TCPIP协议与IP路由

1、.1.2学习目标o 熟悉熟悉TCP/IP各层协议各层协议o 明确路由协议及其作用明确路由协议及其作用o 掌握掌握IP地址地址o 掌握路由器掌握路由器IP地址配置地址配置.36.1 TCP/IP协议o TCP/IP指的是整个指的是整个TCP/IP协议族，它是一协议族，它是一个具有四层结构的协议系统，由若干协议组成，个具有四层结构的协议系统，由若干协议组成，这四个层次由高到低依次是：这四个层次由高到低依次是：应用层、传输层、应用层、传输层、Internet层和网络接口层层和网络接口层。我们把这样的协。我们把这样的协议组合称为议组合称为TCP/IP协议栈，也称之为协议栈，也称之为TCP/IP模型。模

2、型。 .46.1.2 TCP/IP各层协议简介 TCP/IP实际上是许多具体协议的总称。o 应用层应用层o 传输层传输层o 网际层网际层1. 网络接口层网络接口层.51、应用层o TCP/IPTCP/IP的应用层与的应用层与OSIOSI参考模型的应用层、表示层、会参考模型的应用层、表示层、会话层相对应。除了话层相对应。除了HTTPHTTP外主要的协议还有：外主要的协议还有： TelnetTelnet远程登录协议：通过网络提供远程登录的终端远程登录协议：通过网络提供远程登录的终端仿真服务。仿真服务。 FTPFTP文件传输协议：用以进行交互式文件传输。文件传输协议：用以进行交互式文件传输。 SMT

3、PSMTP简单邮件传输协议：用来在网络上传送电子邮件。简单邮件传输协议：用来在网络上传送电子邮件。 DNSDNS域名服务：用来把主机域名解析成域名服务：用来把主机域名解析成IPIP地址。地址。 NFSNFS网络文件系统：允许网络上的其他机器共享主机目网络文件系统：允许网络上的其他机器共享主机目录。录。.62、传输层o 传输层提供端到端的数据传送服务。传输层提供端到端的数据传送服务。1）传输控制协议）传输控制协议(TCP协议）协议） TCP面向高层应用提供了全双工的、确认重传的、带面向高层应用提供了全双工的、确认重传的、带控制流的传输服务，它控制流的传输服务，它允许数据包无差错地、可靠地传允许数

4、据包无差错地、可靠地传到目标主机到目标主机。TCP可同时支持不同高层协议的应用。可同时支持不同高层协议的应用。2）用户数据报协议（）用户数据报协议（UDP协议）协议） UDP协议在传输层上提供协议在传输层上提供无连接无连接的数据报传输，它的数据报传输，它不不保证数据包一定能够到达目标主机保证数据包一定能够到达目标主机，即不能解决诸如报，即不能解决诸如报文丢失、重复、失序和流控等问题。传输的可靠性靠应文丢失、重复、失序和流控等问题。传输的可靠性靠应用层的协议来保证。用层的协议来保证。UDP本身忽略可靠性，而优先考本身忽略可靠性，而优先考虑传输速度问题，因此其传输效率较虑传输速度问题，因此其传输效

5、率较TCP高。高。.7补充知识：全双工.8补充知识：半双工 半双工（半双工（Half DuplexHalf Duplex），所谓半双工就是指一个时间），所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生。段内只有一个动作发生。 举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台. .9补充知识 全双工以太网使用两对电缆线，而不是像半双工方式那全双工以太网使用两对电缆线，而不是像半双工方式那样使用一

6、对电缆线。全双工方式在发送设备的发送方和样使用一对电缆线。全双工方式在发送设备的发送方和接收设备的接收方之间采取点到点的连接，这意味着在接收设备的接收方之间采取点到点的连接，这意味着在全双工的传送方式下，可以得到更高的数据传输速度。全双工的传送方式下，可以得到更高的数据传输速度。 网卡的全双工（网卡的全双工（Full DuplexFull Duplex）是指网卡在发送数据的）是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的网卡一般

7、都支持全双工。的网卡一般都支持全双工。.103、网际层(Internet层)o 网际层由网际层由IP和和ICMP等协议组成等协议组成 。o IP协议的协议的主要功能主要功能是屏蔽所有低层的具体细节，是屏蔽所有低层的具体细节，向上层提供统一的通信服务。其中的向上层提供统一的通信服务。其中的核心是数核心是数据报路由据报路由。o IP协议的协议的特点特点是使用是使用IP地址用于标识计算机所地址用于标识计算机所属的网络及主机号，以确定计算机的位置，实属的网络及主机号，以确定计算机的位置，实现寻址。现寻址。 .113、网际层o 地址解析协议（地址解析协议（ARP）和逆向地址解析协议）和逆向地址解析协议（

