第8章 计算机网络层协议.PPT

page1 46 第5 7章内容回顾 数据链路层的功能以太网的csma cd 帧格式和mac地址以太网交换机的转发原理配置交换机的主机名 密码 ip地址和网关划分vlan的作用vlan的种类静态动态vlan和vlantrunk的配置 计算机网络层协议 第8章 page3 46 课程目标 掌握ip地址的分类能够进行子网划分计算能够根据子网掩码的长度计算出子网中可用的主机数量能够根据网络中要求的子网数和每子网主机数计算出掩码的长度理解网络层的协议的工作原理了解arp rarp和icmp协议的工作过程了解arp rarp和icmp协议在什么情况下使用了解代理arp的工作原理 page4 46 本章结构 网络层 网络层数据 ip数据包格式 网络层地址 ip地址 网络层协议 可变长子网掩码 ip地址分类 arp协议 icmp协议 page5 46 网络层的功能 定义了基于ip协议的逻辑地址连接不同的媒介类型选择数据通过网络的最佳路径 page6 46 ip包头的格式 20字节 版本字段 ipv4 优先级与服务类型 提供3层的qos ip包头部长度 因为长度可变 因此需要定义 ip数据总长度 上层来的数据到ip层会被分段 这几个字段用来对数据包进行标识 使在数据到达目的端重组的时候 不会乱序 生命周期字段 经过一个路由器值减1 为0时 数据包丢弃 为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去 协议字段 用来标识封装的上层数据是udp还是tcp udp是17 tcp是6 page7 46 ip地址的作用 192 168 1 0 192 168 2 0 192 168 3 0 用来标识一个节点的网络地址 page8 46 2进制 10进制逢10升位包含数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 92进制逢2升位只包含数字0 1 page9 46 2 10进制转换 10进制的8转换成2进制数是多少 因此 10进制的8转换成2进制为1000 8 2 4 2 2 2 1 0001 余数 page10 46 10 2进制转换 2进制的1001对应10进制数是多少 因此 2进制的1001是10进制中的9 1001 23222120 23 0 0 20 8 1 9 page11 46 ip地址的组成 点分十进制 最大值 10101100 二进制 十进制例子 二进制例子 255 255 255 255 network host 1286432168421 11111111 11111111 11111111 11111111 00010000 01111010 11001100 172 16 122 1 8 9 16 17 24 25 32 1286432168421 1286432168421 1286432168421 32bits 202 255 10101100 page12 46 ip地址的分类 page13 46 子网掩码的使用 子网掩码 255 0 0 0 网络id相同 在同一网段 可以通信 255 255 0 0 100 0 0 0 50 20 2 100 50 0 0 20 2 a与c不在同一网段 不能通信 255 255 255 0 100 50 20 0 2 a与c d不在同一网段 不能通信 page14 46 划分子网 划分子网的作用通过将子网掩码变长 将大的网络划分成多个小的网络 page15 46 网络172 16 0 0 掩码255 255 0 0 172 16 0 0 未划分子网的ip地址 172 16 0 1 172 16 0 2 172 16 0 3 172 16 255 253 172 16 255 254 page16 46 划分子网后的ip地址 172 16 1 0 172 16 2 0 172 16 3 0 172 16 4 0 掩码变成255 255 255 0 网络划分为172 16 1 0 172 16 2 0 172 16 254 0 网络id page17 46 变长子网掩码 vlsm 标准长度的子网掩码 255 0 0 0或 8255 255 0 0或 16255 255 255 0或 24可变长的子网掩码 128 10000000 例如 255 255 255 128或 25192 11000000 例如 255 255 192 0或 18224 11100000 例如 255 255 255 224或 27240 11110000 例如 255 240 0 0或 12248 11111000 例如 255 255 255 248或 29252 11111100 例如 255 255 255 252或 30 page18 46 子网计算4 1 othersubnets 192 168 1 32 192 168 1 64 192 168 1 96 子网掩码为255 255 255 224时 可以划分的子网个数和每子网的主机数是多少 page19 46 子网计算4 2 网络id可以是 主机id可以是 000010001000011 11110 192 168 1 0 掩码由 24变为 27 255 255 255 224 将掩码变成2进制224 11100000000001010011100101110111 page20 46 子网计算4 3 3 网络id变成10进制 00000000 000100000 25 3201000000 26 6401100000 26 25 9610000000 27 12810100000 27 25 16011000000 27 26 19211100000 27 26 25 2244 主机id变成10进制 00001 20 100010 21 200011 21 20 3 11110 24 23 22 21 30 page21 46 子网计算4 4 可用的网段是 192 168 1 0192 168 1 32192 168 1 64192 168 1 96192 168 1 128192 168 1 160192 168 1 192192 168 1 224 每段可用的ip地址是 192 168 1 1 192 168 1 30192 168 1 33 192 168 1 62192 168 1 65 192 168 1 94192 168 1 96 192 168 1 126192 168 1 129 192 168 1 158192 168 1 161 192 168 1 191192 168 1 193 192 168 1 222192 168 1 225 192 168 1 