计算机网络_课件.ppt

1、计算机网络,第三部分 计算机网络,3.1 计算机网络概述 3.2 计算机网络体系结构,3.1 计算机网络概述,计算机网络的形成与发展,一般来说，计算机网络的发展可以分为三个阶段：计算机终端网络、计算机通信网络和计算机网络。 1计算机终端网络,2计算机通信网络,3计算机网络 计算机通信网络与计算机网络的硬件组成大致相同，都是由主计算机系统、终端设备、通信设备和通信线路等所组成；在功能结构上都是将若干多机系统用高速线路连接起来，使主计算机之间能相互交换信息或调用任一主计算机系统的任何资源。要达到这个目的，需要解决不同系统互连的问题。1977年国家标准化组织ISO专门设立了一个委员会，提出了异种机构

2、系统的标准框架，即开放系统互连参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM）。,计算机网络的定义,利用通信线路和通信设备，把地理上分散、并具有独立功能的多个计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，由功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。计算机网络是指以实现远程通信和资源共享为目的，大量分散但又相互连接的计算机系统的集合。 美国信息学会对计算机网络的定义是：计算机网络是把地理位置上分散的以能够相互共享资源(硬件、软件、信息)的方式而连接起来，并且各自具有独立功能的计算机系统之集合。,计算机网络的功能,1共享硬件资

3、源 2共享软件资源 3共享信息资源 4通信功能 5分布式处理 6均衡负荷 7综合信息服务,计算机网络的应用,计算机网络可以应用于任何行业、任何领域，包括政治、经济、军事、科学、文教及生活等诸多方面。它为各行各业的生产与管理乃至人们的学习、工作与生活，提供了物质基础，使之进入了一种崭新的方式。 随着网络技术的发展和各种应用的需求，计算机网络应用的范围也在不断地扩大，应用领域越来越广，越来越深入，许多新的计算机网络应用系统不断地涌现出来，目前的网络应用可以说是无所不在，它涵盖了人类社会的方方面面，如工业自动化、辅助决策、虚拟大学、远程教育、远程医疗、管理信息系统、数字图书馆、电子博物馆、全球情报检

4、索与查询、网上购物、电子商务、视频会议、视频广播与点播、过程控制，等等。,计算机网络的基本组成,计算机网络由硬件和软件两大部分组成。网络硬件负责数据处理和数据转发，它为数据的传输提供一条可靠的传输通道。网络硬件包括计算机系统、通信线路和通信设备。网络软件是真正控制数据通信和实现各种网络应用的部分。软件包括网络协议及网络软件。网络软件的各种功能必须依赖于硬件去完成，而没有软件的硬件系统也无法实现真正端到端的数据通信。对于一个计算机网络系统而言，二者缺一不可。总体而言，计算机网络由计算机系统、通信线路和通信设备、网络协议及网络软件四个部分组成。这四部分就是计算机网络的基本组成部分，也常称之为计算机

5、网络的四大要素。,1计算机系统 2通信线路和通信设备 3网络协议 4网络软件,计算机网络的基本结构,根据计算机网络各组成部分的功能，将计算机网络划分为两个功能子网，即资源子网和通信子网。这就是计算机网络的逻辑结构： 资源子网提供访问网络和数据处理，以及管理和分配共享资源的功能，负责全网的数据处理业务。并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。 通信子网由各种通信设备和线路组成，承担资源子网的数据传输、转接和变换等通信处理工作。不同类型的网络，其通信子网的物理组成各不相同。,计算机网络的分类,1、按网络的地理覆盖范围分类 按网络的地理覆盖范围可分为局域网（Local Area Network，LA

6、N）、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）和广域网（Wide Area Network，WAN）。,2、按网络的拓扑结构分类 计算机网络的拓扑结构是指计算机网络节点和通信线路所组成的几何形状，是用图的形式来表示其关系的一种方式。网络拓扑结构反映出网络的结构关系，它对于网络的性能、可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，因此网络拓扑结构的设计在整个网络设计中占有十分重要的地位，在网络构建时，网络拓扑结构往往是首先要考虑的因素之一。 计算机网络中常见的拓扑结构有星型、总线型、环型、网状型和树型。,3、按网络的管理方式分类 网络按照其管理方式可以分为客户机/服务器网

