《基于任务驱动模式的计算机网络基础》课件项目3IP地址与子网划分.ppt

1、3.1 3.1 项目提出项目提出 u刘备创办的公司设有技术部、销售部、财务部等。刘备创办的公司设有技术部、销售部、财务部等。u目前，公司中的所有计算机相互之间可以访问。出于目前，公司中的所有计算机相互之间可以访问。出于缩减网络流量、优化网络性能以及安全等方面的考虑，缩减网络流量、优化网络性能以及安全等方面的考虑，需要实现如下目标：需要实现如下目标：同一部门内的计算机之间能相互访问，如技术部同一部门内的计算机之间能相互访问，如技术部中的计算机能相互访问。中的计算机能相互访问。不同部门之间的计算机不能相互访问，如技术部不同部门之间的计算机不能相互访问，如技术部中的计算机不能访问销售部中的计算机。中

2、的计算机不能访问销售部中的计算机。为此，刘备请诸葛亮来实现如上目标，而且要求不能为此，刘备请诸葛亮来实现如上目标，而且要求不能增加额外的费用。增加额外的费用。3.2 3.2 项目分析项目分析 u虽然为每个部门设置不同的网络号可实现如上目标，虽然为每个部门设置不同的网络号可实现如上目标，但这样会造成大量的但这样会造成大量的IPIP地址浪费，也不便于网络管理。地址浪费，也不便于网络管理。u由于由于IPv4IPv4固有的不足，在固有的不足，在IPIP地址紧缺的今天，可为整地址紧缺的今天，可为整个公司设置一个网络号，再对这个网络号进行子网划个公司设置一个网络号，再对这个网络号进行子网划分，使不同部门位

3、于不同子网中。分，使不同部门位于不同子网中。u由于各个子网在逻辑上是独立的，因此，没有路由器由于各个子网在逻辑上是独立的，因此，没有路由器的转发，子网之间的主机不能相互通信，尽管这些主的转发，子网之间的主机不能相互通信，尽管这些主机可能处于同一个物理网络中。机可能处于同一个物理网络中。u划分子网是通过设置子网掩码来实现的。划分子网是通过设置子网掩码来实现的。u由于不同子网分属于不同的广播域，划分子由于不同子网分属于不同的广播域，划分子网可创建规模更小的广播域，缩减网络流量、网可创建规模更小的广播域，缩减网络流量、优化网络性能。优化网络性能。u划分子网后，可利用划分子网后，可利用pingping

4、命令测试子网内部命令测试子网内部和子网之间的连通性。和子网之间的连通性。3.3 3.3 相关知识点相关知识点 3.3.1 IP3.3.1 IP协议与互联层服务协议与互联层服务 1 1IPIP互联网的工作原理互联网的工作原理 假设主机假设主机A A发送数据到主机发送数据到主机B B。n主机主机A A的应用层形成的数据经传输层送往网络层处理；的应用层形成的数据经传输层送往网络层处理；n网络层将数据封装成网络层将数据封装成IPIP数据报，并决定发送给最近的路由器；数据报，并决定发送给最近的路由器；n主机主机A A把把IPIP数据报利用以太网控制程序传送到路由器；数据报利用以太网控制程序传送到路由器；

5、n路由器对数据报进行拆封和处理；路由器对数据报进行拆封和处理；n如果仍需传输，再封装后利用网络层的广域网控制程序进行传输；如果仍需传输，再封装后利用网络层的广域网控制程序进行传输；n经由通信子网传输到主机经由通信子网传输到主机B B。2 2互联层所提供的服务互联层所提供的服务 不可靠的数据投递服务。不可靠的数据投递服务。IPIP不能证实发送的报文是不能证实发送的报文是否被正确接收，即不能保证数据报的可靠传递。否被正确接收，即不能保证数据报的可靠传递。面向无连接的传输服务。从源结点到目的结点的数面向无连接的传输服务。从源结点到目的结点的数据报可能经过不同的传输路径，而且在传输过程中数据报可能经过

6、不同的传输路径，而且在传输过程中数据报有可能丢失，也有可能正确到达。据报有可能丢失，也有可能正确到达。尽最大努力投递服务。尽最大努力投递服务。IPIP数据报虽是面向无连接的数据报虽是面向无连接的不可靠服务，但不可靠服务，但IPIP并不随意丢弃数据报。只有系统资并不随意丢弃数据报。只有系统资源用尽、接收数据错误或网络发生故障时，源用尽、接收数据错误或网络发生故障时，IPIP才被迫才被迫丢弃数据报。丢弃数据报。3 3IPIP互联网的特点互联网的特点 IPIP互联网隐藏了低层物理网络细节，为用户提供通互联网隐藏了低层物理网络细节，为用户提供通用的、一致的网络服务。用的、一致的网络服务。一个网络只要通

