网络接口层协议，允许主机

25、连入网络时使用多种现成的协议（如局域网协连入网络时使用多种现成的协议（如局域网协议），以适应各种网络类型。议），以适应各种网络类型。28处理来自传输层的分组发送请求处理来自传输层的分组发送请求处理接受的数据报处理接受的数据报处理互联的路径、流控与拥塞问题处理互联的路径、流控与拥塞问题2.2.网际层网际层 主要功能主要功能 协议协议 IP IP 网际协议网际协议 ICMP ICMP 因特网控制报文协议因特网控制报文协议 ARP ARP 地址解析协议地址解析协议 RARP RARP 逆地址解析协议逆地址解析协议29提供端端的数据传送服务提供端端的数据传送服务3.3.传输层传输层 主要功能主要功能

26、协议协议 传输控制协议传输控制协议 TCPTCP 可靠的面向连接可靠的面向连接的协议，允许的协议，允许将一台主机的字节流（将一台主机的字节流（Byte StreamByte Stream）无差错无差错地传送到目的地传送到目的主机。主机。用户数据报协议用户数据报协议 UDPUDP 不可靠的无连接不可靠的无连接协议，主要协议，主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查与排用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查与排序由应用层完成。序由应用层完成。30 网络终端网络终端(TELNET)(TELNET)协议：协议：实现互联网中远程登录功能实现互联网中远程登录功能 文件传输协议文件传输

27、协议(FTP)(FTP)：实现互联网中交互式文件传输功能实现互联网中交互式文件传输功能 简单邮件传输协议简单邮件传输协议(SMTP)(SMTP)：实现互联网中电子邮件传送实现互联网中电子邮件传送 域名服务域名服务(DNS)(DNS)：实现实现网络设备名字到网络设备名字到IPIP地址映射地址映射 简单网络管理协议简单网络管理协议(SNMP)(SNMP)：管理程序和代理程序之间的通信服务管理程序和代理程序之间的通信服务 超文本传输协议超文本传输协议(HTTP)(HTTP)：用于用于WWWWWW服务服务 4.4.应用层应用层IPTCPFTPHTTP SMTPTELNETSNMPUDPICMP OSP

28、F图图3-4 TCP/IP3-4 TCP/IP协议协议31应用层协议可以分为以下三类应用层协议可以分为以下三类：(1)(1)依赖于面向连接的依赖于面向连接的TCPTCP协议：网络终端协议协议：网络终端协议TELNETTELNET、电子邮件协议、电子邮件协议SMTPSMTP、文件传送协议、文件传送协议FTPFTP(2)(2)依赖于无连接的依赖于无连接的UDPUDP协议：简单网络管理协议协议：简单网络管理协议 SNMPSNMP、简单文件传输协议、简单文件传输协议FTPFTP(3)(3)既可依赖于既可依赖于TCPTCP协议，也可依赖于协议，也可依赖于UDPUDP协议：协议：域名服务域名服务DNSDN

29、S等等323.5 OSI3.5 OSI参考模型与参考模型与TCPTCPIPIP参考模型的比较参考模型的比较 7 物理层物理层 6 数据链路层数据链路层 4 传输层传输层 5 网络层网络层 3 会话层会话层 2 表示层表示层 1 应用层应用层网络接口层网络接口层传输层传输层TCP,UDP网际层网际层IP应用层应用层（各种应用层协议如（各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等）等）OSIOSI模型有模型有7 7层，层，TCP/IPTCP/IP结构只有结构只有4 4层层33基于独立的协议栈的概念基于独立的协议栈的概念采用了层次结构的概念，层的功能也大体相似采用了层次结构的概念，层的功能也大体

30、相似在传输层中二者定义了相似的功能。在传输层中二者定义了相似的功能。1、OSI参考模型与参考模型与TCPIP参考模型的相同点：参考模型的相同点：34 OSIOSI引入了服务、接口、协议的概念，引入了服务、接口、协议的概念，TCP/IPTCP/IP则没有，但他正则没有，但他正是借鉴了是借鉴了OSIOSI的这些概念建模的。的这些概念建模的。OSIOSI先有模型，后有协议，先有模型，后有协议，TCP/IPTCP/IP则相反。则相反。OSIOSI先有标准后实践，先有标准后实践，TCP/IPTCP/IP则相反。则相反。OSIOSI太复杂，太复杂，TCP/IPTCP/IP简单却并不全面。简单却并不全面。分

