《网络基础及应用》课件-跨区域的网络通信

跨区域的网络通信网络层概述网络层概述网络层主要设备网络层的功能网络层与数据链路层的关系网络层概述W网络模拟互联网Y网络A公司上海分公司X云服务区XR路由器XS2汇聚交换机X网络A公司北京总部X接入层交换机YR路由器XFW防火墙/UTMXS1核心交换机XM网管站YC内网服务器YS1核心交换机Y接入交换机W1出差员工Z网络A公司长春办事处ZR路由器XC4内网服务器ZS交换机ZAP无线XS3汇聚交换机WR1WR3WR4WR6WR5HOTELABCDEFGHIJKLMNXS4XS5XS6XS7YS2XC1XC2XC3YAP无线DNSWWWYS3CA服务器WR2YFW防火墙ZC堡垒主机数据包从源端到目的端的路由选择网络层概述1.物理层2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层1.网络接口层2.网际层3.传输层4.应用层OSI参考模型TCP/IP协议栈网络层的PDU比特流数据帧数据包(packet)数据段数据网络层主要设备路由器(Router)：是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。网络层功能1、网络设备编址：为网络中的设备提供逻辑地址。目的IP地址:IP5IP1IP2IP3IP4IP5DATAIP地址IP地址就像现实中的地址，可以标识网络中的一个节点，数据就是通过它来找到目的地。网络层功能2、分组交换：以分组为单位的存储转发的传输方式，将长的报文分割成若干短的分组进行多次传输。路由器A路由器B路由器C路由器D路由器E主机B1234传输层数据由于分组长度小，大大提高了转发速度；各分组可以在不同传输路径上同时被发送，降低了总体的传输时间；当传输出错时，只需重传出错的分组，而不必重传整个报文，提高了效率。主机A网络层功能3、路由转发：源与目的主机之间可能存在多条相通的路径，网络层选择一条“最佳”路径完成数据转发。PC1PC2PC完成IP头部(信封)的封装。主要是源目IP地址字段。源设备发出的报文会在其网络层头部携带该报文的源及目的设备的网络层地址；具备路由功能的网络设备（例如路由器等）会维护路由表（相当于它的地图）；当这些网络设备收到报文时，会读取其网络层携带的目的地址，并在其路由表中查询该地址，找到匹配项后，按照该表项的指示转发数据。Router1G0/0/0G0/0/1网络ARouter1的路由表网络出接口网络AG0/0/1…………网络层功能4、异种网络的互连：当源主机和目标主机的网络不属于同一种网络类型时，为了解决不同网络在寻址、分组大小、协议等方面的差异，要求在不同种类网络交界处的路由器能够对分组进行处理，使得分组能够在不同网络上传输。路由器网络A……网络B……不同的网络类型对分组大小要求不一样，需要重新分组以太网PPP网络网络层与数据链路层的关系数据链路层实现同一局域网中利用MAC地址通信，网络层利用IP地址实现网络寻址。主机A主机C主机B交换机A主机D路由器A路由器B路由器C路由器D路由器E局域网通信利用MAC地址互联网上利用IP地址进行寻址节点间通信利用MAC地址网络层与数据链路层的关系

