数据通信与计算机网络ppt8

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1、第8章网际互联：IP2021/3/101本章重点内容n掌握IP地址及其分配方法n了解IP数据报的格式及其分段和重组n掌握IP数据报的转发方式n了解ARP协议和物理地址与IP地址的关系n了解ICMP协议2021/3/1028.1 IP地址地址Internet上的主机可以通过上的主机可以通过IP地址地址来标识和区分来标识和区分 数据被分组为一个个数据被分组为一个个IP数据报数据报，并由主机和路由器中的，并由主机和路由器中的IP协议协议（Internet Protocol，网际互联协议）模块负责，将，网际互联协议）模块负责，将IP数据报通过数据报通过Internet上一个个上一个个网络最终传送到目的

2、主机网络最终传送到目的主机IP网络中每台主机都必须有一个惟一的网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址；地址；IP地址是一个逻辑地址；地址是一个逻辑地址；(与与MAC地址比较一下地址比较一下)因特网上的因特网上的IP地址具有全球唯一性；地址具有全球唯一性；32位，位，4个字节，常用点分的十进制标记法：个字节，常用点分的十进制标记法：如如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为记为 10.2.0.18.1.1 IP地址分类及其表示地址分类及其表示2021/3/103IP地址有固定的格式：地址有固定的格式：32位二进制数位二进制数，分成，分成4段段（每段（每段

3、8位），中间用位），中间用“.”分隔，常用分隔，常用4个个十进制数十进制数表示。如：表示。如：10101100.00010000.00000000.00001010172.16.0.102021/3/104nIP地址的结构：网络号（地址的结构：网络号（netid）+主机号（主机号（hostid）网络号标识了该主机（网络设备）所属的物理网络网络号标识了该主机（网络设备）所属的物理网络主机号则是该主机在所属网络中的具体地址主机号则是该主机在所属网络中的具体地址nIP地址划分为五类：地址划分为五类：A-E类，常用的为类，常用的为A、B、C类类，D类地类地址为组播地址，址为组播地址，E类地址为将来使用

4、的保留地址。类地址为将来使用的保留地址。n主机号的所有位全为主机号的所有位全为“0”或全为或全为“1”的的IP地址不用于表地址不用于表示单个主机示单个主机主机号的所有位全为主机号的所有位全为“0”是网络地址，用于标识一个网络，如是网络地址，用于标识一个网络，如106.0.0.0指明网络号为指明网络号为106的一个的一个A类网络。类网络。主机号的所有位全为主机号的所有位全为“1”是广播地址，如是广播地址，如106.255.255.255用于用于向位于向位于106.0.0.0网络上的所有主机广播。网络上的所有主机广播。2021/3/105nIP地址由地址由“网络号网络号”+“主机号主机号”组成组成

5、一个人的身份证号码：一个人的身份证号码：3 4 0 1 25801012233地区代码地区代码个人标识代码个人标识代码一个主机的一个主机的IP地址：地址：192.168.0.10网络号网络号主机号主机号2021/3/106nIP地址由地址由“网络号网络号”+“主机号主机号”组成组成网络号网络号：用于表示该机所在的网络标识：用于表示该机所在的网络标识主机号主机号：用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识：用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识应用原则应用原则：网络号相同的主机，处于同一网段中网络号相同的主机，处于同一网段中；同一同一网段中，不允许有主机号相同的主机网段中，不允许有主机号相同的主

6、机2021/3/107nIP地址由地址由“网络号网络号”+“主机号主机号”组成组成一般情况下一般情况下A、B、C三类三类IP地址中的网络号和主机号的划分地址中的网络号和主机号的划分网络号网络号主机号主机号例例A类类第第1字节字节第第2、3、4字字节节120.98.108.1B类类第第1、2字节字节第第3、4字节字节172.16.0.11C类类第第1、2、3字字节节第第4字节字节192.168.0.52021/3/108nIP地址的分类：地址的分类：第一字节范围第一字节范围用用 殊殊A类类1126可供用户分配可供用户分配B类类128191可供用户分配可供用户分配C类类192223可供用户分配可供

7、用户分配D类类224239有特殊之用，不可供用有特殊之用，不可供用户自由分配户自由分配E类类240254保留，也不可供用户自保留，也不可供用户自由分配由分配另外：另外：127.0.0.1默认为任默认为任何主机的何主机的IP地址，地址，不可供用户分配。不可供用户分配。2021/3/109A类地址nA类地址：最高位必须是类地址：最高位必须是“0”；0 网络号主机号7bits24bitsA类：A类地址的网络范围：类地址的网络范围：0127，0和和127保留，所以实际使用的只是保留，所以实际使用的只是1126，共，共126（27）个）个A类网络；类网络；A类地址的每个网络的主机范围：类地址的每个网络的