31、层不同，分层不同，OSIOSI模型有模型有7 7层，层，TCP/IPTCP/IP模型有模型有4 4层层OSIOSI在网络层提供无连接和连接两种服务，而在传输层只提供连在网络层提供无连接和连接两种服务，而在传输层只提供连接服务。接服务。TCP/IPTCP/IP的网络层为无连接，而传输层提供无连接和连接的网络层为无连接，而传输层提供无连接和连接两种服务。两种服务。2、OSI参考模型与参考模型与TCPIP参考模型的区别：参考模型的区别：353.6 IP地址地址 Internet地址能够唯一地确定地址能够唯一地确定Internet上每台计算机与每个上每台计算机与每个用户的位置。用户的位置。Intern

32、et上的计算机地址有两种表示形式：上的计算机地址有两种表示形式：IP地址地址 域名域名 1、IP地址结构地址结构 分层结构：分层结构：网络地址网络地址|主机地址主机地址 网络地址：用来标识一个网络，即网络地址：用来标识一个网络，即网络号网络号(Net ID)(Net ID)。主机地址：用来标识这个网络上的某一台主机，即主机地址：用来标识这个网络上的某一台主机，即主主 机号机号(Host ID)(Host ID)。36图图3-5 IP3-5 IP地址的结构地址的结构IPIP地址长度：地址长度：3232位位点分十进制地址格式：点分十进制地址格式：X.X.X.XX.X.X.X 每个每个X X为为8

33、8位二进制，对应的十进制值为位二进制，对应的十进制值为0-2550-25532 Bits32 Bits网络号网络号主机号主机号00000000-11111111(00000000-11111111(二进制二进制)0-255()0-255(十进十进制制)3732 Bits网络号网络号主机号主机号8 Bits 8 Bits8 Bits8 Bits10101100000100001100110001111010172.16.122.204172.16.122.204图图3-6 IP3-6 IP地址的例子地址的例子382、IP地址的分类地址的分类 根据不同的取值范围，根据不同的取值范围，IP地址可以分

34、为五类地址可以分为五类 IP地址中的前地址中的前1-5位用于标识位用于标识IP地址的类别：地址的类别：A类地址的第一位为类地址的第一位为“0”；B类地址的前两位为类地址的前两位为“10”；C类地址的前三位为类地址的前三位为“110”；D类地址的前四位为类地址的前四位为“1110”；E类地址的前五位为类地址的前五位为“11110”其中其中A类、类、B类与类与C类地址为基本的类地址为基本的IP地址地址39网络号网络号主机号主机号0 0A A类地址类地址E E类地址类地址D D类地址类地址C C类地址类地址B B类地址类地址1 10 0网络号网络号0 07 7 8 831311515 1616232

35、3 2424主机号主机号1 11 10 0网络号网络号主机号主机号1 11 1 0 01 11 11 1 0 01 11 1组播地址组播地址保留保留图图3-7 IP3-7 IP地址格式地址格式40A A类类IPIP地址地址 7bit 24bit7bit 24bitn网络地址空间长度为网络地址空间长度为7 7位，主机地址空间长度为位，主机地址空间长度为2424位；位；n网络地址空间长度为网络地址空间长度为7 7位，允许有位，允许有126126个不同的个不同的A A类网络类网络(网网络地址的络地址的0 0和和127127保留用于特殊目的保留用于特殊目的)；nA A类地址是从：类地址是从：1.0.0

36、.1.0.0.1 112126 6.255.255.25.255.255.254 4；n主机地址空间长度为主机地址空间长度为2424位，每个位，每个A A类网络的主机地址数多达类网络的主机地址数多达16,000,00016,000,000个；个；nA A类类IPIP地址结构适用于有大量主机的大型网络。地址结构适用于有大量主机的大型网络。0networkhost41B B类类IPIP地址地址 14bit 16bit14bit 16bitn网络地址空间长度为网络地址空间长度为1414位，主机地址空间长度为位，主机地址空间长度为1616位；位；nB B类类IPIP地址是从：地址是从：128.0.0.