8、RARP）是该层两个较为重要的协议。）是该层两个较为重要的协议。o 前者用来把前者用来把IP地址映射成主机的物理地址，即地址映射成主机的物理地址，即媒体访问控制地址媒体访问控制地址MAC，使得数据报能最终到，使得数据报能最终到达目标主机；后者则相反，用来把物理地址映达目标主机；后者则相反，用来把物理地址映射成射成IP地址，如无盘工作站的地址，如无盘工作站的IP地址的获取，地址的获取，就是就是RARP的具体应用。的具体应用。.123、网际层(Internet层)o 在在Internet层，层，IP协议封装的数据报文协议封装的数据报文能够被路由器从一个子网传送到另一个能够被路由器从一个子网传送到另

9、一个子网，故称子网，故称IP协议是可路由的协议协议是可路由的协议.o IP数据报的路由称为数据报的路由称为IP路由路由。o 通过配置路由器，使通过配置路由器，使IP数据报在路由器数据报在路由器之间传送并到达目标网络，相关的配置之间传送并到达目标网络，相关的配置称为称为IP路由配置路由配置。 .134、网络接口层o 这一层在这一层在TCP/IP模型中没有实质性的模型中没有实质性的内容，是该模型的一个缺陷。内容，是该模型的一个缺陷。o 该层对应于该层对应于OSI参考模型的物理层和数参考模型的物理层和数据链路层，可参考据链路层，可参考OSI参考模型中这两参考模型中这两层的协议层的协议.14 表表6.

10、1 TCP/IP与与OSI的七层模型的对比的七层模型的对比.156.2 路由协议与IP路由配置 o 在网际层传输的数据报，欲到达不同网络的目标主机，则必含有到达目标的路由信息。路由信息的获取，是连网设备路由器的功能。路由器必须知道网络上的路由信息，即目标网络怎样到达，才能使对数据报的传输路径做出正确的选择。o 对于简单的网络，可以手工指定到达目标网络的路对于简单的网络，可以手工指定到达目标网络的路径，这称之为径，这称之为静态路由配置静态路由配置。对于复杂的网络，则。对于复杂的网络，则必须要通过对路由器配置路由协议来实现路由选择，必须要通过对路由器配置路由协议来实现路由选择，这称之为这称之为动态

11、路由配置动态路由配置。在使用。在使用IP协议的网络中协议的网络中所做的静态和动态路由配置通称所做的静态和动态路由配置通称IP路由配置。路由配置。.166.2 路由协议及其作用1. 1. 路由协议的概念路由协议的概念o 路由协议是指通过使用不同的路由算法来选择路由协议是指通过使用不同的路由算法来选择最优路由的协议，全称路由选择协议。最优路由的协议，全称路由选择协议。o 常用的路由协议有常用的路由协议有RIPRIP，IGRPIGRP，OSPFOSPF，BGPBGP和和EGPEGP等。等。2. 2. 作用作用o 路由协议控制路由器的路由表的自动生成，使路由协议控制路由器的路由表的自动生成，使路由器相

12、互交换网络上的路由信息。路由器相互交换网络上的路由信息。.17o 在在InternetInternet上，路由协议使路由器交换路由信上，路由协议使路由器交换路由信息，及时动态更新路由表中的路由项，以保证息，及时动态更新路由表中的路由项，以保证路由表中的路由信息是最新的。路由表中的路由信息是最新的。o 线路故障、路由器设备故障或者新的路由器加线路故障、路由器设备故障或者新的路由器加入等网络环境的变化，路由协议都会及时地更入等网络环境的变化，路由协议都会及时地更新路由表，以保证路由表的正确。新路由表，以保证路由表的正确。o TCP/IP支持的路由协议称为支持的路由协议称为IP路由协议路由协议 。.

13、181. 网络协议与路由协议的关系o 网络协议是网络协议是在网络中进行传输、通信和路由在网络中进行传输、通信和路由的协议的协议，如，如TCP/IP协议族中应用层、传输协议族中应用层、传输层和网际层的协议；层和网际层的协议；o 路由协议是路由协议是一些用来进行某种路由选择算法一些用来进行某种路由选择算法的协议的协议。o 网络协议是通过路由协议进行传输的网络协议是通过路由协议进行传输的。.192、内部路由与外部路由协议 ，这些单位称，这些单位称为为自治系统自治系统（Autonomous System，AS）。）。o 一个一个AS也是一个互连网络，在也是一个互连网络，在AS内部的路由内部的路由器，只