7、过路由器与一个网络只要通过路由器与IPIP互联网中任意一个网互联网中任意一个网络相连，就具有访问整个互联网的能力。络相连，就具有访问整个互联网的能力。信息可以跨网传输。信息可以跨网传输。网络中计算机使用统一的、全局的地址描述法。网络中计算机使用统一的、全局的地址描述法。IPIP互联网平等对待互联网中的每一个网络。互联网平等对待互联网中的每一个网络。3.3.2 IP3.3.2 IP地址地址1 1IPIP地址的结构和分类地址的结构和分类u根据根据TCP/IPTCP/IP协议，连接在协议，连接在InternetInternet上的每个上的每个设备都必须有一个设备都必须有一个IPIP地址，它是一个地址

8、，它是一个3232位的位的二进制数，可以用十进制数字形式书写，每二进制数，可以用十进制数字形式书写，每8 8个二进制位为一组，用一个十进制数来表示，个二进制位为一组，用一个十进制数来表示，即即0 0255255。每组之间用。每组之间用“.”隔开，例如隔开，例如168.192.43.10168.192.43.10。uIPIP地址包括网络地址和主机地址，如图地址包括网络地址和主机地址，如图3-13-1所所示，这样做的目的是为了方便寻址。示，这样做的目的是为了方便寻址。IPIP地址地址中的网络地址部分用于标明不同的网络，而中的网络地址部分用于标明不同的网络，而主机地址部分用于标明每一个网络中的主机主

9、机地址部分用于标明每一个网络中的主机地址。如图地址。如图3-23-2所示，所示，IPIP地址主要分为地址主要分为A A、B B、C C、D D、E E五类。五类。A A类大型网。高类大型网。高8 8位代表网络号，后位代表网络号，后3 3个个8 8位代表主机号，网络地位代表主机号，网络地址的最高位必须是址的最高位必须是0 0。十进制的第。十进制的第1 1组数值所表示的网络号范围组数值所表示的网络号范围为为0 0127127，由于，由于0 0和和127127有特殊用途，因此，有效的地址范围是有特殊用途，因此，有效的地址范围是1 1126126。每个。每个A A类网络可连接类网络可连接1677721

10、4(=216777214(=22424-2)-2)台主机。台主机。B B类中型网。前类中型网。前2 2个个8 8位代表网络号，后位代表网络号，后2 2个个8 8位代表主机号，网络位代表主机号，网络地址的最高位必须是地址的最高位必须是1010。十进制的第。十进制的第1 1组数值范围为组数值范围为128128191191。每个每个B B类网络可连类网络可连65534(=265534(=21616-2)-2)台主机。台主机。C C类小型网。前类小型网。前3 3个个8 8位代表网络号，低位代表网络号，低8 8位代表位代表主机号，网络地址的最高位必须是主机号，网络地址的最高位必须是110110。十进制。

11、十进制的第的第1 1组数值范围为组数值范围为192192223223。每个。每个C C类网络可类网络可连接连接254(=28-2)254(=28-2)台主机。台主机。D D类、类、E E类为特殊地址。类为特殊地址。D D类用于多播传送，十类用于多播传送，十进制的第进制的第1 1组数值范围为组数值范围为224224239239。E E类保留用类保留用于将来和实验使用，十进制的第于将来和实验使用，十进制的第1 1组数值范围为组数值范围为240240247247。2 2特殊特殊IPIP地址地址 网络地址。网络地址用于表示网络本身。具有正常网络地址。网络地址用于表示网络本身。具有正常的网络号部分，而主

12、机号部分为全的网络号部分，而主机号部分为全“0 0”的的IPIP地址称为地址称为网络地址。如网络地址。如129.5.0.0129.5.0.0就是一个就是一个B B类网络地址。类网络地址。广播地址。广播地址用于向网络中的所有设备进行广播地址。广播地址用于向网络中的所有设备进行广播。具有正常的网络号部分，而主机号部分为全广播。具有正常的网络号部分，而主机号部分为全“1 1”(即即255)255)的的IPIP地址称为直接广播地址。如地址称为直接广播地址。如129.5.255.255129.5.255.255就是一个就是一个B B类的直接广播地址。类的直接广播地址。n 3232位全为位全为“1 1”(