8、主机范围：0.0.0255.255.255，主机号全，主机号全0即即0.0.0属于该网络的网络地址，主机号全属于该网络的网络地址，主机号全1即即255.255.255属于该网络的广属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是播地址，所以实际能使用的主机地址是0.0.1255.255.254，即，即224-2个个主机，大约主机，大约1600万台，所以单个万台，所以单个A类地址构成的网络是非常巨大的；类地址构成的网络是非常巨大的；A类地址的范围：类地址的范围：1.0.0.0 126.255.255.2550 xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx2021/3/10

9、10B类地址nB类地址：最高位必须是类地址：最高位必须是“10”；10网络号主机号14bits16bitsB类：B类地址的网络范围：类地址的网络范围：128.0191.255，共，共214个个B类网络；类网络；B类地址的每个网络的主机范围：类地址的每个网络的主机范围：0.0255.255，主机号全，主机号全0即即0.0属于该属于该网络的网络地址，主机号全网络的网络地址，主机号全1即即255.255属于该网络的广播地址，所以实属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是际能使用的主机地址是0.1255.254，即，即216-2个主机，大约个主机，大约65000台；台；B类地址的范围：类地址的

10、范围：128.0.0.0 191.255.255.25510 xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx2021/3/1011C类地址nC类地址：最高位必须是类地址：最高位必须是“110”；110网络号主机号21bits8bitsC类：C类地址的网络范围：类地址的网络范围：192.0.0223.255.255，共，共221个个C类网络，大约类网络，大约200万个；万个；C类地址的每个网络的主机范围：类地址的每个网络的主机范围：0255，主机号全，主机号全0即即0属于该网络的网属于该网络的网络地址，主机号全络地址，主机号全1即即255属于该网络的广播地址，所以实际能使用的

11、主属于该网络的广播地址，所以实际能使用的主机地址是机地址是1254，即，即28-2个主机，即个主机，即254台，所以单个台，所以单个C类地址构成的局类地址构成的局域网络大小是比较合适的；域网络大小是比较合适的；C类地址的范围：类地址的范围：192.0.0.0 223.255.255.255110 xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx2021/3/1012D类和E类地址nD类地址nE类地址1110组播地址28bitsD类：1110 xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx即224.0.0.0239.255.255.25511110保留地址27bi

12、tsE类：11110 xxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx即240.0.0.0247.255.255.2552021/3/10132021/3/1014保留的保留的IP地址（表地址（表8.2）00.0000.000000 .00000000 .000011.1111.11 1111 .11111111 .1111本机本机本网中的主机本网中的主机局域网中的广播局域网中的广播对指定网络的广播对指定网络的广播回路回路00.0000.00主主 机机 号号1111 .11111111 .1111网络号网络号127127任任 意意 值值以下这些以下这些IP地址具有特殊的含义地址具有

13、特殊的含义:一般来说，一般来说，主机号部分为全主机号部分为全“1”的的IP地址保留用作广播地址；地址保留用作广播地址；主机号部分为全主机号部分为全“0”的的IP地址保留用作网络地址地址保留用作网络地址。0000 .00000000 .0000网络号网络号网络地址网络地址2021/3/1015私有地址n规定：只能用于内联网nA10.0.0.0-10.255.255.255nB169.254.0.0-169.254.255.255n172.16.0.0172.31.255.255nC192.168.0.0192.168.255.2552021/3/1016例子n1找出不能分配给主机的IP地址，并说

14、明原因。A127.0.0.1B231.222.0.11C126.1.0.0D197.121.254.255E138.117.34.322021/3/10172021/3/10188.1.2IP地址分配与子网划分因特网规模的急剧增长，对因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增，带来的地址的需求激增，带来的问题问题是：是：IP地址资源地址资源的严重匮乏的严重匮乏 路由表规模路由表规模的急速增长的急速增长解决办法解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号从主机号部分拿出几位作为子网号这种在原来这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称地址结构的基础上增加一级结构的方法称为为子网划分子网划分。

15、前提：网络规模较小，前提：网络规模较小，IP地址空间没有全地址空间没有全部利用。部利用。例如例如：三个：三个LAN，主机数为，主机数为30，60，80，均少于，均少于C类地类地址允许的主机数。为这三个址允许的主机数。为这三个LAN申请申请3个个C类类IP地址显然地址显然有点浪费。有点浪费。2021/3/1019子网号10 网络号主机号011631824(a)划分子网前10 网络号 主机号01163182422(b)划分子网后图8.2B类地址子网划分B类7位9 位B类2021/3/1020子网划分举例子网划分举例例例如如：C类类网网络络192.168.1.0，主主机机号号部部分分的的前前三三位位

