情景1第一次课(网络设备配置与管理)

网络设备配置与管理

学习情景1课程简介－学习资源课程名称：网络设备配置与管理教材及参考书：《中小企业网络设备配置与管理》，王新风主编，清华大学出版社网络学习资源：中国IT实验室网络设备频道：/中国IT实验室Cisco认证频道：/index.htmlCisco网络技术论坛/archive/index.php/课程简介－课程目标网络基础：Router配置:基本配置路由协议的配置

Switch配置:基本配置VLAN配置园区网络的安全ACL配置防火墙配置局域网与INTERNET链接：

NAT配置广域网连接:PPP配置广域网认证帧中继配置

网络设备管理:备份和升级密码配置/破解课程简介－课程内容情境1组建中小型局域网 情境2控制交换网络中的广播流量情境3交换网络的优化设计情境4网络间的互联情境5园区网络的安全情境6广域网连接情境7局域网与Internet互连情境8网络设备的管理课程简介－考核办法考勤：10%作业、平时测验：20%实验：20%考试：50%Cisco认证体系学习情景1：组建中小型局域网——加深理解网络任务1-1：数据的封装、解封装与传输任务1-2：网络协议任务1-3：IP地址及子网划分任务1-4：常用网络设备任务1-1：数据的封装、解封装与传输学习目标

：理解网络体系结构理解数据封装、解封装与传输过程学习内容：网络体系结构OSI七层模型TCP/IP四层模型数据封装、解封装与传输问题：1、什么是网络分层及网络体系结构？2、OSI参考模型各层的名称、功能、数据单元？3、OSI参考模型的工作机制？数据封装与解封装的过程。4、TCP/IP模型与OSI参考模型的比较。5、Internet内2个站点是如何通信的？老总A深圳邮局写信投信深圳火车站收集分拣打包收集分拣打包发货老总B北京邮局北京火车站读信收信投递分拣解包发送分拣解包收货交通线写信规则邮政规则运输规则生活中的例子：理解网络分层和通信协议协议协议什么是网络分层及网络体系结构？分析上述例子（1）目的：通信是怎么完成的通信？每个人遵守一定的规则A按一定的格式写好信邮局根据邮件的处理方法发送邮件铁路有自己的运作方式以上每个人协同工作，相互依赖，完成同一件事：通信分析上述例子（2）每个人又相互独立明确分工A只需要知道把信投到邮筒就行了邮递员不需要会开火车“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题比较易于研究和处理（网络分层的概念）网络分层分层通常是解决复杂问题的好方法分层意味着分工分层的3大优点：各层之间独立，一层变化不影响其他层易于实现和维护有利标准化：不同厂家的设备可以共存网络体系结构=分层+协议对等层有协议相邻层有接口网络体系结构OSI模型——理论模型

TCP/IP模型——实用模型两大网络体系结构网络体系结构--OSI模型ISO（国际标准化组织）80年代提出的标准开发系统互连基本参考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）七层模型理论模型网络体系结构--OSI模型二进制传输