7、络和对等网络。 4、按网络的使用范围分类 网络按照使用范围可分为公用网和专用网。,3.2 计算机网络体系结构,网络体系结构概述,网络体系结构就是为了完成计算机间的通信合作，把计算机互联的功能划分成有明确定义的层次，规定了同层次实体通信的协议及相邻层之间的接口服务。将这些同层实体通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。,协议,协议是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有以下三个要素： (1)语法(Syntax)：以二进制形式表示的命令和相应的结构，如数据与控制信息的格式、数据编码等， (2)语义(Scmantics)：由发出的命令请求、完成的动作和返回的响应组成的集合，其控制信息的

8、内容和需要做出的动作及响应。 (3)时序(Timing)：事件先后顺序和速度匹配。,分层设计,网络体系结构中采用层次化结构的好处有如下几点： 各层之间相互独立，高层不必关心低层的实现细节，只要知道低层所提供的服务，以及本层向上层所提供的服务即可，真正做到各司其职； 利于实现和维护，某个层次实现细节的变化不会对其他层次产生影响； 易于标准化。 层次化结构通常要遵循如下一些通用的原则： 层次的数量不能过多，真正需要的时候才划分一个层次； 层次的数量也不能过少，层次的数量应该保证能够从逻辑上将功能分开截然不同的功能最好不要合在同一层； 类似的功能放在同一层； 层次边界要选得合理，使层次之间的信息流量

9、最小。注意，这里不是要求数据流量小，而是指用于控制、交流的额外信息流量要尽量少。,相关概念,1. 实体和系统 2. 协议栈 3. 接口和服务 4. 面向连接的服务和无连接的服务 5. 服务原语 6. 协议数据单元 7. 服务和协议的关系,开放系统互连参考模型（OSI）,国际标准化组织 (International Standards Organization，ISO)在80年代提出的开放系统互联参考模型 (Open System Interconnection，OSI)，这个模型将计算机网络通信协议分为7层。这个模型定义了异构计算机连接标准的框架结构，它具有如下特点：,1、网络中异构的每个结点

10、均有相同的层次，相同层次具有相同的功能。 2、同一结点内相邻层次之间通过接口通信。 3、相邻层次间接口定义原语操作，由低层向高层提供服务。 4、不同结点的相同层次之间的通信由该层次的协议管理，每个层次完成对该层所定义的功能，修改本层次的功能不影响其他层。 5、仅在最低层进行直接数据传送。 6、定义模型的是抽象结构，并非具体实现的描述。,OSI网络体系结构如下页图所示。在OSI网络体系结构中、除了物理层之外，网络中数据的实际传输方向是垂直的。数据由用户发送进程发送给应用层，向下经表示层、会话层等到达物理层，再经传输媒体传到接收端，由接收端物理层接收，向上经数据链路层等到达应用层，再由用户获取。数

11、据在由发送进程交给应用层时，由应用层加上该层有关控制和识别信息，再向下传送，这一过程一直重复到物理层。在接收端信息向上传递时，各层的有关控制和识别信息被逐层剥去，最后数据送到接收进程。,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,会话层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,表示层,应用层,协议,7,6,5,4,3,2,1,ISO/OSI参考模型,现在，在制定网络协议和标准时，一般都把ISO/OSI参考模型作为参照基准，并说明与该参照基准的对应关系。例如，在IEEE802局域网LAN标准中，只定义了物理层和数据链路层，并且增强了数据链路层的功能。在广域网WAN协议中，CCITT的

12、X.25建议包含了物理层、数据链路层和网络层等3层协议。一般来说，网络的低层协议决定了一个网络系统的传输特性，例如所采用的传输介质、拓扑结构及介质访问控制方法等，这些通常由硬件来实现；网络的高层协议则提供了与网络硬件结构无关的，更加完善的网络服务和应用环境，这些通常是由网络操作系统来实现的。,1、物理层(Physical Layer) 物理层建立在物理通信介质的基础上，作为系统和通信介质的接口，用来实现数据链路实体间透明的比特 (bit) 流传输。只有该层为真实的物理通信，其他各层为虚拟通信。物理层实际上是设备之间的物理接口，物理层传输协议主要用于控制传输媒体。,1）物理层的特性 物理层提供与