13、即即255.255.255.255)255.255.255.255)的的IPIP地址称为有地址称为有限广播地址，用于本网广播。限广播地址，用于本网广播。回送地址。网络地址不能以十进制的回送地址。网络地址不能以十进制的127127作为开头，在地作为开头，在地址中数字址中数字127127保留给系统作诊断用，称为回送地址。如保留给系统作诊断用，称为回送地址。如127.0.0.1127.0.0.1用于回路测试。用于回路测试。私有地址。只能在局域网中使用、不能在私有地址。只能在局域网中使用、不能在InternetInternet上使用上使用的的IPIP地址称为私有地址称为私有IPIP地址，私有地址，私有

14、IPIP地址有：地址有：10.0.0.010.0.0.010.255.255.25510.255.255.255，表示，表示1 1个个A A类地址。类地址。172.16.0.0172.16.0.0172.31.255.255172.31.255.255，表示，表示1616个个B B类地址。类地址。192.168.0.0192.168.0.0192.168.255.255192.168.255.255，表示，表示256256个个C C类地址。类地址。3 3子网掩码子网掩码u子网掩码用于识别子网掩码用于识别IPIP地址中的网络地址和主机地址。地址中的网络地址和主机地址。子网掩码也是子网掩码也是32

15、32位二进制数字，在子网掩码中，对应位二进制数字，在子网掩码中，对应于网络地址部分用于网络地址部分用“1 1”表示，主机地址部分用表示，主机地址部分用“0 0”表表示。示。u还可以用网络前缀法表示子网掩码，即还可以用网络前缀法表示子网掩码，即“/”，如，如138.96.0.0/16138.96.0.0/16表示表示B B类网络类网络138.96.0.0138.96.0.0的的子网掩码为子网掩码为255.255.0.0255.255.0.0。net-id(24位)net-id(8位)host-id(24位)net-id(16位)1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

16、1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 host-id(8位)host-id(16位)3.3.3 3.3.3 子网划分子网划分u子网划分是通过借用子网划分是通过借用IPIP地址的若干位主机位地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。网而实现的。1 1子网划分的步骤子网

17、划分的步骤u子网划分的步骤为：子网划分的步骤为：确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目。确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目。求出子网数目对应二进制数的位数求出子网数目对应二进制数的位数N N及主机数目对应及主机数目对应二进制数的位数二进制数的位数M M。对该对该IPIP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N N位置位置1(1(其余全置其余全置0)0)或后或后M M位置位置0(0(其余全置其余全置1)1)即得出该即得出该IPIP地址划分子网后的子网掩码。地址划分子网后的子网掩码。例：例：给给C C类网络类网络211.168.10.0211.16

18、8.10.0划分划分5 5个子网，因为个子网，因为2 22 2-252-2523 3-2,-2,所以所以需要需要3 3位子网号，主机号为位子网号，主机号为8-3=58-3=5位。子网掩码为位。子网掩码为255.255.255.224255.255.255.224。每个子网可容纳。每个子网可容纳2 25 5-2=30-2=30台主机。台主机。2 2划分子网时的注意事项划分子网时的注意事项 在划分子网时，不仅要考虑目前需要，还应了解将来需在划分子网时，不仅要考虑目前需要，还应了解将来需要多少子网和主机。子网掩码使用较多的主机位，可以要多少子网和主机。子网掩码使用较多的主机位，可以得到更多的子网，节

19、约了得到更多的子网，节约了IPIP地址资源，若将来需要更多地址资源，若将来需要更多子网时，不用再重新分配子网时，不用再重新分配IPIP地址，但每个子网的主机数地址，但每个子网的主机数量有限；反之，子网掩码使用较少的主机位，每个子网量有限；反之，子网掩码使用较少的主机位，每个子网的主机数量允许有更大的增长，但可用子网数量有限。的主机数量允许有更大的增长，但可用子网数量有限。一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播通信而饱和。所以，网络中的主机数量的增长是有限的，通信而饱和。所以，网络中的主机数量的增长是有限的，也就是说，在条件允许的情况下，

20、应将更多的主机位用也就是说，在条件允许的情况下，应将更多的主机位用于子网位。于子网位。3 3划分子网的优点划分子网的优点划分子网具有以下优点：划分子网具有以下优点：减少网络流量。减少网络流量。提高网络性能。提高网络性能。简化管理。简化管理。易于扩大地理范围。易于扩大地理范围。3.3.4 IP3.3.4 IP数据报格式数据报格式u IPIP数据报分为两大部分：报文头和数据区，其中报文头仅仅是数据报分为两大部分：报文头和数据区，其中报文头仅仅是正确传输高层正确传输高层(即传输层即传输层)数据而增加的控制信息，数据区包括数据而增加的控制信息，数据区包括高层需要传输的数据。高层需要传输的数据。(1)(