7.应用层

6.表示层

4.传输层

3.网络层

2.链路层1.物理层5.会话层处理网络应用数据表示主机间通信端到端的连接寻址和最短路径介质访问（接入）OSI模型—物理层负责0和1的传送:使用什么传输介质？0和1在线路上如何表示？线的接头是什么样的？机械、电气、功能特性等。比喻：信是用火车拉还是汽车拉？OSI模型—数据链路层介质访问控制帧的封装：将传输数据增加同步信息、校验信息及地址信息后封装成数据帧。差错检测：检错，不纠错循环冗余校验介质访问控制方法：同一线路有多台计算机要访问，要避免冲突比喻：邮局会在信上盖上邮戳OSI模型—网络层寻址：数据是谁发送的、发给谁？如何表示不同的计算机？例如：IP地址路由：选择最佳路径将信息从最合适的路径传送到接收端。比喻：信从什么线路送到北京？从A到C有什么路径？OSI模型—传输层提供可靠（或者不可靠）的端到端服务。流量控制。比喻：发现对方没收到信，会再发一封？OSI模型—会话层允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。管理会话。举例：元首之间的会晤，先派人谈好议事规则。OSI模型—表示层对数据进行编码数据压缩数据的加密比喻：信用中文还是英文写？OSI模型—应用层作为用户应用程序与网络间的接口使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系网络体系结构–TCP/IP模型70年代中期美国国防部高级研究规划署(DARPA)为其研究性网络ARPAnet开发的网络体系结构。已成为Internet上通信的标准。四层模型实用模型应用层传输层网络层网络接口层OSI参考模型与TCP/IP模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层TCP/IP协议栈一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程成为封装。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。数据协议头每一层的数据格式是不一样的。数据封装各层数据协议单元(PDU)：应用层、表示层、会话层：数据（Data）传输层：段（Segment）网络层：包（Packet）数据层：帧（Frame）物理层：位（Bit）各层数据协议单元(PDU)传输层数据链路层物理层网络层高层数据高层数据TCP头部数据IP头部数据LLC头部0101110101001000010数据MAC头部应用层段包位帧协议数据单元PDUFCSFCS数据封装高层数据LLC+IP+TCP+高层数据MAC头部IP+TCP+高层数据LLC头部TCP+高层数据IP头部高层数据TCP头部0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层应用层数据解封装数据传输发送方：数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。接收方：到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。以太帧的封装以太帧的解封装问题：Internet内2个站点是如何通信的？以太网1以太网2FDDI网MAC帧IP1IP2IP3IP4IP5IP6H1H6R1R2HA1HA2HA3HA4HA5HA6IP1—>IP6IP1—>IP6IP1—>IP6HA1—>HA2HA3—>HA4HA5—>HA6小结：为了方便研究，将网络分层网络体系结构=分层+协议七层模型（理论模型）和四层模型（实用模型）在发送方，数据从上层流向一层，有个数据封装的过程，在接收方，数据从下层流向上层，有个数据拆封的过程。任务1-2：网络协议学习目标

：了解TCP/IP协议栈掌握主要网络协议的功能掌握主要网络协议的首部格式学会使用ethereal软件抓包并分析问题：1、TCP/IP各层名称、功能、协议、数据协议单元、地址。2、IP、ARP、ICMP、TCP、UDP协议的功能以及协议头部格式。实践：使用ethereal软件抓包并分析。TCP/IP协议栈各种应用层协议网络接口层(TELNET,FTP,SMTP等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网际层IGMPTCP/IP应用层应用层传输层Internet层数据链路层物理层文件传输

-TFTP* -FTP* -NFSE-Mail -SMTP远程登陆

-Telnet* -rlogin*网络管理

-SNMP*名称管理

-DNS*确定进程之间通信的性质，以满足用户需要TransmissionControlProtocol(TCP)UserDatagramProtocol(UDP)应用层传输层Internet层数据链路层物理层面向连接

面向无连接IP层并不保证数据的可靠如同邮局并不保证所有的信一定安全寄给对方TCP协议：可靠传输协议UDP协议：不可靠传输协议TCP/IP传输层TCP协议TCP:可靠传输协议。面向连接，在传输数据之前要先建立连接，有流量控制、差错检测、数据重发功能。包头较大，网络开销大。保证可靠的方法：三次握手，建立连接确认、重传滑动窗口可靠传输的方法--三次握手可靠传输的方法--确认和重传端口两类端口：熟知端口其数值一般为0~1023。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。一般端口用来随时分配给请求通信的客户进程。套接字socketIP地址+Port——套接字socket一对套接字对应一对通信的进程如：(,1500)和(,25)(,1500)和(,25)常用的端口号TCP端口号F