13、通信介质的连接，提供为建立、维护和释放物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，提供在物理链路上传输非结构的比特流以及故障检测指示。物理层向上层提供比特信息的正确传送。 其中机械特性主要规定接口连接器的尺寸、芯数和芯的位置的安排、连线的根数等。电气特性主要规定了每种信号的电平、信号的脉冲宽度、允许的数据传输速率和最大传输距离。功能特性规定了接口电路引脚的功能和作用。规程特性规定了接口电路信号发出的时序、应答关系和操作过程，例如，怎样建立和拆除物理层连接，是全双工还是半双工等。,2）物理层功能 为了实现数据链路实体之间比特流的透明传输，物理层应具有下述功能： (1) 物理连接的建立与拆除

14、： 当数据链路层请求在两个数据链路实体之间建立物理连接时，物理层能够立即为它们建立相应的物理连接。若两个数据链路实体之间要经过若干中继数据链路实体时，物理层还能够对这些中继数据链路实体进行互联，以建立起一条有效的物理连接。当物理连接不再需要时，由物理层立即拆除。,(2)物理服务数据单元传输：物理层既可以采取同步传输方式，也可以采取异步传输方式来传输物理服务数据单元。 (3)物理层管理：对物理层收发进行管理，如功能的激活 (何时发送和接收、异常情况处理等)、差错控制 (传输中出现的奇偶错和格式错)等。,2、数据链路层 数据链路层（Data Link Layer）是OSI参考模型的第二层，介于物理

15、层与网络层之间。是OSI模型中极其重要的一层，它的主要任务是将一个原始的传输设施转变成一条逻辑的传输线路，在这条传输线路上，所有未检测出来的传输错误也会反映到网络层上。为了完成这个任务，数据链路层必须执行链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能。,在OSI参考模型中，数据链路层向网络层提供以下基本的服务： 数据链路建立、维护与释放的链路管理工作； 数据链路层服务数据单元帧的传输； 差错检测与控制； 数据流量控制； 在多点连接或多条数据链路连接的情况下，提供数据链路端口标识的识别，支持网络层实体建立网络连接； 帧接收顺序控制。,3、网络层(Net Work Layer) 网络层（Network

16、 Layer）定义网络层实体通信的协议，它确定从源节点沿着网络到目的节点的路由选择，并处理相关的控制问题，如交换、路由和对数据包阻塞的控制。 数据链路层协议是相邻两直接连接结点间的通信协议，它不能解决数据经过通信子网中多个转接结点的通信问题。设置网络层的主要目的就是要为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机提供服务、而网络用户不必关心网络的拓扑结构与所使用的通信介质。,数据链路层的任务是在相邻的两个结点间实现透明的无差错的帧级信息的传送，而网络层则需要在通信子网内把报文分组从源结点传送到目标结点。在网络层的支持下，如果两个终端系统的传输实体之间要进行通信，只需把要交换的数据交给它们的网络层

17、便可实现。至于网络层如何利用数据链路层的资源来提供网络连接，对传输层是透明的。,网络层控制分组传送操作，包括路由选择、拥塞控制和网络互联等功能，根据传输层的要求来选择服务质量，向传输层报告未恢复的差错。网络层传输的信息以报文分组为单位，它将来自源的报文转换成包文，并经路由选择算法确定路径，送往目的地。网络层协议用于实现这种传送中涉及的中继结点路由选择、子网内的信息流量控制以及差错处理等。,OSI参考模型规定网络层的主要功能有以下三点。 （1）路径选择与中继。在点到点连接的通信子网中，信息从源节点出发，要经过若干个中继节点的存储转发后才能到达目的节点。通信子网中的路径是指从源节点到目的节点之间的