21、1)版本。占版本。占4 4位，指位，指IPIP协议版本号协议版本号(一般是一般是4 4，即即IPv4)IPv4)，不同，不同IPIP版本规定的数据格式不同。版本规定的数据格式不同。(2)(2)报头长度。占报头长度。占4 4位，指数据报报头的长度。位，指数据报报头的长度。以以3232位位(即即4 4个字节个字节)为单位，当报头中无可选为单位，当报头中无可选项时，报头的基本长度为项时，报头的基本长度为5(5(即即2020个字节个字节)。(3)(3)服务类型。占服务类型。占8 8位，包括一个位，包括一个3 3位长度的优位长度的优先级，先级，4 4个标志位个标志位D(D(延迟延迟)、T(T(吞吐量吞吐

22、量)、R(R(可可靠性靠性)和和C(C(代价代价)，另外一位未用。，另外一位未用。(4)(4)总长度。占总长度。占1616位，数据报的总长度，包括头部和数位，数据报的总长度，包括头部和数据，以字节为单位。据，以字节为单位。(5)(5)标识。占标识。占1616位，源主机赋予位，源主机赋予IPIP数据报的标识符，目数据报的标识符，目的主机利用此标识判断此分片属于哪个数据报，以便的主机利用此标识判断此分片属于哪个数据报，以便重组。重组。(6)(6)标志。占标志。占3 3位，告诉目的主机该数据报是否已经分位，告诉目的主机该数据报是否已经分片，是否是最后的分片。片，是否是最后的分片。(7)(7)片偏移。

23、占片偏移。占1313位，本片数据在初始位，本片数据在初始IPIP数据报中的位数据报中的位置，以置，以8 8字节为单位。字节为单位。(8)(8)生存时间生存时间(TTL)(TTL)。占。占8 8位，设计一个计数器，当计数位，设计一个计数器，当计数器值为器值为0 0时，数据报被删除，避免循环发送。时，数据报被删除，避免循环发送。(9)(9)协议。占协议。占8 8位，指示传输层所采用的协议，如位，指示传输层所采用的协议，如TCPTCP、UDPUDP等。等。(10)(10)首部校验和。占首部校验和。占1616位，只校验数据报的报头，不包位，只校验数据报的报头，不包括数据部分。括数据部分。(11)IP(

24、11)IP地址。各占地址。各占3232位的源地址和目的地址分别表示数位的源地址和目的地址分别表示数据报发送者和接收者的据报发送者和接收者的IPIP地址，在整个数据报传输过地址，在整个数据报传输过程中，此两字段的值一直保持不变。程中，此两字段的值一直保持不变。(12)(12)可选字段可选字段(选项选项)。主要用于控制和测试两大目的。主要用于控制和测试两大目的。在使用选项的过程中，如果造成在使用选项的过程中，如果造成IPIP数据报的报头不是数据报的报头不是3232位的整数倍，这时需要使用位的整数倍，这时需要使用“填充填充”字段凑齐。字段凑齐。uIPIP选项主要有以下三个选项。选项主要有以下三个选项

25、。源路由。指源路由。指IPIP数据报穿越互联网所经过的路径是由源主数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定。包括机指定。包括严格路由严格路由选项和选项和松散路由松散路由选项。选项。n 严格路由选项规定严格路由选项规定IPIP数据报要经过路径上的每一个路由数据报要经过路径上的每一个路由器，相邻的路由器之间不能有中间路由器，并经过的路器，相邻的路由器之间不能有中间路由器，并经过的路由器的顺序不能改变。由器的顺序不能改变。n 松散路由选项给出数据报必须要经过的路由器列表，并松散路由选项给出数据报必须要经过的路由器列表，并且要求按照列表中的顺序前进，但是，在途中也允许经且要求按照列表中的顺序前进，但

26、是，在途中也允许经过其他的路由器。过其他的路由器。记录路由。记录记录路由。记录IPIP数据报从源主机到目的主机所经过的数据报从源主机到目的主机所经过的路径上各个路由器的路径上各个路由器的IPIP地址。地址。时间戳。记录时间戳。记录IPIP数据报经过每一个路由器时的时间。数据报经过每一个路由器时的时间。3.3.5 IPv63.3.5 IPv6协议协议1 1IPv6IPv6的优点的优点与与IPv4IPv4相比，相比，IPv6IPv6主要有以下的优点：主要有以下的优点：超大的地址空间。超大的地址空间。IPv6IPv6将将IPIP地址从地址从3232位增加到位增加到128128位，所包含的位，所包含的