T

P传输层T

E

L

N

E

TD

N

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N

M

PT

F

T

PS

M

T

PUDP应用层2123255369161R

I

P520使用TCP和UDP协议的各种应用和应用层协议应用应用层协议运输层协议名字转换DNS一般用UDP选路协议RIP一般用UDP网络管理SNMP一般用UDP网络文件服务NFS一般用UDPIP电话专用协议一般用UDP流式多媒体通信专用协议一般用UDP邮件传输SMTPTCP远程登陆TELNETTCP超文本传输HTTPTCP文件传输FTPTCPTCP首部20字节的固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充TCP数据部分TCP首部TCP报文段IP数据部分IP首部发送在前TCP首部格式TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充源端口和目的端口字段——各占2字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充序号字段——占4字节。TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充确认号字段——占4字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充数据偏移——占4bit，它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。“数据偏移”的单位不是字节而是32bit字（4字节为计算单位）。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充保留字段——占6bit，保留为今后使用，但目前应置为0。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充紧急比特URG——当URG1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充确认比特ACK——只有当ACK1时确认号字段才有效。当ACK0时，确认号无效。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充推送比特PSH(PuSH)——接收TCP收到推送比特置1的报文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充复位比特RST(ReSeT)——当RST1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充同步比特SYN——同步比特SYN置为1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充终止比特FIN(FINal)——用来释放一个连接。当FIN1时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充窗口字段——

占2字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充检验和——占2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充紧急指针字段——占16bit。紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。

比特08162431比特08162431TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充选项字段——

长度可变。TCP只规定了一种选项，即最大报文段长度

MSS(MaximumSegmentSize)。MSS告诉对方TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节。”

MSS是TCP报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上TCP首部才等于整个的TCP报文段。TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项（长度可变）源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG填充填充字段——这是为了使整个首部长度是4字节的整数倍。比特08162431UDP协议UDP:不可靠传输协议。无连接，直接发送数据，不进行流量控制，没有差错检测和数据重传功能。包头小，网络开销较小。不在乎对方是否收到数据没有了TCP为了保证数据可靠的一系列措施伪首部源端口目的端口长度检验和数据首部UDP长度源IP地址目的IP地址017IP数据报字节44112122222字节发送在前数据首部UDP用户数据报UDP首部格式InternetProtocol(IP)InternetControlMessageProtocol(ICMP)AddressResolutionProtocol(ARP)ReverseAddressResolutionProtocol(RARP)各种路由协议应用层传输层Internet层数据链路层物理层核心是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。IP协议提供无连接的、不可靠的服务。ARP协议把已知的IP地址接析成数据链路层地址。RARP协议把已知的数据链路层地址解析成IP地址。ICMP定义了网络层控制和传递消息的功能。TCP/IP网络层IP数据报的格式一个IP数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。固定部分可变部分04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特数据部分首部传送IP数据报首部首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分版本——占4bit，指IP协议的版本目前的IP协议版本号为4(即IPv4)首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分首部长度——占4bit，可表示的最大数值是15个单位(一个单位为4字节)因此IP的首部长度的最大值是60字节。首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分服务类型——占8bit，用来获得更好的服务这个字段以前一直没有被人们使用首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分总长度——占16bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为65535字节。总长度必须不超过最大传送单元MTU。

首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分标识(identification)占16bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分标识(identification)占16bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分片偏移(12bit)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以8个字节为偏移单位。偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片的数据报数据报片1首部数据部分共3800字节首部1首部2首部3字节0数据报片2数据报片314002800字节0IP数据报分片的举例首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分生存时间(8bit)记为TTL(TimeToLive)数据报在网络中的寿命，其单位为秒。首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分协议(8bit)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个处理过程运输层网络层首部TCPUDPICMPIGMPOSPF数据部分IP数据报协议字段指出应将数据部分交给哪一个进程首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分首部检验和(16bit)字段只检验数据报的首部不包括数据部分。这里不采用

CRC

检验码而采用简单的计算方法。发送端接收端16bit字116bit字2置为全0检验和16bit字n16bit反码算术运算求和……取反码数据报首部IP数据报16bit检验和16bit字116bit字216bit检验和16bit字n16bit反码算术运算求和16bit结果……取反码数据部分若结果为0,则保留；否则，丢弃该数据报数据部分不参与检验和的计算首部04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特固定部分可变部分源地址和目的地址都各占4字节地址解析协议ARP不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARPcache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址。ARP响应AYXBZ主机B向A发送ARP响应分组主机A广播发送ARP请求分组ARP请求ARP请求ARP请求ARP请求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是，硬件地址是00-00-C0-15-AD-18我想知道主机

