计算机网络技术基础单元3网络体系结构与协议-3ip协议课件.ppt

1、单元单元3 网络体系结构与协议网络体系结构与协议 教学模块三：教学模块三：IPIP协议协议【知识目标知识目标】1.掌握什么是IP；2.掌握子网及子网划分的方法；3.IP数据报的转发；4.掌握IP选路；5.掌握IP的分片处理和重组处理。【能力目标能力目标】1.具备自主学习的能力；2.具备团队协作的能力。教学目标教学目标TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈应用层网络接口层网络层传输层 IPICMPARPRARP ICMP（Internet Control Message Protocol)：提供控制和传递消息的提供控制和传递消息的 功能（但通信时功能（但通信时需用需用IP封装封装）；）；ARP（A

2、ddress Resolution Protocol)：为已知的为已知的IP地址确定网络接口层的地址确定网络接口层的 MAC地址；地址；RARP（Reverse Address Resolution Protocol)：为已知的网络接口层：为已知的网络接口层MAC 地址确定对应的地址确定对应的IP地址。地址。4 4个协议中仅个协议中仅IPIP具有全网的寻址能力，而具有全网的寻址能力，而ICMPICMP、ARPARP和和RARPRARP均无全网的均无全网的 寻址能力，寻址能力，ICMPICMP需要在不同网络之间传递，因此必须用需要在不同网络之间传递，因此必须用IPIP封装，封装，ARP ARP

3、和和RARPRARP只在一个网络的内部进行通信，不需要在网络之间寻址，所以只在一个网络的内部进行通信，不需要在网络之间寻址，所以 无须用无须用IPIP封装。封装。网络层协议网络层协议IP协议协议v 网络层以数据报形式向传输层提供面向无连接的服务。网络层以数据报形式向传输层提供面向无连接的服务。v IP协议定义了协议定义了用以实现面向无连接服务的网络层用以实现面向无连接服务的网络层分组格式分组格式，其中包括其中包括IP 寻址方式。寻址方式。v 不同网络技术的主要区别在数据链路层和物理层，如不同网络技术的主要区别在数据链路层和物理层，如以太网以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主

4、要、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（原因是因为它们所传送数据的基本单元（“帧帧”）的格式不）的格式不同。同。IP协议实际上是一套协议软件，它把各种不同协议实际上是一套协议软件，它把各种不同“帧帧”统统一转换成一转换成“IP数据报数据报”格式，格式，提供对异构网络互连的支持。提供对异构网络互连的支持。TCP/IP 体系中的网络层常常体系中的网络层常常也也称为网际层，或称为网际层，或IP 层。层。v IP协议不含错误恢复的编码协议不含错误恢复的编码,属于属于不可靠的协议不可靠的协议。固定部分可变部分04816192431版 本标志生 存 时 间

5、协 议标 识区 分 服 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报首部发送在前发送在前IPIP数据报格式数据报格式IP数据报结构v一个一个 IP 数据报由数据报由首部首部和和数据数据两部分组成。两部分组成。v首部的前一部分是首部的前一部分是固定长度固定长度，共共 20 字节字节，是所，是所有有 IP 数据报必须具有的。数据报必须具有的。v在首部的固定部分的后面是一些在首部的固定部分的后面是一些可选字段可选字段，其长，其长度是可变的。度是可变的。v在在TCP/IP协议中，各种数据

6、格式通常以协议中，各种数据格式通常以32bit(即即4字节字节)为单位描述。为单位描述。可变部分首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识区 分 服 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报固定部分发送在前首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报固定部分可变部分区 分 服 务发送

7、在前首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分版本占 4 位，指 IP 协议的版本目前的 IP 协议版本号为 4(即 IPv4)区 分 服 务IP 数据报首部的固定部分中的各字段 首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分首部长度占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(

8、一个单位为 4 字节)因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节。区 分 服 务01234567DTRC未用优 先 级比特首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分区分服务占 8 位，用来获得更好的服务,在旧标准中叫做服务类型。在一般的情况下都不使用这个字段。前三比特表示优先级，可设8种优先级D比特：表示要求有更低的时延；T比特：要求有更高的吞吐量R比特：要求有更高的可靠性；C比特：要求选择代价更小的路由区 分 服 务首部04816