27、地址数目高达地址数目高达2 212812810104040个地址。如果所有地址平均散布在整个个地址。如果所有地址平均散布在整个地球表面，大约每平方米有地球表面，大约每平方米有10102424个地址，远远超过了地球上的人个地址，远远超过了地球上的人数。数。更好的首部格式。更好的首部格式。IPv6IPv6采用了新的首部格式，将选项与基本首采用了新的首部格式，将选项与基本首部分开，并将选项插入到首部与上层数据之间。首部具有固定部分开，并将选项插入到首部与上层数据之间。首部具有固定的的4040字节的长度，简化和加速了路由选择的过程。字节的长度，简化和加速了路由选择的过程。增加了新的选项。增加了新的选项

28、。IPv6IPv6有一些新的选项可以实现附加的功能。有一些新的选项可以实现附加的功能。允许扩充。留有充分的备用地址空间和选项允许扩充。留有充分的备用地址空间和选项空间，当有新的技术或应用需要时允许协议空间，当有新的技术或应用需要时允许协议进行扩充。进行扩充。支持资源分配。在支持资源分配。在IPv6IPv6中删除了中删除了IPv4IPv4中的服中的服务类型，但增加了流标记字段，可用来标识务类型，但增加了流标记字段，可用来标识特定的用户数据流或通信量类型，以支持实特定的用户数据流或通信量类型，以支持实时音频和视频等需实时通信的通信量。时音频和视频等需实时通信的通信量。增加了安全性考虑。扩展了对认证

29、、数据一增加了安全性考虑。扩展了对认证、数据一致性和数据保密的支持。致性和数据保密的支持。2 2IPv6 IPv6 地址地址(1)IPv6(1)IPv6的地址表示的地址表示IPv6IPv6地址采用地址采用128128位二进制数，其表示格式有：位二进制数，其表示格式有：首选格式：按首选格式：按1616位一组，每组转换为位一组，每组转换为4 4位十六进制数，并用冒号隔位十六进制数，并用冒号隔开。如：开。如：21DA:0000:0000:0000:02AA:000F:FE08:9C5A21DA:0000:0000:0000:02AA:000F:FE08:9C5A 压缩表示：一组中的前导压缩表示：一组

30、中的前导0 0可以不写；在有多个可以不写；在有多个0 0连续出现时，可连续出现时，可以用一对冒号取代，且只能取代一次。如上面地址可表示为：以用一对冒号取代，且只能取代一次。如上面地址可表示为：21DA:0:0:0:2AA:F:FE08:9C5A 21DA:0:0:0:2AA:F:FE08:9C5A 或或 21DA:2AA:F:FE08:9C5A21DA:2AA:F:FE08:9C5A 内嵌内嵌IPv4IPv4地址的地址的IPv6IPv6地址。为了从地址。为了从IPv4IPv4平稳过渡到平稳过渡到IPv6IPv6，IPv6IPv6引引入一种特殊的格式，即在入一种特殊的格式，即在IPv4IPv4地

31、址前置地址前置9696个个0 0，保留十进制点分格，保留十进制点分格式，如式，如:192.168.0.1:192.168.0.1。(2)IPv6(2)IPv6掩码掩码u与无类域间路由与无类域间路由(CIDR)(CIDR)类似，类似，IPv6IPv6掩码采用掩码采用前缀表示法，即表示成：前缀表示法，即表示成：IPv6IPv6地址地址/前缀长度，前缀长度，如如21DA:2AA:F:FE08:9C5A/6421DA:2AA:F:FE08:9C5A/64。(3)IPv6(3)IPv6地址类型地址类型uIPv6IPv6地址有地址有3 3种类型，即单播、组播和任播。种类型，即单播、组播和任播。IPv6IP

32、v6取消了广播类型。取消了广播类型。单播地址。单播地址是点对点通信时使用的地单播地址。单播地址是点对点通信时使用的地址，该地址仅标识一个接口。址，该地址仅标识一个接口。组播地址。组播地址组播地址。组播地址(前前8 8位均为位均为“1 1”)表示主表示主机组，它标识一组网络接口，发送给组播的分机组，它标识一组网络接口，发送给组播的分组必须交付到该组中的所有成员。组必须交付到该组中的所有成员。任播地址。任播地址也表示主机组，但它标识属于任播地址。任播地址也表示主机组，但它标识属于同一个系统的一组网络接口同一个系统的一组网络接口(通常属于不同的结点通常属于不同的结点)，路由器会将目的地址是任播地址的