的硬件地址我是硬件地址是08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-18ARP高速缓存的作用为了减少网络上的通信量，主机A在发送其ARP请求分组时，就将自己的IP地址到硬件地址的映射写入ARP请求分组。当主机B收到A的ARP请求分组时，就将主机A的这一地址映射写入主机B自己的ARP高速缓存中。这对主机B以后向A发送数据报时就更方便了。ARP报头格式04816192431硬件地址长度硬件类型协议类型操作发送方首部（8位组0-3）比特协议长度目的IP（8位组0-3）发送方首部（8位组4-5）发送方IP（8位组0-1）发送方IP（8位组2-3）目的首部（8位组0-1）目的首部（8位组2-5）各字段说明硬件类型字段指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1。协议类型字段指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0806（16进制）。硬件地址长度和协议长度指明了硬件地址和高层协议地址的长度。操作字段用来表示这个报文的目的，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4。逆地址解析协议RARP逆地址解析协议RARP使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。这种主机往往是无盘工作站。因此RARP协议目前已很少使用。ICMP为了提高IP数据报交付成功的机会，在网际层使用了因特网控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)。ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP不是高层协议，而是IP层的协议。ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。

ICMP报文的格式首部ICMP报文0数据部分检验和类型代码（这4个字节取决于ICMP报文的类型）81631IP数据报前4个字节都是一样的ICMP的数据部分（长度取决于类型）ICMP报文的种类有两种ICMP差错报告报文终点不可达源站抑制时间超过参数问题改变路由（重定向）ICMP询问报文回送请求和回答报文时间戳请求和回答报文掩码地址请求和回答报文路由器询问和通告报文TCP/IP数据链路层两种不同的MAC

帧格式常用的以太网MAC帧格式有两种标准：DIXEthernetV2标准IEEE的802.3标准最常用的MAC帧是以太网V2的格式。MAC帧字节6624IP层物理层目的地址源地址长度/类型FCSMAC层1010101010101010101010101010101011前同步码帧开始定界符7字节1字节…8字节插入数据MAC子层IP层LLC子层802.2LLC帧当长度/类型字段表示长度时

802.3MAC帧以太网V2MAC帧这种802.3+802.2帧已经较少使用目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~150043~1497111DSAPSSAP111控制数据字节DSAPSSAP控制IP数据报IP数据报MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报目的地址字段6字节以太网V2的MAC帧格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报源地址字段6字节以太网V2的MAC帧格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报类型字段2字节类型字段用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。以太网V2的MAC帧格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报数据字段46~1500

字节数据字段的正式名称是MAC

客户数据字段最小长度64字节

18字节的首部和尾部=数据字段的最小长度

以太网V2的MAC帧格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报FCS字段4

字节当传输媒体的误码率为1108

时，MAC子层可使未检测到的差错小于11014。当数据字段的长度小于46字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的MAC

帧长不小于64字节。以太网V2的MAC帧格式MAC帧物理层MAC层IP层以太网V2MAC帧目的地址源地址类型数据FCS6624字节46~1500IP数据报1010101010101010101010101010101011前同步码帧开始定界符7字节1字节…8字节插入在帧的前面插入的8字节中的第一个字段共7个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC帧的比特同步。第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC帧。为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC帧还多8个字节以太网V2的MAC帧格式TCP/IP体系结构小结名

称功

能

数据单元主要协议地址应用层网络应用。邮件、文件传输等。数据HTTP，DNS，FTP，TELNET….主机名字传输层端到端的可靠传输。负责两个应用进程之间的通信。数据段TCP，UDP端口号网络层对分组进行路由选择，流量控制等。分组（包）IP，ARP，ICMP，IGMPIP地址数据链路层在两相邻节点间可靠地传输数据帧。数据帧MAC地址物理层透明的传输比特流。比特任务1-3：IP地址及子网划分学习目标：掌握IP地址的分类，表示以及特殊IP地址。掌握子网掩码的作用掌握子网划分的方法使用VLSM(可变长子网掩码)规划IP地址使用CIDR(无类别域间路由）进行路由汇总问题：简述IP地址的含义、表示、分类特殊IP地址简述子网掩码的含义、作用如何进行子网划分？写出子网的网络号以及有效IP地址的范围。如何使用VLSM规划IP地址如何使用CIDR进行路由汇总