网络层要解决异构网络互联的问题数据链路层实现的是保证两端链路的连通性主机A主机B路由器A路由器B路由器C以太网PPP以太网无线网络交通工具行程表数据链路层负责区间的通信网络层负责解决异构网络的问题，并负责将数据发给目的端总结网络层概述网络层主要设备网络层的功能网络层与数据链路层的关系网络层相关命令ICMP协议PING命令IPCONFIG命令TRACERT命令Nslookup命令ICMP协议PING命令基于ICMP协议ICMP协议用于在IP主机、路由器之间传递控制消息，控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。1.网络接口层2.网际层3.传输层4.应用层IP面向无连接的不可靠尽力而为传输错误是难免的是否顺利到达目标主机，无法判断ICMPPING命令ping命令就是利用回应请求／应答ICMP报文来测试目的主机或路由器的可达性。TTL=64或255为linuxTTL=128为windows2000/NT/XPTTL=32为windows98TTL=255为UNIX远程设备是否可用包(packet)的丢失情况与远程主机通信的来回旅程的延迟目的设备的操作系统源与目的之间三层设备的数目pingC:\Users\jier>ping1正在Ping1具有32字节的数据:来自1的回复:字节=32时间=20msTTL=48来自1的回复:字节=32时间=14msTTL=48来自1的回复:字节=32时间=18msTTL=48来自1的回复:字节=32时间=27msTTL=48Pingstatisticsfor1:Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:Minimum=0ms,Maximum=1ms,Average=0msPING命令ping是如何工作的？在超时前收到说明可达路由器A路由器B主机A主机BechorequestechoreplyPing的命令格式如下：ping[-t][-a][-ncount][-llength]{-jcomputer-list]}[-wtimeout]target-name选项选项含义-t连续发送和接收回送请求和应答ICMP报文直到手动停止(CTR+Break：查看统计信息，CTR+C：停止ping命令)-a将IP地址解析为主机名-nCount发送回送请求ICMP报文的数量-lSize发送探测数据包的大小(默认值为32Byte)-f不能分片(默认为允许分片)-iTTL指定生存周期-wTimeout指定等待每个回送应答的超时时间(以ms为单位，默认值为1000)IPCONFIG命令ipconfig命令用于显示网络适配器的物理地址、IP地址、子网掩码以及默认网关等相关信息ipconfig的命令格式如下：

ipconfig[/?|/all|/release[adapter]|/renew[adapter]]/?:显示ipconfig的格式和参数的英文说明/all:/release/renewIPConfig最常用的选项TRACERT命令tracert可以显示出由执行程序的主机到达特定主机之前历经多少路由器，确定数据包为到达目的地所必须经过的有关路径，并指明哪个路由器在浪费时间。发送TTL为1的报文路由器A路由器B主机A主机B发送TTL为2的报文C:\WINDOWS>tracert-d5

Tracingrouteto5overamaximumof30hops:

1

<10ms

<10ms

<10ms

5

Tracecomplete.

nslookup命令nslookup命令主要用来诊断域名系统(DNS)基础结构的信息，是查询域名信息的一个非常有用的命令C:\>nslookup服务器:Address:1非权威应答:名称:Addresses:009Aliases:C:\>nslookup>settype=a>服务器:Address:1非权威应答:名称:Addresses:090Aliases:子网划分子网划分概述按照主机数量进行子网划分按照网络数量进行子网划分VLSMCIDR子网划分5354……216=65536个IP地址一个B类地址用于一个广播域，地址浪费。广播域太庞大，一旦发生广播，内网不堪重负。将一个网络号划分成多个子网，每个子网分配给一个独立的广播域。如此一来广播域的规模更小、网络规划更加合理。IP地址得到了合理利用。子网划分子网划分的方法：借位从主机最高位开始借位变为新的子网位，剩余部分仍为主机位，使IP地址的格式变为：16位16位B类IP地址划分子网16位m位n位+=16位主机号网络号网络号子网号主机号网络号主机号16位m位+n位子网划分按照网络数量划分公式:2n≥N

N代表网络数量

n代表子网位数110000001010100000000001举例：原有网络号192.168.1.0/24，划分成2个网络网络1网络22n≥2n=1000000000000000000000000192.168.1./25网络110000000192.168.1.28/25网络2子网划分按照主机数量划分公式:2n-2≥N