33、数据包发送给距离路由器会将目的地址是任播地址的数据包发送给距离本地路由器最近的一个网络接口。如移动用户上网就本地路由器最近的一个网络接口。如移动用户上网就需要因地理位置的不同，而接入离用户距离最近的一需要因地理位置的不同，而接入离用户距离最近的一个接收站，这样才可以使移动用户在地理位置上不受个接收站，这样才可以使移动用户在地理位置上不受太多的限制。太多的限制。u当一个单播地址被分配给多于当一个单播地址被分配给多于1 1个的接口时，就属于个的接口时，就属于任播地址。任播地址从单播地址中分配，使用单播地任播地址。任播地址从单播地址中分配，使用单播地址的任何格式，从语法上任播地址与单播地址没有任址的

34、任何格式，从语法上任播地址与单播地址没有任何区别。何区别。(4)(4)特殊特殊IPv6IPv6地址地址u当所有当所有128128位都为位都为“0 0”时时(即即0:0:0:0:0:0:0:0)0:0:0:0:0:0:0:0)，如果不知道主机自己的，如果不知道主机自己的地址，在发送查询报文时用做源地址。注意地址，在发送查询报文时用做源地址。注意该地址不能用做目的地址。该地址不能用做目的地址。u当前当前127127位为位为“0 0”，而第，而第128128位为位为“1 1”时时(即即0:0:0:0:0:0:0:1)0:0:0:0:0:0:0:1)，作为回送地址使用。，作为回送地址使用。u当前当前9

35、696位为位为“0 0”，而最后，而最后3232位为位为IPv4IPv4地址时，地址时，用做在用做在IPv4IPv4向向IPv6IPv6过渡期两者兼容时使用的过渡期两者兼容时使用的内嵌内嵌IPv4IPv4地址的地址的IPv6IPv6地址。地址。IPv6IPv6数据报格式数据报格式3 3IPv6IPv6的数据报格式的数据报格式uIPv6IPv6的数据报由一个的数据报由一个IPv6IPv6的基本报头、多个扩展的基本报头、多个扩展报头和一个高层协议数据单元组成。报头和一个高层协议数据单元组成。u基本报头长度为基本报头长度为4040个字节。个字节。u一些可选的内容放在扩展报头中实现，此种设计一些可选的

36、内容放在扩展报头中实现，此种设计方法可提高数据报的处理效率。方法可提高数据报的处理效率。uIPv6IPv6数据报格式对数据报格式对IPv4IPv4不向下兼容。不向下兼容。IPv6IPv6数据报格式数据报格式uIPv6IPv6数据报的主要字段有：数据报的主要字段有：(1)(1)版本。占版本。占4 4位，取值为位，取值为6 6，意思是，意思是IPv6IPv6协议。协议。(2)(2)通信流类别。占通信流类别。占8 8位，表示位，表示IPv6IPv6的数据报类型或优的数据报类型或优先级，以提供区分服务。先级，以提供区分服务。(3)(3)流标签。占流标签。占2020位，用来标识这个位，用来标识这个IPI

37、P数据报属于源节数据报属于源节点和目标节点之间的一个特定数据报序列。流是指从点和目标节点之间的一个特定数据报序列。流是指从某个源节点向目标节点发送的分组群中，源结点要求某个源节点向目标节点发送的分组群中，源结点要求中间路由器作特殊处理的分组。中间路由器作特殊处理的分组。(4)(4)有效载荷长度。占有效载荷长度。占1616位，是指除基本报头外的数据，位，是指除基本报头外的数据，包含扩展报头和高层数据。包含扩展报头和高层数据。(5)(5)下一个报头。占下一个报头。占8 8位，如果存在扩展报头，该字段位，如果存在扩展报头，该字段的值指明下一个扩展报头的类型；如果无扩展报头，的值指明下一个扩展报头的类

38、型；如果无扩展报头，该字段的值指明高层数据的类型，如该字段的值指明高层数据的类型，如TCP(6)TCP(6)、UDP(17)UDP(17)等。等。(6)(6)跳数限制。占跳数限制。占8 8位，指位，指IPIP数据报丢弃之前可以被路数据报丢弃之前可以被路由器转发的次数。由器转发的次数。(7)(7)源地址。占源地址。占128128位，指发送方的位，指发送方的IPv6IPv6地址。地址。(8)(8)目的地址。占目的地址。占128128位，大多情况下，该字段为最终位，大多情况下，该字段为最终目的结点的目的结点的IPv6IPv6地址，如果有路由扩展报头，目的地地址，如果有路由扩展报头，目的地址可能为下一