14、要知道本器，只要知道本AS中各目标网络怎样到达就可中各目标网络怎样到达就可以了；而在以了；而在AS之间，则通过之间，则通过AS边界上的路由边界上的路由器交换路由信息。这样就可提高路由的效率。器交换路由信息。这样就可提高路由的效率。o 内部路由协议内部路由协议A. 外部路由协议外部路由协议.20A、内部路由协议o 用在用在AS内部的路由协议内部的路由协议称为称为内部路由协议内部路由协议o 内部路由协议在早期的内部路由协议在早期的RFC文档中称为内部网关协议文档中称为内部网关协议（Interior Gateway Protocol），这里的网关指的就是），这里的网关指的就是路由器。路由器。o 内部

15、路由协议是在一个自治系统内部使用的路由协议，内部路由协议是在一个自治系统内部使用的路由协议，如如RIP、OSPF和和IGRP协议。不同的自治系统可以随意协议。不同的自治系统可以随意选择不同或相同的内部路由协议。选择不同或相同的内部路由协议。o 本学期课程主要详细讨论常用的内部路由协议本学期课程主要详细讨论常用的内部路由协议 .21B、外部路由协议 o 用在用在AS边界路由器上的路由协议边界路由器上的路由协议称为称为外部路由外部路由协议协议o 外部路由协议在早期的外部路由协议在早期的RFC文档中称为外部网文档中称为外部网关协议（关协议（External Gateway Protocol），当数据

16、），当数据报要跨越不同的自治系统传输时，在一个自治报要跨越不同的自治系统传输时，在一个自治系统的边界上，需要使用某种路由协议把路由系统的边界上，需要使用某种路由协议把路由选择信息传递到另一自治系中，这种路由协议选择信息传递到另一自治系中，这种路由协议称为外部路由协议。称为外部路由协议。o 现在使用最多的外部路由协议是现在使用最多的外部路由协议是BGP。 .22内部路由协议的分类o 内部路由协议按照其算法的不同，分为：内部路由协议按照其算法的不同，分为：o 距离矢量算法（距离矢量算法（Distance Vector）路由信息协议（路由信息协议（RIP）内部网关路由协议（内部网关路由协议（IGRP

17、）o 链路状态算法（链路状态算法（Link State）o 混合算法（混合算法（Hybrid）.23路由信息协议（路由信息协议（RIP）o RIP只以跳数作为计算度量标准，数据报所经只以跳数作为计算度量标准，数据报所经过每一个路由器称为过每一个路由器称为“一跳一跳”，到目标的跳数，到目标的跳数越少，就认为路径越优。越少，就认为路径越优。.24简单互联网络示例 网络 下一跳 直连 直连 网络 下一

18、跳 直连 直连 直连 网络 下一跳 直连 直连 直连 网络 下一跳 10.1.6

19、. 直连 直连R1R2R3R4S0E1：S1：E0：S1：S0E0：S0：S0：E0：.25内部网关路由协议（内部网关路由协议（IGRP）.26.27.28常用的内部路由协议o 路由信息协议路由信息协议（RIPRIP）o 内部网关路由协议（内部网关路由协议（IGRP）.296.2.2选择路由协议的注意点 o在拨号网络上使用静态路由；在拨号网络上使用静态路由；o在小型网络上数据量不大且不需要高可靠性的情况

20、下，在小型网络上数据量不大且不需要高可靠性的情况下，并且广域网线路为并且广域网线路为X.25X.25或帧中继临时虚电路（或帧中继临时虚电路（SVCSVC）时，）时，可使用静态路由。在大型网络上则应使用可使用静态路由。在大型网络上则应使用OSPFOSPF，EIGRPEIGRP；o在含有变长子网掩码在含有变长子网掩码(VLSM)(VLSM)的网络中的网络中, ,不能使用不能使用RIPRIP版版本和本和IGRPIGRP，可以使用，可以使用RIPRIP版本、版本、OSPFOSPF或或EIGRPEIGRP；o在系统稳定后，使用在系统稳定后，使用OSPFOSPF，EIGRPEIGRP所占的带宽比所占的带宽

21、比RIPRIP，IGRPIGRP少得多，使用少得多，使用IGRPIGRP比比RIPRIP所占的带宽也少些。所占的带宽也少些。o在可靠性要求高的情况下，应综合使用动态路由、静在可靠性要求高的情况下，应综合使用动态路由、静态路由、默认路由，以保证路由的冗余。态路由、默认路由，以保证路由的冗余。.30小结o TCP/IPTCP/IP协议协议n TCP/IPTCP/IP的结构的结构n TCP/IPTCP/IP各层协议简介各层协议简介o 路由协议与路由协议与IPIP路由配置路由配置n 路由协议及其作用路由协议及其作用 网络协议与路由协议的关系网络协议与路由协议的关系 内部协议与外部协议内部协议与外部协议