N代表主机数量

n代表主机号所占位数-2是指减掉主机位全0和全1的两种情况1100000010101000000000012n-2≥100n=7000000000000000000000000192.168.1./2510000000192.168.1.28/25100台主机举例：原有网络号192.168.1.0/24，其中一个网络包含100台主机子网划分按照主机数量划分举例某学院三楼有301~304共4间实训室，其中主机数分别为62、52、42、58台。现给一C类网络地址/24，请将其进行子网划分，分配给这三个实验室使用。00000000192.168.1.2n≥4n=201000000192.168.1.10000000192.168.1.11000000192.168.1./264/2628/2692/26301实训室302实训室303实训室2n-2≥62n=600000000192.168.1.按照网络数量划分304实训室子网划分可变长子网掩码（VLSM）：各子网主机规模不一致的情况，允许在同一网络范围内使用不同长度子网掩码。/24例192.168.1.000000001.按照2楼主机数划分2n-2≥100n=7/2528/25100000002楼使用其他网络使用2.按照3楼主机数划分2n-2≥52n=6192.168.1.100000001100000028/2692/263楼使用其他网络使用3.为路由器之间网络划分2n-2≥2n=2192.168.1.1100000092/30路由器之间使用子网划分无类域间路由（CIDR）：由于使用了VLSM无形中增加了路由条目，降低了通信效率，因此利用CIDR可以将若干个较小的网络合并成一个较大的网络.11001000000000010000000000000000110010000000000100000001000000001100100000000001000000100000000011001000000000010000001100000000110010000000000100000100000000001100100000000001000001010000000011001000000000010000000000000000网络1：网络2：网络3：网络4：网络5：网络6：汇聚后的超网地址/21路由器A路由器C路由器BInternet/24/24/24/24/24200.1.5.0/24边界路由器总结子网划分等长子网划分-按主机数量进行子网划分等长子网划分-按网络数量进行子网划分VLSM（变长子网划分）IP协议的特征无连接不可靠介质无关性Ip的特征IP版本4(IPv4)和IP版本6(IPv6)是主要的网络层通信协议。IP的特征：无连接不可靠介质无关性路由器A路由器B路由器C路由器D路由器E主机A主机B1234丢失数据包可以选择不同路径转发数据包未按序到达路由器的工作原理路由路由表路由器工作原理路由协议静态路由动态路由路由网络层的数据如何被送达目的地？路由路由是路由器为数据包前往目标网络进行路径选择的过程我想去主机A那里应该往哪里发送呢根据路由信息将数据包发送到目的端路由器？？网络1网络2一个数据包之所以能够到达目标地址，全靠路由控制，它主要根据数据包中的目的IP地址进行寻址。数据路由表路由表是路由器将所有关于如何到达目标网络的最佳路径信息以数据库表的形式存储起来的表。电话簿张三83987654李四83456789王五83123456……路由表/8f0/1/8f0/2/8f0/3……R/8[120/1]via,00:00:16,F1路由器目的网络/子网掩码路由来源下一跳出接口管理距离/度量值路由表路由表通常由以下5列组成：路由来源目的网络的网络地址+子网掩码管理距离和度量值下一跳出接口R2R4GE0/0/30R1/30R3/30GE0/1/30GE0/2/30/30路由来源目的网络/掩码管理距离/度量值

下一跳出接口O/8110/1GE0/0S/81/1GE0/1R/8120/1GE0/2......L/300/0GE0/2C/320/0GE0/2/8/8/8数据路由协议路由的来源GE0/0/0/24/24GE0/0/1GE0/0/1/24/24GE0/0/2直连路由路由来源目的网络/掩码出接口直连/24GE0/0/0直连/24GE0/0/1静态路由动态路由路由来源目的网络/掩码出接口静态/24GE0/0/1动态路由协议OSPF路由来源目的网络/掩码出接口动态路由协议/24GE0/0/2由设备自动生成指向本地直连网络由网络管理员手工配置的路由条目路由器运行动态路由协议学习到的路由路由协议直连路由:路由器直连接口的网段GE0/0/1/24GE0/0/0/24路由器B路由器B路由表中的直连路由目的网络来源下一跳出接口/24直连GE0/0/0/24直连GE0/0/1/24/24路由器B路由表中的直连路由GE0/0/1/24GE0/0/0/24GE0/0/1/24GE0/0/0/24路由器A路由器C路由器B目的网络来源下一跳出接口/24直连G0/0/1GE0/0/0接口down，该接口的直连路由未出现在路由表中路由协议静态路由:网络管理员手工添加到路由器上的数据包转发路径默认路由：是静态路由的一种，路由表中无匹配的路由，数据包会匹配默认路由。GE0/0/1/24GE0/0/0/24GE0/0/1/24GE0/0/0/24路由器A路由器C路由器B前往/24目的网络来源下一跳S静态直连S*默认静态数据路由协议动态路由动态感知网络变化的方法，从而生成路由表，指导数据的转发静态路由动态路由OSPF所有设备手动配置无法感知到链路变化自动发现、学习路由感知拓扑变更路由器工作原理路由条目的生成子网掩码最长匹配路由优先级越小越优度量值越小越优相同优先级高网段/掩码路由条目优先级加入路由表不同度量值优先级相等度量值小路由器工作原理路由条目的生成子网掩码最长匹配路由优先级越小越优度量值越小越优数据包目的IP