9、192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分总长度占 16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。(每一种数据在链路层传输都有其自己的帧格式，其中包括数据字段的最大长度，在IP层为MTU)IP数据报的长度只有小于或等于网络的MTU，才能在这个网络传输。但是与路由器连接的各个网络的MTU有不同。分片：分片：如果IP数据报的尺寸大于将发往网络的MTU值时，

10、路由器将IP数据报分成若干较小的部分，每个分片由报头区和数据区两部分构成，每个分片经过独立的路由选择等处理过程，最终到达目的主机。目的主机接收到所有分片后进行重新组装。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分标识(identification)占 16 bit，用来标识分片前的数据报。标识是源主机赋予IP数据报的标识符，当由于IP数据报长度超出了网络能够接收的最大长度而必须分片时，将标识符字段的值复制到所有分片中，用

11、以说明这些IP数据报原来是属于同一个长IP数据报中，保证最后能够将这些IP数据报正确组装。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识区 分 服 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分标志(flag)占 3 位，目前只有两位有意义。标志字段的最低位是 MF(More Fragment)。MF 1 表示后面“还有分片”。MF 0 表示最后一个分片。标志字段中间的一位是 DF(Dont Fragment)。只有当 DF 0 时才允许分片。未定义未定义DFMF首部0481619

12、2431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分片偏移(12 位)指出：较长的分组在分片后某分片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。区 分 服 务首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分生存时间(8 位)记为 TTL(Time To Live)数据报在网络中可通过的路由器数的最大

13、值。区 分 服 务分组每经过一个路由器TTL就会被减1，减到0就丢弃。这样可以避免在出现特殊情况下（如出现长时间的路由循环），分组被无限制地转发首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分协议(8 位)字段：指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个高层协议。可以是ICMP（1）、TCP（6）、UDP（17）等。区 分 服 务首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片

14、偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分首部检验和(16 位)字段采用简单的计算方法检验数据报首部的完整性，不检验数据部分。采用累加求补再取其结果补码的校验方法。若正确到达，校验和应为0.区 分 服 务首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分源地址和目的地址都各占 4 字节区 分 服 务IP 数据报首部的可变部分数据报首部的可变部分首部04816

15、192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固定部分可变部分区 分 服 务v 任选段：可变长的任选段允许今后的版本包含在当前设计的头中未出任选段：可变长的任选段允许今后的版本包含在当前设计的头中未出现的信息，避免使用固定的保留长度，从而可以根据需要选用。现的信息，避免使用固定的保留长度，从而可以根据需要选用。v 填充段：填充段：IP分组头部必须是分组头部必须是4个字节长的整数倍。填充段是为了使现个字节长的整数倍。填充段是为了使现有任选的有任选的IP分组满足四个字节长

16、度的整数倍而设计的。分组满足四个字节长度的整数倍而设计的。2 网际协议IPv IP地址是整个地址是整个IP协议的核心，对路由选择有着很大影响，协议的核心，对路由选择有着很大影响，IP地址将号码分割为网络号和主机号两部分；地址将号码分割为网络号和主机号两部分；v 在在Internet上进行寻址：上进行寻址：先按先按IP地址中的网络号码将网络找地址中的网络号码将网络找到，再按主机号码将主机找到到，再按主机号码将主机找到；v TCP/IP(v4)协议规定，协议规定，IP地址用二进制来表示，每个地址用二进制来表示，每个IP地址地址长长32比特，即比特，即4个字节。为了个字节。为了 方便书写和记忆，方便

17、书写和记忆，通常又采用通常又采用带点十进制标识法带点十进制标识法来表示来表示IP 地址。地址。v 为便于管理，同时考虑到网络的规模差异，有的网络拥有很为便于管理，同时考虑到网络的规模差异，有的网络拥有很多主机，而有的网络主机数很少，因此多主机，而有的网络主机数很少，因此IP地址被划分成地址被划分成5类：类：A、B、C、D、E类地址类地址IP地址及分类地址及分类IP 地址的表示方法地址的表示方法例如十进制与二进制的转换十进制与二进制的转换00000000=010000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=2

18、5211111110=25411111111=255128 6432168421net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址的分类和组成地址的分类和组成 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址

19、 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 为 1 字节,最左边第1 位总是0A类地址第一个字节的范围为：00000000（十进制数0）-01111111（127），但是0 和127 两个数保留使用，不能用做网络地址。所以A类地址的第一个字节取值为1-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B