22、 内部协议分类内部协议分类n 选择路由协议的注意点选择路由协议的注意点.316.3 IP数据报的寻址与IP地址的规定 从从6.2节的讨论中，业已知道节的讨论中，业已知道Internet中对不中对不同目标网络的寻址是通过路由器进行的，同目标网络的寻址是通过路由器进行的，路由器通过路由表查找目标网络的路由器通过路由表查找目标网络的IP地址。地址。那么，那么，IP地址是如何规定的呢？地址是如何规定的呢？ .326.3 IP数据报的寻址与IP地址的规定 .331.MAC地址媒体访问控制（媒体访问控制（Media Access Control，MAC）地址）地址MAC地址又称为物理地址，它固化于网卡中，

23、用于标地址又称为物理地址，它固化于网卡中，用于标识网络设备，控制对网络介质（双绞线、光纤等）的访识网络设备，控制对网络介质（双绞线、光纤等）的访问。每块网卡都具有惟一的问。每块网卡都具有惟一的MAC地址。地址。 .341.MAC地址MACMAC地址用于在数据链路层的通信，是网卡的物理地址。地址用于在数据链路层的通信，是网卡的物理地址。而网络地址则是用于确定主机位置的逻辑地址，在而网络地址则是用于确定主机位置的逻辑地址，在TCP/IPTCP/IP网络中，数据报能通过网络中，数据报能通过IPIP地址找到目标主机。地址找到目标主机。在在InternetInternet上，从源主机发出的上，从源主机发

24、出的IPIP数据报根据所携带数据报根据所携带的目标主机的的目标主机的IPIP地址信息寻址，并通过地址信息寻址，并通过ARPARP完成目标完成目标IPIP地址与地址与MACMAC地址的映射，在数据链路层找到地址的映射，在数据链路层找到MACMAC地址，地址，最终完成数据通信。最终完成数据通信。.352. 网络地址u 网络地址网络地址又称逻辑地址。网络地址通网络地址网络地址又称逻辑地址。网络地址通常用网络号和主机号两部分表示，用于在网络常用网络号和主机号两部分表示，用于在网络层（层（OSI参考模型）或网际层参考模型）或网际层(TCP/IP模型模型)标识网络或该网络中的设备。采用不同网络层标识网络或

25、该网络中的设备。采用不同网络层协议，对网络地址的描述方式不同。协议，对网络地址的描述方式不同。 .366.3.1MAC地址、IPX地址与IP地址的表示o MACMAC地址地址o IPXIPX地址地址o IPIP地址地址.371. MAC1. MAC地址的表示地址的表示u 802802标准规定标准规定MACMAC地址为地址为6Byte6Byte（48bit48bit）或）或2Byte2Byte（16bit16bit），实际通用的为），实际通用的为6Byte6Byte。书写时。书写时常用十六进制表示，用两个十六进制数表示一常用十六进制表示，用两个十六进制数表示一个字节。个字节。u 如如00 00

26、F4 D6 C7 A200 00 F4 D6 C7 A2就代表一个就代表一个MACMAC地址。地址。.382. IPX2. IPX地址地址o IPX：互联网分组交换协议：互联网分组交换协议 （IPX：Internetwork Packet Exchange protocol)是一个专用的协议簇，是一个专用的协议簇，它主要由它主要由Novell NetWare操作系统使用。操作系统使用。IPX是是IPX协议簇中的第三协议簇中的第三层协议。层协议。o IPX地址为地址为80b，其中高，其中高32b用于识别网络，为网络号，用于识别网络，为网络号，低低48b用于标志节点（主机），为节点号。用于标志节点

27、（主机），为节点号。o 书写时通常用书写时通常用20个个十六进制十六进制数来表示。数来表示。o IPX网络号是由网管人员分配的，可以根据需要来定义网络号是由网管人员分配的，可以根据需要来定义网络号。网络号。o IPX节点号通常是网络接口本身的节点号通常是网络接口本身的MAC地址。地址。 .39IPX与IPo IPX协议与IP协议是两种不同的网络层协议，它们的路由协议也不一样，IPX的路由协议不象IP的路由协议那样丰富，所以设置起来比较简单。但IPX协议在以太网上运行时必须指定封装形式。 .403. IP地址一、IP协议概述 IP协议是TCP/IP体系中二个中最主要的协议之一，与IP协议配套使用

28、的还有三个协议： 地址解析协议地址解析协议ARPARP(Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议逆地址解析协议RARPRARP(Reverse Address Resolution (Reverse Address Resolution Protocol)Protocol) InternetInternet控制报文协议控制报文协议ICMPICMP(Internet Control (Internet Control Message Protocol)Message Protocol).41它们的关系如下：