BitByBit逐位匹配路由条目2路由条目3路由条目1172.16.0000001000000001172.16.00000001xxxxxxxx172.16.00000010xxxxxxxx172.16.xx

x

x

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xxxxxxxx不匹配胜利不是最长路由器工作原理路由条目的生成子网掩码最长匹配路由优先级越小越优度量值越小越优/30路由器A/30/30/30/30路由器A上的路由条目动态路由协议OSPF目的网络/掩码来源优先级下一跳/30静态60/30OSPF10加入路由表10路由器工作原理路由条目的生成子网掩码最长匹配路由优先级越小越优度量值越小越优动态路由协议OSPF/30路由器A/30/30/30/30路由器A上的路由条目Cost=10Cost=10Cost=10目的网络/掩码来源Cost下一跳/30OSPF20/30OSPF10加入路由表10路由器工作原理读取数据包的目的IP，查路由表转发。网关网关R1R2R3GE0/1GE0/1GE0/0GE0/0GE0/0GE0/1目的网络/掩码下一跳出接口/24GE0/1/24GE0/0/24GE0/0/24GE0/0目的网络/掩码下一跳出接口/24GE0/0/24GE0/1/24GE0/0/24GE0/1目的网络/掩码下一跳出接口/24GE0/1/24GE0/0/24GE0/0/24GE0/0/24/24/24/24目的IP地址：R3路由表R1路由表R2路由表数据PCAPCB数据数据数据数据路由器工作原理读取数据包的目的IP，查路由表转发。网关网关R1R2R3GE0/1GE0/1GE0/0GE0/0GE0/0GE0/1目的网络/掩码下一跳出接口/24GE0/1/24GE0/0/24GE0/0/24GE0/0目的网络/掩码下一跳出接口/24GE0/0/24GE0/1/24GE0/0/24GE0/1/24/24/24/24目的IP地址：R1路由表R2路由表数据PCAPCB数据数据路由器中数据包的转发方式路由器将对数据包执行以下三种操作之一：转发到下一跳路由器有匹配条目，选择匹配最精确的路由没有匹配条目但是存在默认路由转发到目的主机直接连接的网络丢弃没有匹配条目也没有默认路由丢弃转发到一下跳路由器转发到目的设备数据包转发方式动态路由直连静态路由路由的来源下一跳管理距离和度量值目的网络路由来源路由表的组成路由表目的IP数据包转发依据路由器工作原理总结IPv4的协议格式IPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式协议头部20-60Bytes以太网头部IP头部TCP头部用户数据以太网尾部IPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式协议头部20-60Bytes表示该数据包所使用的IP协议版本号0100IPv40110IPv6版本(Version)1IPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式头长度(IHL)2指明“协议头部”的长度单位是32bits如：01117协议头部长度为：7*32bits=224bits=28Bytes协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式服务类型(TOS)3区分不同的服务种类，对传输速度及可靠性等方面加以控制优先级可靠性吞吐量延迟协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式总长度(TotalLength)4定义了数据包的总长，包含首部和数据，单位为字节。20~65,535协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式标识(Identification)5让目标主机确定一个新到达的分组属于哪一个数据段。同一个数据段的所有分组标识相同协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式标志位(Flags)6用于控制和识别分组。0DFMFDF=0时才允许分组MF为1表示后面还有分组MF为0表示最后一个分组协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式片偏移(FragmentOffset)7指明了每个分组相对于原始数据段开头的偏移量，以8字节作单位主机A主机B数据数据分组协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式生存时间(TTL)8避免数据包在网络中永远存在。每经过一台三层网络设备减1，当值为0时数据包被丢弃。协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式协议(Protocol)9定义了该数据包数据区使用的协议协议字段值协议类型1ICMP2IGMP6TCP17UDP89OSPF协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式校验和(HeaderChecksum)10只检验数据包的IP头部（协议头部区），不包括数据部分（数据区）数据区的错误留待上层协议处理协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式源、目的IP地址11源IP地址是数据包的发送端的地址，