IP地址唯一地标识网络上计算机，IP地址就是由0和1组成的32位字符串。IP地址为了容易使用，采用点分十进制格式来表示IP地址

IP地址的表示IP地址的结构IP地址的分类A类地址首字节范围：1~126(127保留)B类地址首字节范围：128~191C类地址首字节范围：192~223地址分配分配A类IP：国际网络信息中心NIC分配B类IP：InterNIC、APNIC、ENIC分配C类IP：国家或地区的NIC保留地址保留地址指某些地址不能分配网络上的设备使用主机部分全0表示网络地址主机部分全1表示广播地址全0的IP地址，即。设置缺省路由时使用全1地址55，表示泛洪广播

私有地址私有地址可以节省IP地址私有地址不能在Internet上被路由Exercise:IPAddressClassesAddressClassNetworkHost004620IPAddressClassesExerciseAnswersAddressClassNetworkHost004620ABCCBNonexistent0046A类：B类：

C类：网络掩码

10101100000100000000001010100000601111111111111111000000000000000010101100000100000000000000000000NetworkID网络掩码的作用子网划分为了方便对一个较大的网络进行管理，可以将一个较大的网络划分为若干个子网。用IP地址中的主机号的前若干个比特作为“子网号”，后面剩下的仍为主机号。子网的划分纯属于本单位内部的事，在本单位外看不见这样的划分。划分子网原因：提供灵活的编址提供广播抑制为LAN提供低水平的安全3bitsborrowedallows23-2or6subnets5bitsborrowedallows25-2or30subnets12bitsborrowedallows212-2or4094subnets子网划分的方法－借主机作子网位10netidhostid11111111.1111111100000000.00000000默认的子网掩码：10netidsubnetidhostid增加了子网号11111111.1111111111111

000.00000000新的子网掩码：介绍子网划分借位及新的子网掩码主机位为m，借n位作为子网位。则：usablesubnets＝2n–2usablehosts=2m-n–2可用的子网和主机数AddressSubnetMaskClassSubnet002292子网划分练习（1）AddressSubnetMaskClassSubnet002BAA292C.64子网划分练习（1）答案例：IP地址为/16的主机与IP地址为/16的主机是否在同一个网络中？如果子网掩码为/20呢？子网划分练习（2）

10101100.00010000.00010000.00000011

/1611111111.11111111.00000000.0000000010101100.00010000.00000000.00000000

10101100.00010000.00100001.00000100

/1611111111.11111111.00000000.0000000010101100.00010000.00000000.00000000结论：网络号都为172.16,这两台主机在同一网络中。子网划分练习（2）答案

10101100.00010000.00010000.00000011

/2011111111.11111111.11110000.0000000010101100.00010000.00010000.00000000

10101100.00010000.00100001.00000100

/2011111111.11111111.11110000.0000000010101100.00010000.00100000.00000000结论：由于网络号不同，这两台主机不在同一网络中。网络号为172.16.16网络号为172.16.32子网划分练习（2）答案例：某公司总公司设在武汉，在北京、上海分别设立了分公司，在三地都已组建了局域网，计算机都在10台以下。今申请了一段/24网段的地址。问：如何分配IP地址以确保三地的局域网内的计算机能够通信，局域网之间的计算机也能够通信？子网划分练习（3）WAN上海北京武汉/24如何分配IP地址？WAN上海北京武汉/24/24/24/24网络号都是202.162.0错误!!WAN上海北京武汉3/27-2/275/27--4/277/27--26/27网络号：2网络号：4网络号：6正确的子网划分可变长度子网掩码(VLSM)使用无类IP，采用子网、超网的方案来优化IP地址的分配。VLSM基于每个子网中的主机数目来划分子网，子网大小不一定一样，当子网大小不一样时，掩码也不一样。例：/24，准备建立8个子网，其中4个子网每个子网各需30个地址，另4个子网每个子网各需2个地址。子网掩码30个地址的子网：24;2个地址的子网：52子网的网络ID规则：先计算大网络，再把某一个没有使用的大网络分为小网络。30个IP地址的子网的网络ID和主机ID（取4个）