20、类地址的网络号字段 为 2 字节，前2 位总是10。A 类地址B 类地址的第1 个8 位组的取值范围为：10000000（128）-10111111（191）B 类地址第1 个8 位组的取值范围在128 到191 之间。net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的网络号字段 为 3 字节，前3 位总是110。A 类地址C 类地址的第1 个8 位组

21、的取值范围为：11000000（192）-11011111（223）C 类地址第1 个8 位组的取值范围在192 到223 之间。net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的主机号字段 为 后3 个字节,但是由于主机号不能是全0或者全1，所以A类地址的范围为：A 类地址1.0.0.1 -126.255.255.254A A类地址类地址:共共2 2

22、7 7-2=126-2=126个子网，每个子网内可以有个子网，每个子网内可以有2 22424-2=16777214-2=16777214台主机；台主机；用来支持超大型网络用来支持超大型网络。net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的主机号字段 为 2 字节，B类地址的范围为：A 类地址128.0.0.1 -191.255.255.254B B类

23、地址类地址:共共2 21414个子网，每个子网内可以有个子网，每个子网内可以有2 21616-2=655342=65534台主机；台主机；用来支持用来支持中中大型网络大型网络。net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 为 1 字节，C类地址的范围为：A 类地址192.0.0.1 -223.255.255.254C C类地址类地址:共

24、共2 22121个子网，每个子网内可以有个子网，每个子网内可以有2 28 8-2=254-2=254台主机；台主机；用来支持用来支持小小型网络型网络。net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0组 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001D 类地址是组播地址，范围在224.0.0.0-239.255.255.255 A 类地址net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitn

25、et-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001E 类地址保留为今后使用 A 类地址1A:位位0NNNNNNN主机号主机号主机号主机号主机号主机号8 916 1724 2532范围范围(1-126)1B:10NNNNNNNetwork主机号主机号主机号主机号8 916 1724 2532范围范围(128-191)1C:110NNNNNNetworkNetwork主机号主机号8 916 17242532范围范围(192-223)1D:11

26、10MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group8 916 17242532范围范围(224-239)11111111计算某个网络可用的主机地址 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321NetworkHost 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110.00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2=216-

27、2=65534主机地址172.16.2.2172.16.3.10172.16.12.1210.1.1.110.250.8.1110.180.30.118E1172.161212NetworkHost.NetworkInterface172.16.0.010.0.0.0E0E1路由表路由表172.16.2.110.6.24.2E0v网络地址主机地址标识主机在网络中唯一地址网络地址主机地址标识主机在网络中唯一地址IPIP地址分类练习地址分类练习地址地址类别类别网络网络主机主机10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.24

28、1.201.10ABCCB不存在不存在10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0.20.0.64.16复习复习v IP协议主要定义了哪些内容？协议主要定义了哪些内容？v IP分组分为哪两部分？分组分为哪两部分？IP协议对两部分内容都校验吗？协议对两部分内容都校验吗？v IP首部又分为哪两部分？分别占多少字节？首部又分为哪两部分？分别占多少字节？v 在网络层如果在网络层如果IP数据报的尺寸大于将发往网络的数据报的尺寸大于将发往网络的MTU值，值，如何解决？目的主机接收到所有数据后

29、又该做哪些工作？如何解决？目的主机接收到所有数据后又该做哪些工作？v 每个每个IP地址长多少个字节？与地址长多少个字节？与MAC地址通过什么协议进地址通过什么协议进行转换？行转换？思考思考v 对对A类地址而言，是否从类地址而言，是否从 1.0.0.1 到到 126.255.255.254 之间之间的每个编号都可作为主机地址？例如的每个编号都可作为主机地址？例如102.0.0.0能否作为一个能否作为一个主机地址？主机地址？A A类地址类地址:共共126126个子网，每个子网内可以有个子网，每个子网内可以有2 22424-2-2台主机；台主机；B B类地址类地址:共共2 21414个子网，每个子网