目的IP地址是数据包接收端的地址。源IP发送端接收端目的IP协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IP协议格式选项(Options)12选项字段用来支持排错、测试以及安全等措施，内容很丰富。协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式数据(Data)13数据字段内容是上层所封装的完整数据。协议头部20-60BytesIPv4协议格式版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据bit0bit31IPv4协议格式01000100010101010101001001001000110……4IPv44协议头部长度4*8=32Byte协议头部20-60Bytes总结IP协议的特征无连接不可靠介质无关性IPv4协议格式IPv4地址IPv4地址表示方式IPv4地址结构子网掩码网关IPv4地址网络层主要利用IP地址完成路由寻址功能。IPv4地址IPv4地址IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。点分十进制：用4个十进制数表示，中间用圆点隔开100.29.0.201100100000111010000000000000010888832位4字节+++二进制：版本（4）头长度（4）TOS（8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13）TTL（8）协议（8）校验和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）选项（0or32ifany）数据IP地址结构IPv4地址100.29.0.20431–84602981网络号主机号区号电话号互联网层次结构思考：如何确定网络号和主机号呢Internet北京电信上海联通长春移动主机1主机2主机3IPv4地址子网掩码32位二进制，点分十进制表示。不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。用来确定IP地址的网络号和主机号，网络号二进制位置为1，主机号二进制位置为0。100.29.0.201100100.00011101.11111111.11111111.255.255.0.000000000.0000001000000000.00000000网络号主机号网络号主机号=/16（前缀表示法）书写IPv4地址网关网络的出口。当一个主机要将数据发送给其他网络的主机时，如果目的主机与源主机不在同一个网络中，数据包需要先转发到网关，然后通过网关将数据包转发到目的网络。网关地址通常是路由器连接内部局域网的接口IP地址。网关/24/24/24/24三层互联网络二层互联网络二层互联网络三层网络寻址总结IPv4地址表示方式IPv4地址结构子网掩码网关ipv4地址计算网络地址广播地址可用主机地址范围可用主机数量网络地址用来标识一个网络。IPv4地址210.29.228.6811010010.00011101.11100100.0111111111.11111111.11111111.11255.255.255.192000100000000表示方法：4/26前缀表示法网络地址：4有效的网络号+全0的主机号。计算网络地址方法：IP地址与子网掩码做与运算XYX&Y11110001000011010010.00011101.11100100.01000000掩码IP网络号主机号网络地址用来标识一个网络。IPv4地址8/26两台主机在同一个网络中吗？11010010.00011101.11100100.0100010011010010.00011101.11100100.010000004/2620/2611010010.00011101.11100100.0111100011010010.00011101.11100100.010000004/26两台主机在同一个网络中两台主机可以直接通信若两台主机不在同一个网络中，需要借助三层设备，实现网络通信。IPv4地址广播地址用于向该网络中的所有主机发送数据的特殊地址。计算广播地址方法：IP地址与子网掩码与运算后，主机号全为1广播地址：27有效的网络号+全1的主机号。11010010.00011101.11100100.0111111111.11111111.11111111.1100010000000011010010.00011101.11100100.01000000网络号主机号111111210.29.228.68255.255.255.192IPv4地址广播地址注意网络地址和广播地址不能直接被节点或网络设备所使用。数据8/2620/26/2621/2600/2600/26数据数据数据数据源IP目的IP827IPv4地址可容纳的主机数量