2（3-2）

4（5-4）

6（7-26）

28（29-58）2个IP地址的子网的网络ID和主机ID（取4个）

60（61-62）

64（65-66）

68（69-70）

72（73-74）HQ/16

可变长度子网掩码(VLSM)HQ/24/24HQ/16

可变长度子网掩码(VLSM)2/27

4/27

6/27

CBA将子网/24划分为更小的子网，首先掩码长度为27HQ/24/24HQ/16

可变长度子网掩码(VLSM)2/27

4/27

6/27

将没有使用的掩码长度为27的子网进一步划分为掩码长度为30CBAHQ/24/24HQ/16

36/3032/3040/30可变长度子网掩码(VLSM)SubnettedAddress:/20

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000计算VLSMVLSMAddress:/26

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000SubnettedAddress:/20

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000计算VLSMNetworkSubnetVLSMsubnetHost10101100.00010000.00100000.00000000=/261stsubnet:VLSMAddress:/26

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000SubnettedAddress:/20

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000计算VLSMSubnettedAddress:/20

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000VLSMAddress:/26

InBinary10101100.00010000.00100000.00000000

1stsubnet:10101100.00010000.00100000.00000000=/26172.16.00100000.01000000=4/26172.16.00100000.10000000=28/26172.16.00100000.1000000=92/26172.16.00100001.00000000=/26NetworkSubnetVLSMSubnetHost12ndsubnet:3rdsubnet:4thsubnet:5thsubnet:计算VLSMDerivedfromthe/20Subnet(62Hosts)(62Hosts)(62Hosts)(62Hosts)使用VLSM规划网路练习1练习1答案/30/30/302/30Derivedfromthe/26Subnet30-BitMask(2Hosts)/264/2628/2692/2626-BitMask(62Hosts)Derivedfromthe/20Subnet某公司有两个主要部门：市场部和技术部。技术部又分为硬件部和软件部两个部门。该公司申请到了一个完整的C类IP地址段：，子网掩码。为了便于分级管理，该公司采用了VLSM技术，将原主网络划分称为两级子网（未考虑全0和全1子网）。

使用VLSM规划网路练习2市场部分得了一级子网中的第1个子网，即4，子网掩码92，该一级子网共有62个IP地址可供分配。技术部将所分得的一级子网中的第2个子网28，子网掩码92又进一步划分成了两个二级子网。其中第1个二级子网44，子网掩码24划分给技术部的下属分部-硬件部，该二级子网共有14个IP地址可供分配。技术部的下属分部-软件部分得了第2个二级子网60，子网掩码24，该二级子网共有14个IP地址可供分配。

练习2分析一级子网市场部：4/265－26技术部：28/2629－90硬件部：44/2845－58软件部：60/2861－74二级子网原主网络/24－54VLSM实际上是一种多级子网划分技术

练习：Howmanysubnets?560143055/24E0E1E1E0E0s0s0s1ABCDC①③②④⑤⑦⑥122231545558661731560143055/24E0E1E1E0E0s0s0s1ABCDC①/30③/27②/30④/29⑤/26⑦/26⑥/26

练习：Howmanysubnets?从最大子网或最小子网顺序划分地址/264/2628/2692/2724/2932/3036/30Routingtable/24/24/24/24/24/24A路由汇总无类别域间路由(CIDR)路由协议能够将几条路由条目汇总成一条Icanroutetothe

/16network.

RoutingTable/16BRoutingTable/24/24/24/24/24/24A无类别域间路由(CIDR)/24=10101100.00010000.10101000.00000000相同的位数为21,不同位数11位,汇总：/21/24=172 .16.10101001.0/24=172 .16.10101010.0/24=172 .16.10101011.0/24=172 .16.10101100.0/24=172 .16.10101101.0/24=172 .16.10101110.0/24=172 .16.10101111.0在一个位组内汇总CIDR实际上是借用部分网络号充当主机号的方法构建超网。利用CIDR实现地址汇总有两个基本条件：待汇总地址的网络号拥有相同的高位。如上图8个待汇总的网络地址的第3个位域的前5位完全相等，均为11100。待汇总的网络地址数目必须是2n，如2个、4个、8个、16个等等。否则，可能会导致路由黑洞（汇总后的网络可能包含实际中并不存在的子网）。

例如，某公司申请到了1个网络地址块（共8个