29、物理硬件与各种网络的接口RARP ARPICMPTCP,UDP各种应用协议网络接口层,物理层不是TCP/IP的一部分TCP/IPTELNET,FTP,SMTP1 物理层2 网络接口层3 网络层（Internet层）4 运输层应用层IP.42二、IP地址及其转换o 在在TCP/IP体系中，体系中，IP地址是一个最重要的概念。地址是一个最重要的概念。o IP地址地址:给每一个连接在给每一个连接在Internet上的主机分配一个在全上的主机分配一个在全世界范围是唯一的世界范围是唯一的32bit地址。地址。o 网号，主机号网号，主机号构成完整的构成完整的IP地址地址o 网号，主机号网号，主机号在全网是

30、唯一的在全网是唯一的o IP网内主机间的通信由下层网完成网内主机间的通信由下层网完成o IP网间主机间的通信由路由器完成网间主机间的通信由路由器完成o 网络号表示主机所在的网络编号，主机号则表示主机在网络号表示主机所在的网络编号，主机号则表示主机在所在网络中的地址编号所在网络中的地址编号 .43IP地址分类比较地址分类比较类别类别 网络数网络数 主机数主机数 / /网络网络 最高字节最高字节 取值范围取值范围 网络规模网络规模 A A 类类 ( (0126)0126) 127127 16001600 万万 0 0 - - 126 126 大型大型 B B 类类 (12819(128191)1)

31、 1.61.6 万万 6.56.5 万万 128 128 - - 191 191 中型中型 C C 类类 (19222(192223)3) 200200 万万 254254 192 192 - - 223 223 小型小型 .44IP地址vIP协议规定了数据包的格式，路由器处理转发的机制等vIp协议规定网络中每个节点都有一个唯一的数字地址（ip地址），目前使用的IP地址为一个32位的二进制数，通常分为4个8位的二进制，然后转换成4个十进制数（方便计算机操作人员使用）每个数的取值范围都是0255，彼此间用“.”隔开例：93互联网中，每个ip地址都是唯一不可重复唯一不可重复的

32、，互联网中每个主机都属于某个网络，为了进行互联网中主机的识别，将ip地址分为：网络号主机号网络号主机号 两部分（就像身份证号码，每段数值有特定含义36025619611025003） 省地市出生年月组号（单男双女）.45 IP地址为地址为32位（位（4字节）二进制数字节）二进制数 通常采用点分十进制表示法书写，如：通常采用点分十进制表示法书写，如： IP和掩码中的和掩码中的255可表示为可表示为128 64 32 16 8 4 2 1 网络网络 地址地址 + 主机地址主机地址32位位1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1

33、0 0 0 0 0 0 0 0 01925260IP地址格式.46IP地址v按ip原先规定，网络号分别取为8位，16位，24位（分别称为A类地址，B类地址，C类地址）为方便书写，也可取位数进行网络号与主机号的区分例：11001010 00001101 111001011000111042网络号 主机号11000110 01100001 11011010 1011100084网络号 主机号24位(C类网络)27位(C类子网).47主机地址范围主机地址范围555519

34、5555551724A类类B类类D类类E类类C类类1 0网络网络主机主机主机主机网络网络0组播地址组播地址1101留作将来使用留作将来使用11110网络网络主机主机10111416111 1218IP地址格式.48IP地址v每个网络中有两个特色的主机号是不能分配给节点使用的二进制中全0和全1的主机号v二进制ip中： 全0用于标识网络 全1用于向网络中所有主机进行广播的地址v路由器根据数据包目的地址中的网络号来进行传输路径的选择例：某主机的某主机的ipip地址为：地址为

35、： 4242该主机所属网络的该主机所属网络的ipip网段为：网段为： 该网络的广播地址为：该网络的广播地址为： 5555该网络内可以计算机数：该网络内可以计算机数： 254254（主机号取值为（主机号取值为1 1254254）.49本机本机本网中的主机本网中的主机回路回路局域网中的广播局域网中的广播对一个远程对一个远程网的广播网的广播127任意值任意值1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

36、 1 1 1 1 1 1网络网络1 1 1 1 1 1 1 100 00主机主机0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 08b24b一些特殊的IP地址.50什么是子网（什么是子网（subnetsubnet） 将网络进一步划分为独立的组成部分，每个部分称为这一网络的子网。校园网校园网图书馆子网图书馆子网信息学院子网信息学院子网经管学院子网经管学院子网计算机系子网计算机系子网自动化系子网自动化系子网电子系子网电子系子网主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机.51子网划分的目的v网络上的通信流量与主机的数量