公式

2n-2，n代表主机号的二进制位数，-2代表减去网络地址和主机地址，其他地址都是可以分配给主机使用的。11010010.00011101.11100100.0111111111.11111111.11111111.11000100000000可容纳的主机数量：

2n-2210.29.228.68255.255.255.192/26可用主机地址范围：网络地址+1~主机地址-111010010.00011101.11100100.0100000011010010.00011101.11100100.0100000111010010.00011101.11100100.0111111011010010.00011101.11100100.0111111111010010.00011101.11100100.0100001011010010.00011101.11100100.01000011……4网络地址27广播地址可以分配给主机使用5~26总结IPv4地址计算网络地址广播地址可用主机地址范围可用主机数量分类的IPv4地址默认分类IPV4地址公有地址和私有地址特殊的IPv4地址默认分类的IPv4地址为了方便IP地址的管理及组网，将IP地址分成五类：1110NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN1111NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNA类B类C类D类E类~55~55~55~55分配主机使用A/B/C类默认网络掩码A类：8bit，~55/8B类：16bit，~55/16C类：24bit，~55/240NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN10NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN网络号主机号字节1字节2字节3字节4~55110NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN用于组播用于研究0~127128~191192~223224-239240~255默认分类的IPv4地址为了方便IP地址的管理及组网，将IP地址分成五类：1110NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN1111NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNA类B类C类D类E类~55~55~55~55分配主机使用4这个IP地址的默认分类是？子网掩码是？0NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN10NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN网络号主机号字节1字节2字节3字节4~55110NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN用于组播用于研究0~127128~191192~2230~127224-239240~255这个IP地址的默认分类是？3这个IP地址的默认为类是？网络前缀长度是？C类B类，A类，3/8192176110公有地址和私有地址公有地址：IP地址是由IANA统一分配的，以保证任何一个IP地址在Internet上的唯一性。私有地址：实际上一些网络不需要连接到Internet，比如一个大学的封闭实验室内的网络，只要同一网络中的网络设备的IP地址不冲突即可。路由器A路由器C路由器BInternet/8/8/8/8/8/8边界路由器私有地址公有地址公有地址和私有地址私有地址包含了A、B、C三类地址空间中的3个小部分IP地址类别私有地址范围A类～55B类～55C类～55举例：以下哪些地址属于私有地址？公有地址和私有地址NAT(网络地址转换)，公有地址和私有地址转换技术。主机A主机B主机C主机D主机E路由器A路由器B路由器C公网中使用公有地址私网内使用私有地址通过NAT转换为公网地址公有IP地址要在整个互联网内保持唯一性，但私有地址不需要，只要在同一个局域网中保证唯一即可。特殊的IPV4地址环回地址（127.*.*.*）在A类网络中，当网络号部分为127，主机号为任意值时的地址称为环回地址。它主要用于网络软件测试以及本地进程之间的通信。本地主机特殊的IPV4地址链路本地地址（169.254.*.*）使用DHCP无法自动获取地址时，系统自动分配这个网段的地址特殊的IPV4地址未知地址（）表示所有不清楚的主机和目的网络C:\>routeprintActiveRoutes:NetworkDestinationNetmaskGatewayInterfaceMetric582018820

8820

5555881DefaultGateway:5特殊的IPv4地址我们通常把一个网络号所定义的网络范围称为一个网段。网络地址：用于标识一个网络。包含了一个有效的网络号和一个全“0”的主机号。192.168.10.00000000例如：/24/2411/24/24/24/24特殊的IPV4地址广播地址直接广播：包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号。路由器A路由器B路由器C目的地址：55路由器转发直接广播包发送到网络中的所有主机192.168.10.11111111例如：55/24特殊的IPV4地址广播地址有限广播：也称受限广播地址，指32位全为“1”的IP地址，即55。用于本网广播，即被限制在本网络之中。路由器A路由器B路由器C目的地址：55路由器隔离有限广播包网络地址用来标识一个网络。IPv4地址100.29.0.201100100.00011101.11111111.11111111.255.255.0.000000000.0000001000000000.00000000网络号主机号表示方法：