30、内可以有个子网，每个子网内可以有2 21616-2-2台主机；台主机；C C类子网类子网:共共2 22121个子网，每个个子网，每个C C类子网内最多只能有类子网内最多只能有2 28 8-2-2台主机。台主机。在主机号中的全在主机号中的全0 0和全和全1 1都作为保留号码都作为保留号码1 1、广播地扯、广播地扯 所有主机号部分为所有主机号部分为“1 1”的地址是广播的地址是广播(broadcast)(broadcast)地址。地址。广播地址广播地址只能作为只能作为IPIP报文的目的地址，表示该报文的一组报文的目的地址，表示该报文的一组接收者，而不能作为源地址使用。接收者，而不能作为源地址使用。

31、分类（两种）：分类（两种）：直接广播地址直接广播地址(direct broadcast)(direct broadcast)有限广播地址有限广播地址(limited broadcast address)limited broadcast address)特殊特殊IP地址地址一台主机使用直接广播地址，可以向任何指定的网络直一台主机使用直接广播地址，可以向任何指定的网络直接广播它的数据报接广播它的数据报。例如，在子网地址为例如，在子网地址为162.105.130.0162.105.130.0的网络上，的网络上，162.105.130.255162.105.130.255就是该网络的广播地址。就是该

32、网络的广播地址。协议规定，每台主机和路由器等都要接收和处理目的地协议规定，每台主机和路由器等都要接收和处理目的地址为本子网广播地址的数据报。址为本子网广播地址的数据报。不在这个子网不在这个子网(162.105.130.0)(162.105.130.0)内的主机（如内的主机（如IPIP地址为地址为202.112.7.12202.112.7.12的机器），可以用广播地址的机器），可以用广播地址162.105.130.255162.105.130.255向该子网上所有的主机广播信息。向该子网上所有的主机广播信息。直接广播地址直接广播地址有限广播地址有限广播地址，该地址被用作在本网络内部，该地址被用作

33、在本网络内部广播。即该广播信息不会跨越路由器广播。即该广播信息不会跨越路由器。v 组播：又称多播，是让一部分主机接收数据报的传输方式；组播：又称多播，是让一部分主机接收数据报的传输方式；v D D类类IPIP地址就是组播地址地址就是组播地址(multicast)(multicast)，即在，即在224.0.0.0 224.0.0.0 239.255.255.255239.255.255.255范围内的每个范围内的每个IPIP地址，实际上代表一组特定地址，实际上代表一组特定的主机。的主机。v 组播地址和广播地址区别组播地址和广播地址区别：广播地址是按主机的物理位置来划广播地址是按主机的物理位置来

34、划分的分的(属于同一个子网属于同一个子网)，而组播地址指定一个逻辑组，参与该而组播地址指定一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个组的机器可能遍布整个InternetInternet网，而不要求属于同一个子网。网，而不要求属于同一个子网。v 组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用我们可以想象我们可以想象一个由多方参与的电视会议，正在发言的一方的声音和图像要一个由多方参与的电视会议，正在发言的一方的声音和图像要被传送到其他参与者的主机上。被传送到其他参与者的主机上。2、组播地址组播地址v 网络地址：主机号为零的网络地址：主机号为零的IPIP地址，表示一个具

35、体的网络号，地址，表示一个具体的网络号，该地该地址从来不分配给任何一个单个的主机；址从来不分配给任何一个单个的主机；例如，例如，202.112.7.202.112.7.0 0 就是一个典型的就是一个典型的C C类网络地址，表示该网络类网络地址，表示该网络本身。本身。v 主机地址：网络号为主机地址：网络号为“0 0”的的IPIP地址地址,指的是本网络上的某台主机指的是本网络上的某台主机。例如，如果一台主机例如，如果一台主机(IP(IP地址为地址为202.112.7.13)202.112.7.13)接收到一个接收到一个IPIP报文，报文，它的目的地址中网络号部分为它的目的地址中网络号部分为“0 0

36、”，而主机号部分与它自己的地，而主机号部分与它自己的地址匹配址匹配(即，即，IPIP地址为地址为0.0.0.130.0.0.13)，则接收方把该，则接收方把该IPIP地址解释成为地址解释成为本网络的主机地址，并接收该本网络的主机地址，并接收该IPIP数据报。（此类数据报，路由器数据报。（此类数据报，路由器并不转发）并不转发）v“0.0.0.00.0.0.0”=代表本主机地址代表本主机地址主机主机用它来用它来表示自己表示自己。3、“零零”地址地址4、私有、私有IP地址地址v 在整个可分配的地址范围中，还有一部分保留地址留给各单在整个可分配的地址范围中，还有一部分保留地址留给各单位内部使用，这部分