18、一条通路，它可以表示为从源节点到目的节点之间的相邻节点及其链路的有序集合、 一般在两个节点之间都会有多条路径选择。路径选择是指在通信子网中，源节点和中间节点为将报文分组传送到目的节点而对其后继节点的选择，这是网络层所要完成的丰要功能之一。 （2）流量控制。网络中多个层次都存在流量控制问题，网络层的流量控制则对进入分组交换网的通信量加以一定的控制，以防因通信量过大造成通信子网性能下降。 （3）网络连接建立与管理。在面向连接服务中，网络连接是传输实体之间传送数据的逻辑的、贯穿通信子网的端对端通信通道。,4、传输层(Transport Layer) 从传输层向上的会话层、表示层和应用层都属于端端的主

19、机协议层。传输层是网络体系结构中最核心的一层，传输层将实际使用的通信子网与高层应用分开。从这一层开始，各层通信全部是在源与目标主机上的各进程间进行的，通信双方可能经过多个中间结点。传输层为源主机和目标主机之间提供性能可靠、价格合理的数据传输。具体实现是在网络层的基础上再增添加一层软件，使之能屏蔽掉各类通信子网的差异，向用户提供一个通用接口，使用户进程通过该接口，能够方便地使用网络资源并进行通信。,1) 传输层功能 传输层(Transport Layer)的任务是向用户提供可靠的、透明的、端到端(End to End)的数据传输，以及差错控制和流量控制机制。由于它的存在，网络硬件技术的任何变化对

20、高层都是不可见的，也就是说，会话层、表示层、应用层的设计不必考虑底层硬件细节，因此传输层的作用十分重要。,5、会话层(Session Layer) 会话是指两个用户进程之间的一次完整通信。会话层提供不同系统间两个进程建立、维护和结束会话连接的功能；提供交叉会话的管理功能，其中有一路交叉、两路交叉和两路同时会话的3种数据流方向控制模式。会话层是用户连接到网络的接口。,1）会话层的主要功能 会话层的目的是提供一个面向应用的连接服务。建立连接时，将会话地址映射为传输地址。会话连接和传输连接有3种对应关系，一个会话连接对应一个传输连接；多个会话连接建立在一个传输连接上；一个会话连接对应多个传输连接。

21、数据传送时，可以进行会话的常规数据、加速数据、特权数据和能力数据的传送。 会话释放时，允许正常情况下的有序释放；异常情况下由用户发起的异常释放和服务提供者发起的异常释放。,2）会话活动 会话服务用户之间的交互对话可以划分为不同的逻辑单元，每个逻辑单元称为活动。每个活动完全独立于它前后的其他活动，且每个逻辑单元的所有通信不允许分隔开。 会话活动由会话令牌来控制，保证会话有序进行。会话令牌分为4种，数据令牌、释放令牌、次同步令牌和主同步令牌。令牌是互斥使用会话服务的手段。 会话用户进程间的数据通信一般采用交互式的半双工通信方式。由会话层给会话服务用户提供数据令牌来控制常规数据的传送，有数据令牌的会

22、话服务用户才可发送数据，另一方只能接收数据。当数据发完之后，就将数据令牌转让给对方，对方也可请求令牌。,3）会话同步 在会话服务用户组织的一个活动中，有时要传送大量的信息，如将一个文件连续发送给对方，为了提高数据发送的效率，会话服务提供者允许会话用户在传送的数据中设置同步点。一个主同步点表示前一个对话单元的结束及下一个对话单元的开始。在一个对话单元内部或者说两个主同步点之间可以设置次同步点，用于会话单元数据的结构化。当会话用户持有数据令牌、次同步令牌和主同步令牌时就可在发送数据流中用相应的服务原语设置次同步点和主同步点。,一旦出现高层软件错误或不符合协议的事件则发生会话中断，这时会话实体可以从

