计算机网络技术网络层

1、网络层 目录 一一 、IP协议 二 、IP地址划分 三 、路由协议 1 、IP协议 1.1 IP协议 Internet中使用的是TCP/IP协议。其中网际协议IP是 用于互联计算机网络而进行通信的协议，因此这一层 也称为IP层。 在这一层中还有三个协议与IP协议配套使用。 地址解析协议ARP； 逆地址解析协议RARP； Internet控制报文协议ICMP； 1、IP地址 IP地址是一个与底层物理地址无关的，整网统一 的32位的编址方案，即IP层的地址。 Internet指导委员会IAB为IP地址定义了五种类型， 分别适应不同规模的网络。每个IP地址都由网络 号和主机号组成，但标号的长度不同，

2、因此各类 IP地址其可能容纳的网络数目及每个网络可能容 纳的主机数目区别很大。 1.2 IP地址 1.3 TCP/IP地址 NETWORKHOST 32 Bits 1351351001. 8 Bits 1 Byte 8 Bits 1 Byte 8 Bits 1 Byte 8 Bits 1 Byte 一个IP地址用0255之内的4个十进制数表示，国际通行一种 点分十进制表示法。如：135.135.100.1135.135.100.1 每一个十进制数代表32位地址的其中8位,称为八位位组 每个IP地址都由两部分组成：网络号和主机号 1.4 IP地址的结构 IP网络：135.135.0.0 节点A：

3、100.1 1351351001 网络地址节点地址 IP地址： IP地址：地址：四个字节组成，如四个字节组成，如135.135.100.1 由网络号和节点号组成由网络号和节点号组成 首字节决定网络类型首字节决定网络类型 R 1.5 IP地址类 IP寻址标准最初并没有提供地址类，为了便于管理， IP地址分为五类，其中A、B、C三类是基本类型。 0 0 10 110 1110 1111 81624 网络部分网络部分 主机部分主机部分 网络部分网络部分 主机部分主机部分 网络部分网络部分 主机部分主机部分 多播部分多播部分 实验目的实验目的 A B C D E 0 127(1126) 128 191

4、 192 223 224 239 240 255(240254) 31 A类分配给拥有 大量主机的网络 B类给中等大小 的网络 C类用于小型的 局域网 E类保留作为将 来的使用 D分配给多目传 送的组 1.6 基本IP地址类 A类地址的最高位为“0”，其后7位是网络标识， 它用于少数主机数量众多的大型网络，主机数可以 达224 （16M） B类地址的最高2位为“10”，其后14位为网络标 识，它用于中等规模的网络，每个网络主机数在28 （256）至216（65536）之间； C类地址的最高位为“110”，其后21位为网络标 识，它用于小型网络，每个网络的主机数只能少于 28（256） 。 2

5、、IP地址划分 2.1 IP地址的格式地址的格式 IP地址是TCP/IP协议所使用的地址，是用来确定TCP/IP 网络中设备的地址，用二进制格式时共有32位组成，为 了方便记忆，用点号每八位一分割，以十进制表示。如： 192.168.1.100 IP地址的组成：IP地址的高位部分表示网络，剩下的部 分用来表示此网络中的设备，用来表示设备所在网络的 部分叫做网络ID部分，表示网络设备的部分叫主机ID部 分。其中网络号（网络ID）和主机号（主机ID）不能全 为0或全为1。 可以把IP地址与电话号码对比一下：IP地址中的网络部 分相当于电话号码中的区号，而IP地址中的主机部分相 当于电话机号。 2.

6、2主机地址 网络网络端口端口 172.16.0.0 10.0.0.0 E0 E1 路由表路由表 10.1.1.1 10.250.8.11 10.180.30.118 E1 172.16.2.1 10.6.24.2 E0 172.16.2.1 172.16.3.10 172.16.12.12 172.161212 网络网络主机主机 . 子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址,哪部分为主 机地址,有1和0组成,长32位,全为1的位代表网络号.不是所 有的网络都需要子网,因此就引入1个概念:默认子网掩码 (default subnet mask). A类IP地址的默认子网掩码为255.0.0.0

7、; B类的为255.255.0.0; C类的为255.255.255.0 2.3 子网掩码 2.4 掩码的格式 掩码是由X个连续的“1”和Y个连续的“0”组成，且XY32。 用来区分网络ID与主机ID，并判断IP地址是本地地址还是远程地 址。 A类掩码：255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 B类掩码：255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000 C类掩码：255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 变长子网掩码：255.255.240.

8、0 11111111.11111111.11110000.00000000或/20 C类地址：210.12.150 .25 11010010.00001100.10010110.00011001 掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 网络ID: 11010010.00001100.10010110.00000000 210.12.150.0 主机ID：00000000.00000000.00000000.00011001 0.0.0.25 广播地址：210.12.150.255 注：主机ID全为0，则表示为该IP的网络ID； 主机ID全为1，则表示为该I

9、P的广播地址。 2.5 区分网络ID与主机ID 2.6 确定本地主机和远程主机 Example 1 192.168.1.100 Local Hosts 192.168.2.100 Subnet Mask A B C D E F 192.168.1.0 Remote Hosts 192.168.2.0 Subnet Mask A B C D E F 192.168.1.1 192.168.2.1 192.168.1.3 192.168.1.2 192.168.2.2 192.168.2.3 Ipconfig 用于查询本机的TCP/IP的设置 Ipconfig /all Ping 用于查询计算机之

10、间的连接状态 Ping ip_address Ping computer_name 2.7 IP地址配置与测试 2.8 掩码的取值 二进制十进制 11111111255 11111110254 11111100252 11111000248 11110000240 11100000224 11000000192 10000000128 000000000 2.9 划分子网 划分子网的原因： 为了解决原来必须使用固定的A、B、C三类掩码所造成的地址空间的浪费。 减少广播来减少网络阻塞。 划分子网的方法： 借用主机ID中的高位充当网络ID。 从高位往低位开始借位，假设原主机ID有N位，借M位，可以

11、获得2M-2个子网， 每个子网络中有主机2（NM）2个。 NetIDHostID 标准 IP地址 SubNetIDHostIDNetID 子网掩码(SubNet Mask) 子网 编址 规划IP地址 设置IP地址的原则： IP地址的第一个数（最高位）不能为127，127.X.X.X格式的地址为回环地址， 表示本机。 主机部分不能全为0，全为0时表示本网络。 主机部分不能全为1（二进制），全为1上广播地址、 IP地址在整个网络中必须是唯一的。 设置网络ID： 同一子网中所有计算机的网络号必须相同。 每一个子网必须有不同的网络号。 要连接到Internet，必须申请有效的网络号。 设置主机ID：

12、同一子网中主机号不能相同（IP地址冲突）。 默认网关： 路由器与本子网的接口的地址，用于转发往其他子网的数据包。 3 路由协议 3.1 原理 路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由 协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器 知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由 表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作， 执行路由选择和数据包转发功能。 3.2 作用 路由协议主要运行于路由器上，路由协议是用来确定到 达路径的，它包括RIP，IGRP（Cisco私有协议），EIGRP （Cisco私有协议），OSPF，IS-IS，BGP。起到一个地图 导航，负责找路的作用。它工作在网络层。 对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于 配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不 但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速 增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链 路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应 用。 3.3 常用分析 路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静 态路由表和动态路由表。 1、静态路由 在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由 网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、