37、成正比，随着网络网络上的通信流量与主机的数量成正比，随着网络的增大，网络中的数据流量可能达到了这样的地步，的增大，网络中的数据流量可能达到了这样的地步，即超出了介质的能力，导致网络的性能开始下降，即超出了介质的能力，导致网络的性能开始下降，为了减少网络中不必要的通信量，我们可以通过子为了减少网络中不必要的通信量，我们可以通过子网的划分，即网络的分段来阻隔各网段之间的通信网的划分，即网络的分段来阻隔各网段之间的通信量，网段之间的通信，可以采取以下的方法：量，网段之间的通信，可以采取以下的方法： 1）网桥）网桥 2）路由器）路由器.52子网掩码v两台计算机属于同一网络还是分属两个网络，其通两台计算

38、机属于同一网络还是分属两个网络，其通信处理方式是不同的信处理方式是不同的v当一个主机发送数据包给另一个主机时，当一个主机发送数据包给另一个主机时，ip软件如软件如何判断数据包中的源地址与目标地址是否属于同一何判断数据包中的源地址与目标地址是否属于同一网络？网络？使用使用“子网掩码子网掩码”进行判断！进行判断！v子网掩码在整个子网掩码在整个ip地址（二进制）的地址（二进制）的32位中，属位中，属于网络号的若干位都为于网络号的若干位都为1，属于主机号的各个位置，属于主机号的各个位置都为都为0，这样形成的数字（常用十进制表示），这样形成的数字（常用十进制表示）v因此，子网掩码是二进制为左边连续的为因

39、此，子网掩码是二进制为左边连续的为1的数，的数，右边连续为右边连续为0的数，以此来表示某的数，以此来表示某ip地址的掩码地址的掩码.53v为了确定为了确定IP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号以地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号以及判断两个及判断两个IP地址是否属于同一网络，就产生了子网掩码的地址是否属于同一网络，就产生了子网掩码的概念。概念。v子网掩码也采用子网掩码也采用32b的二进制位来表示。当掩码为的二进制位来表示。当掩码为1时，该位时，该位为网络地址，当掩码为为网络地址，当掩码为0时，该位为主机地址。子网掩码给时，该位为主机地址。子网掩码给出了整个出了整个IP地址的位模式，

40、其中的地址的位模式，其中的1代表网络部分，代表网络部分，0代表主代表主机号部分，应用中也采用点分十进制来表示。机号部分，应用中也采用点分十进制来表示。v例如，某例如，某B类地址在未划分子网时，掩码为类地址在未划分子网时，掩码为16b。该掩码用。该掩码用二进制表示为：二进制表示为：v11111111 11111111 00000000 00000000v或用点分十进制表示为或用点分十进制表示为。v若要划分为若要划分为254个子网，则掩码为个子网，则掩码为24b。表示为。表示为11111111 11111111 11111111 00000000或或

41、，即使用了，即使用了8b主主机号来代表子网号（把机号来代表子网号（把8个个0变成了变成了8个个1）。）。.54采用子网掩码寻址1、路由器收到一个分组时，先检查该分组的、路由器收到一个分组时，先检查该分组的IP地址地址网络号；网络号；2、网络号不是本网络，从路由表找出下一站转发；、网络号不是本网络，从路由表找出下一站转发；3、网络号是本网络，检查、网络号是本网络，检查IP地址中的子网号；地址中的子网号；4、若子网不是本子网，转发此分组；、若子网不是本子网，转发此分组；5、若子网是本子网，查主机号找出发送端口，将分、若子网是本子网，查主机号找出发送端口，将分组交给该主机。组交给该主机。.55例：一

42、分组首部中的目的地址为例：一分组首部中的目的地址为 子网掩码为子网掩码为 1）路由器先检查该分组的路由器先检查该分组的IPIP地址网络号地址网络号 = 2）网络号是本网络，检查网络号是本网络，检查IPIP地址中的子网号地址中的子网号 12.0 00001100 00000000子网号子网号目的地址中的子网号为33）子网是本子网，查主机号找出发送端口，将分组交给该主机子网是本子网，查主机号找出发送端口，将分组交给该主机.56

43、 最小的最小的IPIP网络网络MaskMask5252两个两个bitbit作主机号，共四个作主机号，共四个IPIP地址地址主机号全主机号全1=11,1=11,全全0=00,0=00,只有只有0101和和1010可用可用容纳两个站点的网，常用于路由器间的连接容纳两个站点的网，常用于路由器间的连接11111111111111111111111100111111255255255252R2R1最小的IP网络.57 IP地址与地址与缺省的子网掩码缺省的子网掩码作布尔与作布尔与(AND)运算，运算， 将主机地址屏蔽掉，将主机地址屏蔽掉， 获得当前的网络