23、中断处返回到一个已知的同步点继续传送，而不必从文件的开头恢复会话。会话层定义了重传功能，重传是指在已正确应答对方后，在后期处理中发现出错而请求的重传，又称为再同步。为了使发送端用户能够重传，必须保存数据缓冲区中已发送的信息数据，将重新同步的范围限制在一个对话单元之内，一般返回到前一个次同步点，最多返回到最近一个主同步点。,6、表示层(Presentation Layer) 表示层的目的是处理信息传送中的数据表示问题。由于不同厂家的计算机产品常使用不同的信息表示标准，例如在字符编码、数值表示以及字符等方面存在着差异。如果不解决信息表示上的差异，通信用户之间就不能互相识别。因此，表示层要完成信息表

24、示格式转换，转换可以在发送前，也可以在接收后进行，也可以要求双方都转换为某种标准的数据表示格式。,所以表示层的主要功能是完成被传输数据表示的解释工作，包括数据转换、数据加密和数据压缩等。表示层协议主要功能有：为用户提供执行会话层服务原语的手段；提供描述负载数据结构的方法；管理当前所需的数据结构集和完成数据的内部与外部格式之间的转换。例如，确定所使用的字符集、数据编码以及数据在屏幕和打印机上显示的方法等。表示层提供了标准应用接口所需要的数据表示形式。,7、应用层(Application Layer) 作为用户访问网络的接口层，应用层给应用进程提供了访问OSI环境的手段。 应用进程借助于应用实体

25、(AE)、实用协议和表示服务来交换信息，应用层的作用是在实现应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务功能。当然，这些服务功能与所处理的业务有关。,数据的封装与传递,在OSI参考模型中，同等层之间经常要进行信息交换。对等层协议之间需要交换的信息单元叫做协议数据单元（PDU，protocol data unit）。节点对等层之间的通信除物理层之间直接进行信息交换外，其余对等层之间的通信并不直接进行（例如两个节点的链路层之间进行通信），它们需要通过借助于下层提供的服务来完成，对等层之间的通信为虚拟通信。实际通信是在相邻层之间通过层间接口进行。如图1-10所示。,当某一层需要使用下一层提供

26、的服务传送自己的PDU时，其当前层的下一层总是先将上一层的PDU变为自己PDU的一部分，然后利用更下一层提供的服务将信息传递出去。如图1-10中，节点的传输层要把某一信息T-PDU传送到节点的传输层的，首先将T-PDU交给节点的网络层，节点的网络层在收到T-PDU之后，将在T-PDU上加上若干比特的控制信息（即报头header）变为自己PDU（N-PDU），然后再利用其下层链路层提供的服务将数据发送出去。以此类推，最终将这些信息变为能够在传输介质上传输的数据，并通过传输介质将信息传送到节点。,为了实现对等层通信，当数据需要通过网络从一个节点传送到另一节点前，必须在数据的头部（和尾部）加入特定的

27、协议头（和协议尾）。这种增加数据头部（和尾部）的过程叫做数据打包或数据封装。同样，在数据到达接收节点的对等层后，接收方将识别、提取和处理发送方对等层增加的数据头部（和尾部）。接收方这种将增加的数据头部（和尾部）去除的过程叫做数据拆包或数据解封。图1-11显示了数据的封装与解封过程。,TCP/IP体系结构,TCP/IP协议是目前最流行的商业化网络协议，尽管它不是某一标准化组织提出的正式标准，但它已经被公认为目前的工业标准或“事实标准”。因特网之所以能迅速发展，就是因为TCP/IP协议能够适应和满足世界范围内数据通信的需要。TCP/IP协议具有以下几个特点。,（1）开放的协议标准，可以免费使用，并

28、且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 （2）独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，以及互联网中。 （3）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都有惟一的地址。 （4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。,TCP/IP体系结构的层次划分,TCP/IP的分层体系结构与ISO/OSI参考模型有一定的对应关系,TCP/IP体系结构中各层的功能,（1）网络接口层 在TCP/IP分层体系结构中，最底层是网络接口层，它负责通过网络发送和接收IP数据报。TCP/IP体系结构并未对网络接口层使用权的协议做出强硬的规定，它允许主机连入网络时使用多种现成的和流行的协议，例如局域网