/16前缀表示法网络地址：100.29.0.0网络号有效的网络号+全0的主机号。主机号计算网络地址方法：IP地址与子网掩码做与运算XYX&Y11110001000001100100.00011101.00000000.00000000掩码IPIPv4地址广播地址用于向该网络中的所有主机发送数据的特殊地址。100.29.0.2255.255.0.0计算广播地址方法：IP地址与子网掩码与运算后，主机号全为1广播地址：100.29.255.255有效的网络号+全1的主机号。注意网络地址和广播地址不能直接被节点或网络设备所使用。一个网段可用地址数量为：2ⁿ-2（n：主机部分的比特位数）01100100.00011101.11111111.11111111.00000000.0000001000000000.00000000网络号主机号01100100.00011101.00000000.0000000011111111.11111111总结默认分类IPV4地址公有地址和私有地址特殊的IPv4地址IPv6IPv6的特点IPv6地址表示方式IPv6地址分类IPv4到IPv6过渡技术IPV6出现的背景IPv4地址出现短缺IPv4电信网络电视网络计算机网络03NAT02CIDR01子网划分IPv6IPV6的特点1巨大的地址空间IPv6的地址长度为128位3支持即插即用功能没有DHCP服务器也可以实现自动分配IP地址5多播、MobileIP成为扩展功能2性能提升简化首部结构，减轻路由器负荷4采用认证与加密功能集成了IPSec用于网络层的认证与加密IPV6的协议格式版本（4）流量类别（8）流标签（20）有效载荷长度（16）下一个首部（8）跳数限制（8）IPv6源地址（128）IPv6报文格式IPv6首部IPv6目的地址（128）载荷IPv6扩展首部下一个首部IPv6上层首部与数据扩展首部长度IPv6扩展首部任意个IPV6地址表示方法2.冒号分十六进制：16位一组，用十六进制表示，中间用冒号隔开1.IPv6地址共128位16bit16bit16bit16bit16bit16bit16bit16bit108A：0000：0000：0000：0008：0800：200C：417A108A:0:0:0:8:800:200C:417A108A::8:800:200C:417A108A:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A忽略前导0忽略全0数据段IPV6地址表示方法注：IPv6地址中双冒号（::）仅可在每个地址中使用一次2001:0DB8:0000:0000:0000:ABCD:0000:12342001:0DB8::ABCD::12342001:0DB8:0000:ABCD:0000:0000:0000:12342001:0DB8:0000:0000:ABCD:0000:0000:1234例如2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64

IPv6地址：2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF

网络号：2001:0DB8:2345:CD30::/64

3.IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址。

IPV6地址分类全球单播地址唯一本地地址特殊地址其他单播地址……组播地址单播地址任播地址IPv6地址链路本地地址FE80::/102000::/3FD00::/8IPv6没有定义广播地址IPV6地址分类单播地址网络前缀接口标识nbit（128-n）bitMAC地址（二进制）

00111100-10010010-10000010-01001001-01111110-10011101

MAC地址（十六进制）

3C-52-82-49-7E-9D 00111110-10010010-10000010-11111111-11111110-01001001-01111110-10011101EUI-64ID（二进制）第7bit取反插入FFFEEUI-64

ID（十六进制）

3E-52-82-FF-FE-49-7E-9D12接口标识可通过三种方法生成：（1）手工配置（2）系统自动生成（3）通过IEEEEUI-64规范生成IPV6地址分类单播地址（1）全局单播也被称为可聚合全球单播地址。该类地址全球唯一，用于需要有互联网访问需求的主机，相当于IPv4的公网地址。通常GUA的网络部分长度为64bit，接口标识也为64bit。全局路由前缀：由提供商指定给一个组织机构，一般至少为45bit。子网ID：组织机构根据自身网络需求划分子网。接口标识：用来标识一个设备（的接口）。3bit45bit16bit64bit网络部分001全局路由前缀子网ID接口标识主机部分IPv6Internet2001:1