37、地址是不能在因特网中直接使用的，因位内部使用，这部分地址是不能在因特网中直接使用的，因此称为私有地址，而其它可在因特网中直接使用的地址称为此称为私有地址，而其它可在因特网中直接使用的地址称为公共地址。公共地址。v 拥有私有地址的主机要接入因特网，必须经过地址转换拥有私有地址的主机要接入因特网，必须经过地址转换NAT，将私有地址转换为公共地址才可。私有将私有地址转换为公共地址才可。私有IP地址如下：地址如下：地址类地址类范围范围A类类10.0.0.010.255.255.255B类类172.16.0.0172.31.255.255C类类192.168.0.0192.168.255.255v 回送

38、地址回送地址 127.*.*.*一般用于检查本地主机的一般用于检查本地主机的TCP/IP协议栈协议栈是否正确加载。是否正确加载。例如测试网络应用程序，当一个应用程序例如测试网络应用程序，当一个应用程序发送数据给另一个应用程序时，数据向下穿过协议栈到达发送数据给另一个应用程序时，数据向下穿过协议栈到达IP软件，软件，IP软件把数据向上通过协议栈返回第二个程序。软件把数据向上通过协议栈返回第二个程序。因此，程序员可以很快地在一台计算机上测试程序逻辑，因此，程序员可以很快地在一台计算机上测试程序逻辑，而无需两台计算机，也无须通过网络发送包。根据习惯，而无需两台计算机，也无须通过网络发送包。根据习惯，

39、经常使用主机号经常使用主机号1，所以常见的回送地址是，所以常见的回送地址是127.0.0.15.回送地址回送地址 特殊特殊IPIP地址总结地址总结网络部分网络部分主机部分主机部分地址类型地址类型用用 途途127any全全“0”全全“1”Any全全“0”Any全全“1”网络地址网络地址代表一个网段代表一个网段广播地址广播地址特定网段的所有节点特定网段的所有节点回环地址回环地址回环测试回环测试广播地址广播地址本网段所有节点本网段所有节点所有网络所有网络一般路由器一般路由器用于指定默认路由用于指定默认路由2023-1-17IP 地址的一些重要特点地址的一些重要特点(1)IP 地址是一种分等级的地址结

40、构。分两个等级地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：的好处是：v 第一，第一，IP 地址管理机构在分配地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了方便了 IP 地址的管理。地址的管理。v 第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。数大幅度减少，从而减小了

41、路由表所占的存储空间。2023-1-17IP 地址的一些重要特点地址的一些重要特点(2)实际上实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。一条链路的接口。v 当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的时具有两个相应的 IP 地址，其网络号必须是不同的。这地址，其网络号必须是不同的。这种主机称为多接口主机。种主机称为多接口主机。v 由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此

42、一个数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。地址。2023-1-17IP 地址的一些重要特点地址的一些重要特点(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号因此这些局域网都具有同样的网络号。(4)所有分配到网络号的网络，范围可以是很小的局域网，还所有分配到网络号的网络，范围可以是很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。小结：小结：IP地址的分类地址的分类为用户专网保留的地

43、址（全为用户专网保留的地址（全“0”和全和全“1”的地址保留）的地址保留）A类：类：10.0.0.0-10.255.255.255B类：类：172.16.0.0-172.31.255.255C类：类：192.168.0.0-192.168.255.255类别类别 起始位起始位 第一节范围第一节范围 网络数网络数每个子网主机数每个子网主机数 主机总数主机总数A类：类：0+1127 126 2 22424-2=-2=16777214 2113928964B类：类：10+128191 2 214=14=16384 2 21616-2-2=65534 1073741824C类：类：110+192223

44、 2 221=21=2097152 2 28 8-2-2=254 536870912D类：类：1110+（广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息用）（广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息用）E类：类：1111+（保留地址）（保留地址）总计总计 21136623724541700复习复习v如何判断两台主机是否在同一子网内？如何判断两台主机是否在同一子网内？v判断下列判断下列IP地址的用途地址的用途 211.64.112.0 255.255.255.255 0.0.0.0 211.64.112.255 思考：实际用户组网时如何对网络类型进行选择？思考：实际用户组网时如何对网络类型进行选择？根