44、地址。获得当前的网络地址。10000011 01101100 00000010 1010000011111111 11111111 00000000 0000000010000011 01101100 00000000 00000000( IP: 60 )（ ）网络号网络号主机号主机号13110800（网络地址）（网络地址）未分子网的子网掩码每个网络都有一个子网掩码，经过运算后，可将网络地址从每个网络都有一个子网掩码，经过运算后，可将网络地址从ipip地址从提取出来地址从提取出来IpIp软件检查数据包中的源地址和目的地址时，使用子网掩码将两个软件检

45、查数据包中的源地址和目的地址时，使用子网掩码将两个ipip地址的网络地址的网络地址提取出来进行对比，从而得知源地址与目的地址是否在同一个网络中地址提取出来进行对比，从而得知源地址与目的地址是否在同一个网络中.58 公有地址：由公有地址：由IANA划分的能在划分的能在INTERNET上使用的地址上使用的地址 私有地址：由私有地址：由IANA预留的地址（局域网组网所使用）预留的地址（局域网组网所使用） 55 55 55 *Internet Assigned Numbe

46、rs Authority (IANA)我们通常使用以下地址设置局域网我们通常使用以下地址设置局域网: / / /公有地址与私有地址.59IP地址地址缺省缺省子网掩码子网掩码8位位子网掩码子网掩码13110800255025525500255255SubnetHost使用主机位作为掩码使用主机位作为掩码子网掩码注意：标准掩码变长掩码注意：标准掩码变长掩码.60 将网络地址扩展将网络地址扩展8位位 得到的子网地址为：得到的子网地址为： IP地址与地址与8

47、位子网掩码位子网掩码作布尔与作布尔与(AND)运算，获得当前的运算，获得当前的 子网地址子网地址。10000011 01101100 00000010 1010000011111111 11111111 11111111 0000000010000011 01101100 00000010 0000000013110820( IP: 60 )（ ）网络号网络号子网号子网号主机号主机号( Subnet )分子网的子网掩码.61子网掩码的位128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0 = 128 1 1 0 0 0 0

48、0 0 = 192 1 1 1 0 0 0 0 0 = 224 1 1 1 1 0 0 0 0 = 240 1 1 1 1 1 0 0 0 = 248 1 1 1 1 1 1 0 0 = 252 1 1 1 1 1 1 1 0 = 254 1 1 1 1 1 1 1 1 = 255子网数子网数026143062126254.62 子网地址子网地址=20 主机地址主机地址=2126 广播地址广播地址=272012225120( 21 )( 48 ）1100100

49、1 11011110 00000101 01111 00111111111 11111111 11111111 11111 00011001001 11011110 00000101 01111 000网络号网络号子网号子网号主机号主机号( Subnet )子网规划示例1.63子网规划示例2试判断试判断:/28 与与 39/28是否在同一子网内是否在同一子网内?十进制：十进制：二进制：二进制：11011110.00010000.00001000.00000011十进制：十进制： 22

50、39二进制：二进制： 11011110.00010000.00001000.10001011子网掩码：子网掩码：十进制：十进制：28二进制：二进制：11111111.11111111.11111111.10000000结论：结论：ip地址不属于同一子网地址不属于同一子网.64子网规划示例3某一子网掩码编码为某一子网掩码编码为4848，他表示该子网中，他表示该子网中有有3 3位主机地址，那么，每个子网中最多可以容纳多少位主机地址，那么，每个子网中最多可以容纳多少台主机？台主机？将将255.255.255

51、.24848转换成转换成2 2进制：进制：11111111.11111111.11111111.1111111111111.11111111.11111111.11111000000主机位数为主机位数为3 3，根据公式：，根据公式：2 2的的n n次幂减去次幂减去2 2我们可以得到：该子网最多可容纳的主机数为我们可以得到：该子网最多可容纳的主机数为6 6台台.65地址分类地址分类网络地址网络地址位数位数最大网络数最大网络数主机地址主机地址位数位数每个网络最大每个网络最大主机数主机数A71262416777216B14163821665536C2120971508256

52、IP地址所包含的网络数和每个网络的主机数地址所包含的网络数和每个网络的主机数IP地址.66思考题v1、这个子网掩码可以最多容这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑？纳多少台电脑？v2、一个公司有、一个公司有530台电脑，组成一个对等局台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码设多少最合适？域网，子网掩码设多少最合适？v3、11，22，子网掩，子网掩码都设为码都设为，在同一网段吗？，在同一网段吗？ .671、这个子网掩码可以最多这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑？容纳多少台电脑？v计算