39、个转发路由器的址可能为下一个转发路由器的IPv6IPv6地址。地址。(9)IPv6(9)IPv6扩展报头。扩展报头是可选报头，紧接在基本扩展报头。扩展报头是可选报头，紧接在基本报头之后，报头之后，IPv6IPv6数据报可包含多个扩展报头，而且扩数据报可包含多个扩展报头，而且扩展报头的长度并不固定，展报头的长度并不固定，IPv6IPv6扩展报头代替了扩展报头代替了IPv4IPv4报报头中的选项字段。头中的选项字段。uIPv6IPv6的基本报头为固定的基本报头为固定4040字节长，一些可选报头信息字节长，一些可选报头信息由由IPv6IPv6扩展报头实现。扩展报头实现。IPv6IPv6的基本报头中的

40、基本报头中“下一个报下一个报头头”字段指出第一个扩展报头类型。每个扩展报头中字段指出第一个扩展报头类型。每个扩展报头中都包含都包含“下一个报头下一个报头”字段，用以指出后继扩展报头字段，用以指出后继扩展报头类型。最后一个扩展报头中的类型。最后一个扩展报头中的“下一个报头下一个报头”字段指字段指出高层协议的类型。出高层协议的类型。u扩展报头包含的内容：扩展报头包含的内容：逐跳选项报头。类型为逐跳选项报头。类型为0 0，由中间路由器处，由中间路由器处理的扩展报头。理的扩展报头。目的站选项报头。类型为目的站选项报头。类型为6060，用于携带由目，用于携带由目的结点检查的信息。的结点检查的信息。路由报

41、头。类型为路由报头。类型为4343，用来指出数据报从数，用来指出数据报从数据源到目的结点传输过程中，需要经过的一据源到目的结点传输过程中，需要经过的一个或多个中间路由器。个或多个中间路由器。分片报头。类型为分片报头。类型为4444，IPv6IPv6对分片的处理类似于对分片的处理类似于IPv4IPv4，该字段包括数据报标识符、段号和是否终止标识符。该字段包括数据报标识符、段号和是否终止标识符。在在 IPv6IPv6中，只能由源主机对数据报进行分片，源主机中，只能由源主机对数据报进行分片，源主机对数据报分片后要加分片选项扩展头。对数据报分片后要加分片选项扩展头。认证报头。类型为认证报头。类型为51

42、51，用于携带通信双方进行认证所，用于携带通信双方进行认证所需的参数。需的参数。封装安全有效载荷报头。类型为封装安全有效载荷报头。类型为5252，与认证报头结合，与认证报头结合使用，也可单独使用，用于携带通信双方进行认证和使用，也可单独使用，用于携带通信双方进行认证和加密所需的参数。加密所需的参数。4 4IPv6IPv6的地址自动配置的地址自动配置 无状态地址配置：无状态地址配置：128128位的位的IPv6IPv6地址由地址由6464位前缀和位前缀和6464位网络接口标识符位网络接口标识符(网卡网卡MACMAC地址，地址，IPv6IPv6中中IEEEIEEE已经将已经将网卡网卡MACMAC地

43、址由地址由4848位改为位改为6464位位)组成。组成。u如果主机与本地网络的主机通信，可以直接通信，这如果主机与本地网络的主机通信，可以直接通信，这是因为它们处于同一网络中，有相同的是因为它们处于同一网络中，有相同的6464位前缀；位前缀；u如果与其他网络互联时，主机需要从网络中的路由器如果与其他网络互联时，主机需要从网络中的路由器中获得该网络使用的网络前缀，然后与中获得该网络使用的网络前缀，然后与6464位网络接口位网络接口标识符结合形成有效的标识符结合形成有效的IPv6IPv6地址。地址。有状态地址配置：自动配置需要有状态地址配置：自动配置需要DHCPv6DHCPv6服务服务器的支持，主