29、协议或其他一些协议。,互联层是TCP/IP体系结构的第二层，它实现的功能相当于OSI参考模型网络层的无连接网络服务。互联层负责将源主机的报文分组发送到目的的主机，源主机与目的主机可以在一个网上，也可以在不同的网上。,互联层,互联层的主要功能包括： 1）处理来自传输层的分组发送请求。在收到分组发送请求之后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择发送路径，然后将数据报发送到相应的网络输出线。 2）处理接收的数据报。在接收到其他主机发送的数据报之后，检查目的地址，如需要转发，则选择发送路径，转发出去；如目的地址为本节点IP地址，则除去报头，将分组送交给传输层处理。 3）处理互联的路径、流控与拥塞问题。

30、,传输层,互联层之上是传输层，它的主要功能是负责应用进程之间的端-端（Host-to-host）通信。在TCP/IP体系结构中，设计传输层的主要目的是在互联网中源主机与目的主机的对等实体之间建立用于会话的端-端连接。因此，它与OSI参考模型的传输层功能相似。,TCP/IP体系结构的传输层定义了传输控制协议（TCP，transport control protocol）和用户数据报协议（UDP,user datagram protocol）两种协议。 TCP协议是一种可靠的面向连接的协议，它允许将一台主机的字节流（byte stream）无差错地传送到目的主机。 UDP协议是一种不可靠的无连接协

31、议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序检查与排序由应用层完成。,应用层,在TCP/IP 体系结构中，应用层是最靠近用户的一层。它包括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议加入。其主要协议包括：,1）网络终端协议（Telnet），用于实现互联网中远程登陆功能； 2）文件传输协议（FTP ,file transfer protocol），用于实现互联网中交互式文件传输功能； 3）简单邮件传输协议（SMTP simple mail transfer protocol），用于实现互联网中邮件传送功能； 4）域名系统（DNS, domain name system），用于实现互联网设备

32、名字到IP地址映射的网络服务；,5）超文本传输协议（HTTP, byper text transfer protocol），用于目前广泛使用的Web服务； 6）路由信息协议（RIP, routing information protocol），用于网络设备之间交换路由信息； 7）简单网络管理协议（SNMP, simple network file system），用于管理和监视网络设备； 8）网络文件系统（NFS, network file system），用于网络中不同主机间的文件共享。,TCP/IP的协议组合,3.3 TCP/IP,网络互连协议TCP/IP,TCP/IP是组协议，其中TCP

33、和IP是两个最重要的协议。 TCPIP协议的应用越来越广泛，Internet也全面采用TCP/IP协议。Internet之所以能发展到今天这样的规模很大程度上得益于TCP/IP协议。目前TCP/IP已成为互联网上唯一的语言。,TCPIP协议簇,网络互连协议IP,网络互连协议IP（Internet Protocol）是网络互连层协议，是TCP/IP协议簇中最重要的协议。IP协议的主要功能包括无连接的数据包(Packet)传送、数据包寻径和差错处理三部分。协议的内容有IP报文(即IP包)的类型、格式与定义、IP报文的地址(IP地址)及其分配方法、IP报文的路由选择和数据转发、IP报文的分段与重组等

34、。 IP协议向传输层提供统一的IP数据包和统一的IP地址，它将各种网络技术的帧格式和地址格式等的差异屏蔽起来，这些差异与上层无关，使异种网在IP层达到统一，实现异种网的互连。,IP协议提供的是一种无连接服务。无连接服务的工作方式是在发送数据包之前，源和目的端之间不建立连接，每个IP数据包都是独立发送的，因此在IP包中必须包含目的IP地址。 IP协议是一种尽力传递的服务，它只管把数据分组从源端传送到目的端，无论传输的正确与否，IP都不作任何验证，不发确认，也不保证分组的正确顺序。因此，IP是一种不可靠的传输，其可靠性主要体现在传输层。 IP协议根据其版本分为IPv4（32位）和IPv6（128位