254 page22 46 othersubnets 192 168 5 16 192 168 5 32 192 168 5 48 20个子网每子网5台主机c类ip地址 192 168 5 0 子网规划2 1 应该使用的子网掩码的长度是多少 page23 46 子网规划2 2 2n 202m 2 5m n 8当n 5时 2n 32 20m 3 2m 2 6 5因此 掩码为29位 255 255 255 248 page24 46 阶段总结 ip数据包格式ip数据包头部长度为多少个字节 在ip数据包头中主要包含哪些信息 ip地址的分类a b c类地址的地址范围是什么 d类地址是什么地址 子网掩码的作用是什么 可变长子网掩码的计算以及子网规划 page25 46 阶段练习 ip数据包头中的timetolive表示什么 有什么作用 152 11 22 33是哪一类ip地址 掩码长度应该是多少 192 168 100 0 26 包含的子网数与每子网包含的主机数是多少 每个子网的网络地址是什么 你是abc公司的网络管理员 公司原来使用192 168 2 0网段 现在公司网络重新设计 并划分vlan 公司共有5个部门 最大的部门30人 子网掩码的长度是多少 page26 46 arp协议4 1 ip地址解析为mac地址主机10 1 1 1想发送数据给主机10 1 1 2 检查缓存 发现没有10 1 1 2的mac地址 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 arpcacheinternetadressphysicaladresstype page27 46 arp协议4 2 ip地址解析为mac地址主机10 1 1 1发送arp广播 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 我需要10 1 1 2的mac地址 page28 46 arp协议4 3 ip地址解析为mac地址所有主机都接收到10 1 1 1的arp广播 但只有10 1 1 2给它一个单播回复 并缓存10 1 1 1的mac地址 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 我的mac地址是0800 0020 1111 page29 46 arp协议4 4 ip地址解析为mac地址主机10 1 1 1将10 1 1 2的mac地址保存到缓存中 发送数据 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 arpcacheinternetadressphysicaladresstype10 1 1 20800 0020 1111dynamic page30 46 arp缓存的查询 在windows操作系统中 在cisco路由器上 r2 showiparpprotocoladdressage min hardwareaddrtypeinterfaceinternet10 1 1 2 0013 c3c0 04c0arpafastethernet0 0internet10 1 1 100013 8044 ff40arpafastethernet0 0 page31 46 rarp协议2 1 mac地址解析为ip地址主机a需要一个ip地址 发送rarp广播 10 1 1 254 10 1 1 3 10 1 1 4 a 我需要一个ip地址 我的mac是0800 0020 1111 page32 46 rarp协议2 2 mac地址解析为ip地址主机10 1 1 254是分配ip地址的server 它将给a一个回复 10 1 1 254 10 1 1 3 10 1 1 4 a 你的ip地址是10 1 1 1 page33 46 代理arp工作原理2 1 10 1 1 1 10 1 1 2 ip地址解析为网关的接口mac地址主机10 1 1 1需要给不在同一网段的主机172 16 1 1发送数据 但是不知道它的mac地址 因此发送arp广播 10 1 1 254 我需要知道172 16 1 1的mac地址 page34 46 代理arp工作理2 2 10 1 1 1 10 1 1 2 ip地址解析为网关的接口mac地址网关10 1 1 254给10 1 1 1一个单播回复 将自己的接口mac地址告诉给10 1 1 1 10 1 1 254 用我的mac地址封装数据帧吧 我的mac是0800 0020 2222 page35 46 icmp协议 icmp消息通过ip数据报传送 被用来发送错误和控制信息 icmp定义了很多信息类型 例如 目的地不可达ttl超时信息请求信息应答地址请求地址应答 page36 46 icmp协议的应用2 1 icmp检测双向通路的连通性ping命令使用icmp协议ping t a l字节数 ip adress target name page37 46 icmp协议的应用2 2 在一台计算机上向远程主机发起ping连接时 可能收到的返回信息有 连接建立成功replyfrom192 168 1 1 bytes 32time 1msttl 128目标主机不可达destinationhostunreachable 请求时间超时requesttimedout 未知主机名unknownhostabc page38 46 ping命令的参数3 1 t 一直ping 直到手动关闭 c 为止 page39 46 ping命令的参数3 2 a 显示对方的主机名 page40 46 ping命令的参数3 3 l字节数 发送指定大小的ping包 page41 46 阶段练习 在主机上怎样查看arp缓存表 重新启动计算机 arp缓存表中的条目还存在吗 page42 46 本章总结 网络层 网络层数据 ip数据包格式 网络层地址 ip地址 网络层协议 可变长子网掩码 ip地址分类 arp协议 icmp协议 默认长度为20字节 ip数据包头长度是多少 ttl字段的作用是什么 表示ip数据包的生命周期 每经过一个网段 数值减1 protocol字段的含义是什么 协议字段 用来标识上层协议是tcp还是udp tcp协议号为6 udp协议号为17 sourceipadress 源ip地址 发送端的ip地址 destinationipadress 目标ip地址 接收端的ip地址 a 1 126b 128 191c 192 223d 224 239 vlsm 改变掩码的长度 来划分多个子网 arp 知道ip地址 查找mac地址 检测网络连接情况 ping命令 rarp 知道mac地址 查找ip地址 代理arp 路由器充当主机的arp代理 以自