数据培训-TCP-IP原理及子网规划

TCP IP原理及子网规划 巢湖移动通信分公司 学习目标 描述TCP IP协议与OSI参考模型描述TCP IP协议栈各层次功能和原理描述IP地址分类和应用进行子网地址划分 学习完本课程 您应该能够 课程内容 TCP IP协议和OSI参考模型 TCP IP协议栈具有简单的分层设计 与OSI参考模型有清晰的对应关系 OSI参考模型 TCP IP TCP IP协议栈 应用层 传输层 网络层 数据链路层 提供应用程序网络接口 建立端到端连接 寻址和路由选择 物理介质访问 二进制数据流传输 物理层 TCP IP协议数据封装 应用层 文件传输FTP TFTP邮件服务SMTP POP3网络管理SNMP Telnet Ping Tracert网络服务HTTP DNS WINS 传输层协议概述 端口号 传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序 80 20 21 23 25 53 69 161 网络层协议概述 网络接入层 应用层 传输层 网络层 IP ARP RARP ICMP ARP 地址解析协议 需要10 0 0 2的MAC地址 IP 10 0 0 1 24MAC 00 E0 FC 00 00 11 IP 10 0 0 2 24MAC 00 E0 FC 00 00 12 ARPRequest 10 0 0 2对应的MAC 00 E0 FC 00 00 12 RARP 反向地址解析协议 我的IP地址是什么 无盘工作站 RARPServer RARPRequest 你的IP地址是10 0 0 1 ICMP协议 B可达吗 ICMPEchoRequest 我在 A B 主机查找 假设一台主机A 其IP地址为a1 a2 a3 a4 掩码为m1 m2 m3 m4 从主机A发报文给主机B B的地址为b1 b2 b3 b4 则 主机A首先要判断主机B在掩码m1 m2 m3 m4下与自己是不是属于同一个子网1 如果是的话 A查找自己的ARP表 看有没有B的MAC地址 1 1有B的MAC地址 直接通信 1 2没有 A向外广播ARP请求报文 解析B的MAC地址 主机查找 续 2 如果不是的话 A查找网关的IP地址将数据包直接发给网关 数据包如何被进一步转发给B由网关负责网关主机的网络出口一般情况下必须配置网关的地址必须和本机在同一个子网主机配置网关相当于给主机配置一条缺省路由 课程内容 IP地址介绍 IP地址唯一标示一台网络设备私有IP地址 IP地址分类 IP地址分类 续 用点分十进制形式表示地址范围 A类 1 0 0 0 126 255 255 255B类 128 0 0 0 191 255 255 255C类 192 0 0 0 223 255 255 255D类 224 0 0 0 239 255 255 255E类 240 0 0 0 255 255 255 254 特殊IP地址 私有IP地址 私有IP地址是由InterNIC预留的由各个企业内部自由支配的IP地址 但私有IP地址不能直接访问Inernet 必须要经过地址转换 NAT 预留的私有IP地址有 A类 10 0 0 0 10 255 255 255B类 172 16 0 0 172 31 255 255C类 192 168 0 0 192 168 255 255 引入子网掩码的原因 IP地址资源短缺子网掩码使用与IP地址一样的格式 子网掩码的网络部分和子网部分全都是1 主机部分全都是0 子网掩码 缺省的子网掩码 自然掩码 如果没有进行子网划分 将采用如下的自然掩码 A类 255 0 0 0B类 255 255 0 0C类 255 255 255 0 无子网编址 无子网编址是指使用自然掩码 不对网段进行细分 比如B类网段172 16 0 0 采用255 255 0 0作为掩码 带子网编址 B类网段172 16 0 0 172 16 8 1 255 255 255 0 172 16 4 1 255 255 255 0 子网规划 子网规划的核心工作 掩码界定确定掩码中1的位数或者0的位数如果要求子网能容纳n台主机 掩码中0的位数 代表主机的位数 为M 则 M Log2 n 2 代表上取整运算n 2代表加上一头一尾的网络地址和广播地址例n 13则M 4 子网规划举例 201 222 5 0 255 255 255 0 201 222 5 8 255 255 255 248 201 222 5 16 255 255 255 248 201 222 5 24 255 255 255 248 201 222 5 32 255 255 255 248 201 222 5 9 255 255 255 248 201 222 5 17 255 255 255 248 201 222 5 25 255 255 255 248 201 222 5 33 255 255 255 248 B类子网规划实例 C类子网规划实例 变长子网掩码 VLSM 192 168 1 32 27 192 168 1 64 27 192 168 1 96 27 192 168 1 128 27 192 168 1 160 30 192 168 1 164 30 192 168 1 168 30 192 168 1 172 30 ISP 通告192 168 1 0 无类域间路由 CIDR CIDR减少了路由表的规模 增了网络的可扩展性 子网判定 给定一个地址A及其掩码M 判定地址B在掩码M下和A是否属于同一个子网用在路由匹配 路由查找中离开掩码 谈论地址A和B是否在同一子网毫无意义 非常重要 子网判定实例 判定实例PC机地址18 56 75 27掩码255 255 240 0目的地址18 56 82 23 子网快速判定 一 快速判定方法关注掩码中非0的字节256减去掩码中各个非0的字节两个地址的对应部分分别除以刚才减的结果下取整比较下取整的结果都相同 则属于同一子网否则 属于不同子网 子网快速判定 二 快速判定实例PC机地址18 56 75 27掩码255 255 240 0目的地址18 56 82 23掩码前两个字节为255256 255 1结果一目了然掩码第三个字节为240256 240 16 75 16 4 82 16 5 代表下取整运算结论在给定掩码下两个地址属于不同子网 地址界定 一 给定一个地址A和掩码M 给出在M下A所属的子网网络地址和子网广播地址同样离不开掩码的限制 地址界定 二 对机器来说 很简单列出地址A和掩码M的二进制形式对掩码中1的位 A对应的内容不变 对掩码中0的位 A对应的内容变为0结果为子网网络地址对掩码中1的 位A对应的内容不变 对掩码中0的位 A对应的内容变为1结果为子网广播地址 地址界定 三 对人工来说 子网网络地址界定掩码M分解为三部分255 0和其它假设值为N掩码中255的部分A对应字节不变掩码中0的部分A对应字节变为0掩码中N的部分假设A对应字节的值为P 同时令L 256 N令H P L 代表下取整运算令K HxL掩码中N的部分A对应字节变为K最后的结果即为在M下A所属的子网网络地址 地址界定 四 对人工来说 子网广播地址界定掩码M分解为三部分255 0和其它假设值为N掩码中255的部分A对应字节不变掩码中0的部分A对应字节变为255掩码中N的部分假设A对应字节的值为P 同时令L 256 N令H P L 代表下取整运算令K H 1 xL 1掩码中N的部分A对应字节变为K最后的结果即为在M下A所属的子网广播地址 地址界定 五 地址界定实例IP地址 211 167 138 37掩码 255 255 240 0子网网络地址 138 16