35、）协议。,IP数据包的报文格式,IP数据包是IP协议的基本数据单元，它由数据包头(header)和数据两部分内容组成 。,Internet地址,Internet地址即IP地址，通常也叫互联网地址。IP地址是用来惟一标识互联网上计算机的逻辑地址。每台连网计算机都用IP地址来标识自己，并依靠IP地址与互联网上的其他站点互相区分、相互联系。因此，IP地址必须惟一。为了保证IP地址的惟一性，IP地址由统一的组织负责分配。IP地址在整个IP协议规范中处于很重要的地位。,IP地址的长度为32位(4个字节)，采用点分十进制数表示方法，即每个地址被表示为4个以小数点隔开的十进制整数，每个整数对应1个字节，如1

36、65112205120。 32位的IP地址由网络号和主机号两部分构成。其中，网络号就是网络地址，用于标识某个网络。主机号用于标识在该网络上的一台特定的主机。位于相同物理网络上的所有主机具有相同的网络号。,为了适应于不同规模的物理网络，IP地址分为A、B、C、D、E五类，但在Internet上可分配使用的IP地址只有A、B、C三类。这三类地址统称为单目传送(unicast)地址，因为这些地址通常只能分配给惟一的一台主机。 D类地址被称为组播(multicast)地址，组播地址可用于视频广播或视频点播系统，而E类地址尚未使用，保留给将来的特殊用途。,不同类别的IP地址的网络号和主机号的长度划分不同

37、，它们所能识别购物理网络数不同，每个物理网络所能容纳的主机个数也个同。 A类地址的第个字节的最高位为“0”，网络号占1个字节(8位)，主机号占3个字节(24位)。A类地址可识别128个不同的物理网络或虚拟网，每个A类子网可容纳1600万台主机。 B类地址的第一个字节的前2位是“10”，网络号占2个字节(16位)，主机号占2个字节(16位)。B类地址可识别16384个不同的物理网络或虚拟网，每个B类子网可容纳65536台主机。 C类地址的第一个字节的前3位为“110”，网络号占3个字节(24位)，主机号占1个字节(8位)。C类地址可识别200万个不同的物理网络或虚拟网，每个C类子网内最多有256

38、台主机。 D类地址的前4位为“1110”，E类地址的前5位为“11110”。,每种地址类别第一个字节的取值范围,子网和掩码,通过将IP地址的主机号部分进一步划分为子网号和主机号的方法，把一个包含大量主机的网络划分成许多小的网络，每个小的网络就是一个子网。每个子网都是一个独立的逻辑网络、独立的广播域。它可以隔离广播信息，缩小广播域，以提高网络性能。划分子网后使网络便于管理和隔离故障，提高网络的可靠性，而且还可以更有效地利用IP地址空间。 掩码用来确定如何划分IP地址的网络号、子网号和主机号，它可将主机地址部分进一步划分为子网地址和主机地址。,掩码是一个与IP地址相对应的32位数字。它和IP地址一

39、样也用4个点分十进制数表示，如2552552550。掩码的一些位为1，另一些位为0。二进制位为“1”所对应的IP地址位是网络号和子网号。掩码的二进制位为“0”所对应的IP地址位是主机号。 这样通过掩码将IP地址中的主机地址段再分为子网号和主机号，使网络号的位数加长，其结果是不但把大网划分成了若干个小网，而且还增加了网络的个数。这时的网络地址应为网络号加子网号，它们共同标识一个网络。,如IP地址16211512910，原本是一个B类地址，它的前两个字节是网络号，标准掩码255.25500，网络地址是1621150.0。如果掩码设置为255.255.255O，则第3个字节变为子网号，第4个字节仍为

40、主机号，其网络地址为1621151290。,如一个C类网络地址202112410，可以利用掩码24，把该网络分为8个子网，每个子网的网络地址是：202112410，2021124132，2021124164，2021124196，202 . 112. 41128，20211241160，20211241192，202112. 41224， 且每个子网内最多可有31台主机。 IP地址的网络号和子网号加上主机号部分的所有位为“0”的地址被定义为网络地址，如1621150. 0。网络地址是非常重要的，数据包寻径就基于目的网络地址。用IP地址和掩码进行二进制与运算则得到网络地址。,IP地址的网络地址部分为