44、机向本地链接中所有器的支持，主机向本地链接中所有DHCPv6DHCPv6服服务器发多点广播务器发多点广播“DHCPDHCP请求信息请求信息”，DHCPv6DHCPv6返回返回“DHCPDHCP应答消息应答消息”中分配的地址给请求中分配的地址给请求主机，主机利用该地址作为自己的主机，主机利用该地址作为自己的IPv6IPv6地址地址进行配置。进行配置。3.4 3.4 项目实现项目实现 3.4.1 3.4.1 任务任务1:IP1:IP地址与子网划分地址与子网划分n1 1任务目标任务目标n正确配置正确配置IPIP地址和子网掩码。地址和子网掩码。n掌握子网划分的方法。掌握子网划分的方法。2 2项目所需设

45、备准备项目所需设备准备n装有装有Windows XPWindows XP操作系统的操作系统的PCPC机机5 5台。台。n交换机交换机1 1台。台。n直通线直通线5 5根。根。3 3网络拓扑结构网络拓扑结构4 4项目实施步骤项目实施步骤(1)(1)硬件连接硬件连接u如图如图3-53-5所示，将所示，将5 5条直通双绞线的两端分别插条直通双绞线的两端分别插入每台计算机网卡的入每台计算机网卡的RJ-45RJ-45接口和交换机的接口和交换机的RJ-RJ-4545接口中，检查网卡和交换机的相应指示灯是接口中，检查网卡和交换机的相应指示灯是否亮起，判断网络是否正常连通。否亮起，判断网络是否正常连通。(2)

46、TCP/IP(2)TCP/IP协议配置协议配置步骤步骤1 1：u 配置配置PC1PC1计算机的计算机的IPIP地址为地址为192.168.1.10192.168.1.10，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.0255.255.255.0；u 配置配置PC2PC2计算机的计算机的IPIP地址为地址为192.168.1.20192.168.1.20，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.0255.255.255.0；u 配置配置PC3PC3计算机的计算机的IPIP地址为地址为192.168.1.30192.168.1.30，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.0255.

47、255.255.0；u 配置配置PC4PC4计算机的计算机的IPIP地址为地址为192.168.1.40192.168.1.40，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.0255.255.255.0；u 配置配置PC5PC5计算机的计算机的IPIP地址为地址为192.168.1.50192.168.1.50，子网掩码为，子网掩码为255.255.255.0255.255.255.0。步骤步骤2 2：在：在PC1PC1、PC2PC2、PC3PC3、PC4PC4、PC5PC5之间用之间用pingping命令测试网络的连通性，测试结果填入命令测试网络的连通性，测试结果填入表表3-33-3。(3

48、)(3)划分子网划分子网1 1u步骤步骤1 1：保持：保持PC1PC1、PC2PC2、PC3PC3三台计算机的三台计算机的IPIP地址不变，地址不变，而将它们的子网掩码都修改为而将它们的子网掩码都修改为255.255.255.224255.255.255.224。u步骤步骤2 2：在：在PC1PC1、PC2PC2、PC3PC3之间用之间用pingping命令测试网络的命令测试网络的连通性，测试结果填入表连通性，测试结果填入表3-43-4。(4)(4)划分子网划分子网2 2u步骤步骤1 1：保持：保持PC4PC4、PC5PC5二台计算机的二台计算机的IPIP地址不地址不变，而将它们的子网掩码都修

49、改为变，而将它们的子网掩码都修改为255.255.255.224255.255.255.224。u步骤步骤2 2：在：在PC4PC4、PC5PC5之间用之间用pingping命令测试网络命令测试网络的连通性，测试结果填入表的连通性，测试结果填入表3-53-5。(5)(5)子网子网1 1和子网和子网2 2之间连通性测试之间连通性测试u在在PC1PC1、PC2PC2、PC3(PC3(子网子网1)1)与与PC4PC4、PC5(PC5(子网子网2)2)之间用之间用pingping命令测试网络的连通性，测试结命令测试网络的连通性，测试结果填入表果填入表3-63-6。3.4.2 3.4.2 任务任务2:I

50、Pv62:IPv6协议的使用协议的使用 (1)(1)添加添加IPv6IPv6协议协议u步骤步骤1 1：右击桌面上的：右击桌面上的“网上邻居网上邻居”图标，在图标，在弹出的快捷菜单中选择弹出的快捷菜单中选择“属性属性”命令，在打命令，在打开的开的“网络连接网络连接”窗口中，右击窗口中，右击“本地连接本地连接”选项，在弹出的快捷菜单中选择选项，在弹出的快捷菜单中选择“属性属性”命命令，在打开的令，在打开的“本地连接属性本地连接属性”对话框中，对话框中，单击单击“安装安装”按钮，打开按钮，打开“选择网络组件类选择网络组件类型型”对话框。对话框。u步骤步骤2 2：选择：选择“协议协议”选项，再单击选项