45、据网络规模，根据网络规模，终端数终端数254254254并且并且26553465534用用A A类地址。类地址。IP地址的分类似乎使它成为一种完美的地址结构，但是事实并非如此！划分子网划分子网v 组织的终端数是随意的，很难符合三类地址的终端数，如1000台终端，用C类地址不够，用B类地址浪费。n不能够根据需要合理利用ip地址的根源在于固定的网络字段和主机字段位数。IPIP地址分类的缺陷地址分类的缺陷消除分类编址固定的网络地址和主机地址位数的限制，能够动态设置网络地址和主机地址的位数。子网和子网掩码 在现有的三类网络的基础上将网络作进一步划分所得到的在现有的三类网络的基础上将网络作进一步划分所得

46、到的网络成为子网。网络成为子网。（subnet)一个企业或公司由于网络规模增加一个企业或公司由于网络规模增加、网络冲突增加或呑吐网络冲突增加或呑吐性能下降性能下降，需内部，需内部分段管理。而根据分段管理。而根据IP 网络的特点，需要为网络的特点，需要为不同的网段分配不同的网络号，于是当分段数量不断增加时，不同的网段分配不同的网络号，于是当分段数量不断增加时，对对IP 地址资源的需求也随之增加。即使不考虑是否能申请到地址资源的需求也随之增加。即使不考虑是否能申请到所需的所需的IP 资源，对大量具有不同网络号的网络进行管理资源，对大量具有不同网络号的网络进行管理也是也是一件极为困难的事情，一件极为

47、困难的事情，可以采用可以采用子网划分子网划分的方法。的方法。子网的划分方法子网的划分方法一个单位分配到的一个单位分配到的IP地址是地址是IP地址的网络号码，而后面地址的网络号码，而后面的主机号则是受本单位控制的，由本单位进行分配的主机号则是受本单位控制的，由本单位进行分配 本单位所有的主机都是使用一个网络号，当一个单位的本单位所有的主机都是使用一个网络号，当一个单位的主机很多时容易引起广播风暴主机很多时容易引起广播风暴v网络 172.16.0.0172.16.0.0不划分子网的IP地址172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.

48、255.254为了使本单位的主机便于管理，可以将本单位所属主机为了使本单位的主机便于管理，可以将本单位所属主机划分为若干个子网，划分为若干个子网，用用IP地址中主机号码字段的前若干地址中主机号码字段的前若干个比特作为个比特作为“子网号字段子网号字段”，后面剩下的仍为主机号码，后面剩下的仍为主机号码字段字段。这样做就可以在本单位的各子网之间用这样做就可以在本单位的各子网之间用路由器路由器来互联，来互联，因而便于管理。因而便于管理。划分子网的IP地址 为了为了创建创建子网，网络管理员需要从原有子网，网络管理员需要从原有IP 地址的主地址的主机位中借出连续的若干高位作为子网络标识机位中借出连续的若干

49、高位作为子网络标识子网的借位子网的借位子网的寻址172.16.2.200172.16.2.2172.16.2.160172.16.2.1172.16.3.5172.16.3.100172.16.3.150E0172.16Network目的网络目的网络端口端口172.16.0.0172.16.0.0E0E1路由表路由表 2160Host.172.16.3.1E1子网的寻址172.16.2.200172.16.2.2172.16.2.160172.16.2.1172.16.3.5172.16.3.100172.16.3.150172.16.3.1E0E1172.162160NetworkHost.目的网络目的网络端口端口172.16.2.0172.16.3.0E0E1新路由表新路由表Subnetv每一个子网是一个完全独立的网络，子网之间，每一个子网是一个完全独立的网络，子网之间，子网与一般的网络之间必须通过子网与一般的网络之间必须通过路由器路由器作为网关作为网关来实现互联。来实现互联。v路由器通过路由器通过子网掩码子网掩码识别子网的地址。识别子网的地址。路由器如何识别子网？路由器如何识别子网？子网编码地址结构子网编码地址结构 将主机将主机IDID进一步划分为子网进一步划分为子网IDID和主机和主机IDID 通过子网掩码来区分地址的网络部分和主机部分通过子网掩码来区分地址的网络部分和主