37、128.0.0.1 1191.255.255.25191.255.255.254 4；n网络地址空间长度为网络地址空间长度为1414位，允许有位，允许有1638416384个不同的个不同的B B类网络；类网络；n主机地址空间长度为主机地址空间长度为1616位，每个位，每个B B类网络的主机地址数多达类网络的主机地址数多达655365534 4个；个；nB B类类IPIP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等。地址适用于一些国际性大公司与政府机构等。10networkhost42C C类类IPIP地址地址 21bit 8bit21bit 8bitn网络地址空间长度为网络地址空间长度为2121位，

38、主机地址空间长度为位，主机地址空间长度为8 8位；位；nC C类类IPIP地址是从：地址是从：192.0.0.192.0.0.1 1223.255.255.25223.255.255.254 4；n网络地址空间长度为网络地址空间长度为2121位，允许有位，允许有2,000,0002,000,000个不同的个不同的C C类网络；类网络；n主机地址空间长度为主机地址空间长度为8 8位，每个位，每个C C类网络的主机地址数最类网络的主机地址数最多为多为25254 4个；个；nC C类类IPIP地址特别适用于一些小公司与普通的研究机构地址特别适用于一些小公司与普通的研究机构。110networkhos

39、t43（4）D类类IP地址地址 不标识网络，它是：不标识网络，它是：224.0.0.0239.255.255.255。D类类IP地址用于其它特殊的用途，如多目的地址地址用于其它特殊的用途，如多目的地址（5）E类类IP地址地址 暂时保留，它是：暂时保留，它是：240.0.0.0255.255.255.255。E类地址用于某些实验和将来使用。类地址用于某些实验和将来使用。44n使用使用点分十进制点分十进制编址识别是编址识别是IP地址类型地址类型 “15.0.0.0”：是：是A类地址类地址(第一个十进制数第一个十进制数“15”）；）；“130.22.0.5”：是是B类地址；类地址；“195.0.48

40、.66”：是：是C类地址。类地址。n Internet 上上 最最 高高 一一 级级 的的 维维 护护 机机 构构 为为 网络信网络信息中心息中心 NIC （Network Information Center）。它负责分配最高级的）。它负责分配最高级的IP地址，授权给下地址，授权给下一级的申请成为一级的申请成为Internet网点的网络管理中心，每网点的网络管理中心，每个网点组成一个自治系统（即自治域系统）个网点组成一个自治系统（即自治域系统）。45特殊特殊IPIP地址地址回送地址回送地址 主机将主机将IPIP数据报回传自身的地址，数据报回传自身的地址，IPIP地址第一个字节为地址第一个字节

41、为127127 例：回送地址为例：回送地址为127.0.0.1127.0.0.1网络地址网络地址 主机地址部分全部定义为主机地址部分全部定义为“0”0”，用于区分网络，用于区分网络 例：主机例：主机212.111.44.136212.111.44.136所在网络的地址为所在网络的地址为212.111.44.0212.111.44.0广播地址广播地址 主机地址部分为全主机地址部分为全“1”1”，用于向某个网络的所有主机广播，用于向某个网络的所有主机广播 例：主机例：主机212.111.44.136212.111.44.136所在网络的广播地址为所在网络的广播地址为212.111.44.25521

42、2.111.44.255本地广播本地广播 用于向本网中所有主机发送广播用于向本网中所有主机发送广播 IPIP地址为地址为255.255.255.255255.255.255.255463.7 3.7 子网掩码子网掩码1 1子网划分子网划分 出于管理，性能和安全方面的考虑，许多单出于管理，性能和安全方面的考虑，许多单位把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由位把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器把它们联接起来器把它们联接起来 A A类或类或B B类的地址空间太大，以致于在单一的类的地址空间太大，以致于在单一的未使用路由器的网络中无法使用全部地址未使用路由器的网络中无法使用全部地址把可把可用

43、地址分配给更小的网络用地址分配给更小的网络472.2.子网编址子网编址网络网络IDID主机主机IDID网络网络IDID子网子网IDID主机主机IDID 主机主机ID=ID=子网子网ID|ID|主机主机IDID 子网子网IDID位数多位数多-主机主机IDID位数少位数少 一个子网中可容纳的主机少）一个子网中可容纳的主机少）483.3.子网掩码子网掩码32位位的数字：的数字：IP地址的哪些位对应于网络地址地址的哪些位对应于网络地址 哪些位对应于主机地址哪些位对应于主机地址对应于对应于网络地址网络地址的所有位都被设为的所有位都被设为1 对应于对应于主机地址主机地址的所有位都被设为的所有位都被设为0比

