IP地址规划与网络设备

1、计算机网络,IP地址规划与网络设备,目录,第一部分 网络协议 第二部分 IP地址规划 第三部分 网络设备,OSI参考模型 TCP/IP参考模型,第一部分 网络协议,1.1 OSI参考模型,1.1.1 OSI的由来,第一部分：网络协议,国际标准化组织（ISO），于1977年成立了专门机构研究不同体系结构网络的互连问题。不久，他们提出了使各种计算机在世界范围内互联的标准框架，这就是著名的开放系统互联参考模型OSI/RM（open systems interconnection / reference model），简称OSI,1.1 OSI参考模型,1.1.2 OSI结构,数据链路层,网络层,传输

2、层,会话层,表示层,应用层,物理层,通信子网,资源子网,涉及通信介质，向上层提供位(bit)信息的正确传送。,包括LLC和MAC，向上层提供无差错的帧信息传送。,利用下两层功能，向上层提供节点间报文分组传送。,屏蔽通信子网差异，向上层提供主机间信息传送。,信息格式的转换，保证所发送信息的准确可靠。,提供“增值”服务：半双工、差错纠正、传输控制。,实际的应用程序，如：telnet、ftp等。,第一部分：网络协议,1.2.1 TCP/IP演进历程,TCP/IP开发于：20世纪70年代，互联网的第一套协议。 TCP/IP的互通互连特性是互联网安全隐患的最大根源。 TCP/IP是一套协议簇，其中包括众

3、多的协议。,1.2 TCP/IP参考模型,第一部分：网络协议,1.2 TCP/IP参考模型,1.2.2 TCP/IP结构,组成帧、并在网络中进行传输。,网络接口层,提供常用的应用程序：FTP、email、Telnet。,原主机到目的主机的端到端应用程序间通信。,关键部分，分组无序的发向任何网络。,Internet层,传输层,应用层,第一部分：网络协议,1.2 TCP/IP参考模型,1.2.3 TCP/IP数据包,第一部分：网络协议,1.2.4 OSI和TCP/IP模型比较,1.2 TCP/IP参考模型,第一部分：网络协议,IP地址 子网划分 私有地址,第二部分 IP地址规划,2.1.1 IP地

4、址分配,如果使用TCP/IP协议，则需要设定IP地址； 每个主机的IP地址都必须是不同的； 一个主机可以有多个IP地址（多网卡、多地址）； IP地址分为两部分：网络标识、主机标识,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.1.2 IP各部分作用,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.1.3 IP地址级别,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.1.4 IP地址级别A类,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.1.4 IP地址级别B类,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.1.4 IP地址级别C类,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,A类地址：,B类地址：,

5、C类地址：,2.1.4 IP地址级别汇总,2.1 IP地址,第二部分：IP地址规划,2.2.1 划分子网原因（1）,2.2 子网划分,网络,,Internet,由于A、B、C网络中的主机数过大，为了管理和减少网络流量，需要将这些主机再次划分成小的网络。,第二部分：IP地址规划,2.2.1 划分子网原因（2）,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,子网掩码： 用一个32位的二进制数同原来的IP地址进行“与”操作，从而达到划分子网的目的。 地址结构： 划分了子网的IP地址由三部分组成：网络标识、子网标识、主机标识。 约束条件： 主机地址和子网地址都不能为全0或1。,2.2

6、.2 划分子网方法（1）,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,2.2.2 划分子网方法（2）,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,2.2.2 划分子网方法（3）,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,某公司有一个C类网络地址段54。先需要按照部分进行划分5个子网。问如何设定子网掩码，及各子网的地址范围？,1.因为是C类地址，故主机地址为X.X.X.1254； 2.在主机地址段中从高位取出3位（23265）做为子网地址； 3.计算子网掩码为：24，因为(11100000)2(224)10 4.计算各子网的地址范

7、围。,2.2.3 子网划分实例,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,2.2.3 子网划分实例,2.2 子网划分,第二部分：IP地址规划,2.3 私有地址,2.3 私有地址,第二部分：IP地址规划,集线器（HUB） 交换机 （SWITCH） 路由器 （ROUTER） 虚拟局域网（VLAN）,第三部分 网络设备,第三部分：网络设备,概述,3.1.1 中继器,3.1 HUB,第三部分：网络设备,中继器(RP repeater)是连接网络线路的一种装置, 常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备,负责在两个节点的物理层上按位传递信息, 完成信号的复制、调整和放大

8、功能, 以此来延长网络的长度。,543规则,3.1.2 集线器（HUB）定义,HUB：实现星型拓扑结构的非智能网络链接设备，可以看作是多个中继器或连接器的集合。,3.1 集线器,第三部分：网络设备,3.1.3 冲突域Collision Domain,冲突域：数据包产生和碰撞的一个网络区域。过多的冲突和碰撞严重影响了网络的传输性能。网桥、交换机和路由器可以做为网络的边界，从而将网络分割成不同的区域，成为分段（Segment）。,3.1 集线器,第三部分：网络设备,3.2.1 网桥（Bridge）定义,3.2 交换机,网桥：网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据

9、帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。,第三部分：网络设备,3.2.2 Bridge原理,Bridge端口记录的是什么地址？IP or MAC?,3.2 交换机,第三部分：网络设备,交换机：基于MAC地址进行交换和过滤的多端口网桥，能够有效降低冲突，提升网络相应速度。,3.2.3 Switch定义,3.2 交换机,第三部分：网络设备,3.2.4 介质访问,3.2 交换机,第三部分：网络设备,Switch的交换更快（基于硬件的实现），Bridge的交换是以软件来实现。 交换机具有较高的端口密度。 一些Switch支持直通式（cut-through）交换，而Bridge只支持存储转发（ sto

10、re-and-forward ）的交换方式。 Switch更好的降低了网络的冲突，它为每一个网段提供了独享带宽（dedicated bandwidth） 。,3.2.5 Switch 标记原理，汇集链路（Trunk link）的作用，两种封装协议：dot1q、isl。,3.4 VLAN,第三部分：网络设备,3.4.2 VLAN的实现,3.4 VLAN,第三部分：网络设备,3.4.3 VLAN的种类,3.4 VLAN,第三部分：网络设备,3.4.4 VLAN与子网的区别,3.4 VLAN,第三部分：网络设备,附录：双绞线概述,双绞线的两种类型,非屏蔽双绞线 (Unshielded Twisted-Pair, UTP) 屏蔽双绞线 (Shielded Twisted-Pair, STP) 比UTP多一层屏蔽层,双绞线的结构,双绞线的接头(RJ45),正面,侧面,双绞线的线材等级,准备工具和材料,UTP,压线钳,RJ45接头,护套,简易测线仪,连接UTP和RJ45接头,压制,练习题,1、以下四种网络互连设备中，哪一种是工作在数据链路层？ A.中继器 B.集线器 C.路由器 D.交换机 2、以下地址中哪个地址是私有地址？ A. B.1 C. D.202.117