53、方法：计算方法： 把将其转换为二进制的四段数字（每段要是把将其转换为二进制的四段数字（每段要是8位，位，如果是如果是0，可以写成，可以写成8个个0，也就是，也就是00000000v11111111.1111111.11111000.00000000 然后，数数后面有几颗然后，数数后面有几颗0，一共是有，一共是有11颗，那就是颗，那就是2的的11次方，等于次方，等于2048，这个子网掩码最多可以容纳，这个子网掩码最多可以容纳2048台电脑。台电脑。 .682、一个公司有、一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码设多少最合适？网掩码设多少最合适？v首先，无

54、疑，首先，无疑，530台电脑用台电脑用B类类IP最合适（最合适（A类不用说了，太类不用说了，太多，多，C类又不够，肯定是类又不够，肯定是B类），但是类），但是B类默认的子网掩码是类默认的子网掩码是，可以容纳，可以容纳6万台电脑，显然不太合适，那子网万台电脑，显然不太合适，那子网掩码设多少合适呢？掩码设多少合适呢？v2的的m次方次方560 v2的的9次方是次方是512，不到，不到560，2的的10次方是次方是1024，看来，看来2的的10次方最合适了。次方最合适了。v子网掩码一共由子网掩码一共由32位组成，已确定后面位组成，已确定后面10位是位是0了，那前面了，那前面的的2

55、2位就是位就是1，最合适的子网掩码就是：，最合适的子网掩码就是：11111111.11111111.11111100.00000000，v转换成转换成10进制，那就是进制，那就是。 .693、11，22，子网掩码都设，子网掩码都设为为，在同一网段吗？，在同一网段吗？ v先将这些转换成二进制先将这些转换成二进制 11 10111100.10111100.00000000.01101111 22 10111100.10111100.00000101.11011

56、010 11111111.11111111.11111110.00000000 分别分别AND，得，得 10111100.10111100.00000000.00000000 10111100.10111100.00000100.00000000 网络标识不一样，即不在同一网段。网络标识不一样，即不在同一网段。 .70有关计算1. 1. 子网个数的计算：子网个数的计算： 子网个数子网个数2 2子网位数子网位数2 22. 2. 每个子网主机个数的计算：每个子网主机个数的计算： 主机个数主机个数2 2主机位数主机位数2 23. 3. 有效子网号的确定：有效子网号的确定：

57、 第第1 1个有效子网号个有效子网号=2=2主机位数主机位数 第第k k个有效子网号个有效子网号=k2=k2主机位数主机位数子网掩码还可用子网掩码还可用“/网络位数网络位数”表示，就是在斜杠号后表示，就是在斜杠号后面加上网络面加上网络ID使用的位数。使用的位数。例如，例如，A类网络地址类网络地址使用默认子网掩码表示为使用默认子网掩码表示为/8 .71 特殊IP地址o 回馈地址回馈地址o 主机将主机将IPIP数据报回传自身的地址，数据报回传自身的地址，IPIP地址第一地址第一个字节为个字节为127127o 例：回送地址为例：回送地址为12

58、o 网络地址网络地址o 主机地址部分全部定义为主机地址部分全部定义为“0”0”，用于区分网络，用于区分网络o 例：主机例：主机3636 所在网络的地址为所在网络的地址为.72 特殊IP地址o 广播地址广播地址o 直接广播地址直接广播地址l 主机地址部分为全主机地址部分为全“1”，用于向某个网络的所有主，用于向某个网络的所有主机广播机广播l 例：主机例：主机36 所在网络的广播地址为所在网络的广播地址为5555o 有

59、限广播地址（有限广播地址（ 55）n 在未知本网地址情况下用于本网广播在未知本网地址情况下用于本网广播.73 特殊IP地址.74IP地址的特性地址的特性o 提供全网统一、有效的地址模式提供全网统一、有效的地址模式 屏蔽不同物理网络的地址差异屏蔽不同物理网络的地址差异o 地址结构对应网络的层次结构地址结构对应网络的层次结构o 当一个主机同时连到两个网络上时，该主机就当一个主机同时连到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的必须同时具有两个相应的IPIP地址，其网络号地址，其网络号net-idnet-id不同。这种主机称为多地址主机。不同。这种主机称为多地址主机。.7

60、5Internet子网子网m子网子网1网络网络n网络网络1主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机130.n.*.*130.1.m.11130.1.m.0130.n.0.0.76超网与超网编址o 概念：超网是与子网相反的概念，子网是将某类网络，概念：超网是与子网相反的概念，子网是将某类网络，划分成若干个更小的网络。超网是将一些较小的网络组划分成若干个更小的网络。超网是将一些较小的网络组成一个较大的网络。成一个较大的网络。o 例子：例子：8个个C类网络，从类网络，从到到，将，将这这8个个