44、较子网掩码和比较子网掩码和IP地址时进行地址时进行“逻辑位与逻辑位与”运算运算49 IPIP地址地址1010 11001010 1100 0001 10010001 10010001 00000001 00000011 00110011 0011子网掩码子网掩码1111 11111111 1111 1111 11111111 11110000 00000000 00000000 00000000 0000网络网络IDID1010 11001010 1100 0001 10010001 1001主机主机IDID0001 00000001 00000011 00110011 0011例例1 1：一

45、台主机的：一台主机的IPIP地址是地址是 172.25.16.51172.25.16.51 172 25 16 51IPIP地址：地址：172.25.16.51172.25.16.51子网掩码：子网掩码：255.255.0.0255.255.0.0网络网络IDID：172.25172.25主机主机IDID：16.5116.51单个网络单个网络50IPIP地址地址1010 11001010 11000001 10010001 10010001 00000001 00000011 00110011 0011子网掩码子网掩码1111 11111111 11111111 11111111 111111

46、11 11111111 11110000 00000000 0000网络网络IDID1010 11001010 11000001 10010001 10010001 00000001 0000主机主机IDID0011 00110011 0011IPIP地址地址 172.25.16.51172.25.16.51子网掩码子网掩码 255.255.255.0255.255.255.0网络网络ID 172.25.16ID 172.25.16主机主机ID 51ID 51使使B B类网络类网络IDID被分配给被分配给254254个子网个子网 例例2：172 25 16 5151IPIP地址地址1010 1

47、1001010 11000001 10010001 10010001 00000001 00000011 00110011 0011子网掩码子网掩码1111 11111111 11111111 11111111 11111110 00001110 00000000 00000000 0000网络网络IDID1010 11001010 11000001 10010001 1001000000主机主机IDID 1 00001 0000 0011 00110011 0011IPIP地址地址 172.25.16.51172.25.16.51子网掩码子网掩码 255.255.224.0255.255.2

48、24.0网络网络ID 172.25.0ID 172.25.0主机主机ID 16.51ID 16.51分配三位用于子网编址：可以用网络分配三位用于子网编址：可以用网络IDID配置配置6 6个子网个子网 每个子网有每个子网有1313位用于主机编址位用于主机编址 例例3：172 25 16 51523.8 新一代网络协议新一代网络协议IPv61 1IPv6IPv6的诞生的诞生 IPv4 IPv4的地址危机的地址危机 与新标准，新协议兼容问题与新标准，新协议兼容问题 安全问题安全问题19901990年：开始探索新的年：开始探索新的IPIP版本版本 （下一代（下一代IPIP协议）协议）19951995年

49、：发布年：发布IPngIPng协议第协议第6 6版本版本 IPv6 IPv6 1998 1998年：年：IPv6IPv6协议的基本框架逐步成熟协议的基本框架逐步成熟 研究研究IPv4IPv4向向IPv6IPv6的过渡策略及技术的过渡策略及技术532IPv4与与IPv6的比较的比较 IPv6 IPv6与与IPv4IPv4并不兼容：继承了并不兼容：继承了IPv4IPv4协议运行的主要优点协议运行的主要优点 并进行修改和功能扩充并进行修改和功能扩充 主要区别主要区别 网络地址空间的极大扩展网络地址空间的极大扩展 IPv4IPv4：3232位位 IPv6IPv6：128128位位 网络地址表示法不同网

50、络地址表示法不同 IPv4IPv4：二进制，点分十进制：二进制，点分十进制 IPv6IPv6：冒号十六进制：冒号十六进制 X X：X X：X X：X X：X X：X X：X X：X X：X X是是1616位地址段的十六进制值位地址段的十六进制值54网络地址的分类方式不同网络地址的分类方式不同 IPv4IPv4：A A，B B，C C，D D，E E类类 格式：格式：标志标志|网络号网络号|主机号主机号 IPv6IPv6：单播地址，任播地址，组播地址：单播地址，任播地址，组播地址报头格式不同报头格式不同 IPv4IPv4：1010个固定长度的域，个固定长度的域，2 2个地址空间和若干个选项个地址