16、用用于标识子网号，即：于标识子网号，即：11000000 10101000 00000001 xxxyyyyy网络号网络号+子网号子网号新的主机号部分新的主机号部分子子网网号号为为全全“0”全全“1”不不能能使使用用，于于是是划划分分出出23-2=6个个子子网，子网地址分别为：网，子网地址分别为：11000000 10101000 00000001 00100000 -192.168.1.32 11000000 10101000 00000001 01000000 -192.168.1.64 11000000 10101000 00000001 01100000 -192.168.1.96 1

17、1000000 10101000 00000001 10000000 -192.168.1.128 11000000 10101000 00000001 10100000 -192.168.1.160 11000000 10101000 00000001 11000000 -192.168.1.192网络号网络号+子网号子网号新的主机号部分新的主机号部分2021/3/1021子网划分的方法：子网划分的方法：例子：万里学院，一个C类网段，202.112.10.0把这块地址均分给四个学院，构成四个子网：电信学院，202.112.10.063计院，202.112.10.64127商学院，202.11

18、2.10.128191外语学院，202.112.10.192255显然，每个学院分到显然，每个学院分到64个地址个地址主机号只需主机号只需6位位原主机号中的高原主机号中的高2位就用作子网号位就用作子网号2位子网号可确定位子网号可确定4个子网，个子网，3位就是位就是8个，个，4位就是位就是24个子网个子网2021/3/1022n因此，根据子网的大小确定新的主机号位数，再根据IP地址的标准分类，剩下的就是子网号位数；或者，根据子网的数目确定子网号的位数，那么剩下的位数就是新的主机号；n问题进行子网划分后，网络地址和广播地址怎么变化？给定一个IP地址怎么确定该地址属于哪个子网？2021/3/1023

19、子网掩码（子网掩码（Subnet Mask）子网划分后，如何识别不同的子网？子网划分后，如何识别不同的子网？解决：采用解决：采用子网掩码子网掩码来分离网络号和主机号。来分离网络号和主机号。子子网网掩掩码码格格式式：32比比特特，网网络络号号子子网网号号部部分分全全为为“1”，主机号部分全为，主机号部分全为“0”。“网络号网络号+子网号子网号”部分部分“主机号主机号”部分部分11 11 00.002021/3/1024子网掩码计算子网掩码计算前面的例子中：网络号前面的例子中：网络号24位，子网号位，子网号2位，总共位，总共26位。所以子网掩码为：位。所以子网掩码为：11111111 111111

20、11 11111111 11000000即即 255 .255 .255 .192缺省子网掩码：缺省子网掩码：A类：类：255.0.0.0 B类：类：255.255.0.0 C类：类：255.255.255.02021/3/1025子网地址计算子网地址计算子网掩码子网掩码 IP地址，结果就是该地址，结果就是该 IP地址的网络号。地址的网络号。例如：例如：IP地址地址202.117.1.207，子网掩码，子网掩码255.255.255.224 11001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 11111111 11111111 111 00000 110

21、01010 01110101 00000001 110 00000子网地址为：子网地址为：202.117.1.192 主机号为：主机号为：15 主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联。则需要使用路由器（或网关）实现互联。推论：若两个IP地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。2021/3/1026子网规划举例子网规划举例网络分配了一个网络分配了一个C类地址：类地址：201.222.5.0。假设需要。假设需要20个子网，每个子网，每个子网有个子网有5台主机。台主机。试确定各子网地址和子网掩码。试确定各子网

22、地址和子网掩码。1）对）对C类地址，要从最后类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址：位中分出几位作为子网地址：242025，选择选择5位作为子网地址，共可提供位作为子网地址，共可提供 32个子网地址。个子网地址。2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求：）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求：子网地址为子网地址为5位，故还剩位，故还剩3位可以用作主机地址。而位可以用作主机地址。而 235+2，所以可以满足每子网，所以可以满足每子网5台主机的要求。台主机的要求。3）子网掩码为）子网掩码为255.255.255.248。（11111000B=248）4）子网地址可在）子网地

23、址可在8、16、24、32、240共共30个地个地 址中任意选择址中任意选择20个。个。2021/3/1027C类地址均衡子网划分总结n给定一个C类地址：24位网络号8位主机号n进行子网划分：网络号不变：24位原主机号子网号新的主机号8位n假设子网号n位，则新的主机号（8-n）位，则对应的子网数目为：2n个，每个子网的IP地址数为2（8-n），每个子网可用的IP地址数为2（8-n）2n原C类地址空间=子网数每个子网的IP地址数，即2562n2（8-n）256n原C类地址空间256子网掩码的最后一字节的值子网的IP地址数2021/3/1028非均衡划分子网n例：某公司从电信申请到一个C类地址，在

24、公司内部部门之间进行IP地址分配，需求如下：市场部91人，总经办7人，工程部34人，财务部4人，后勤部22人，人事处3人。请给出合理的IP地址分配方案，满足所有部门的需求并尽量节约IP地址资源，给出每个部门子网的子网地址和子网掩码。(讨论讨论)2021/3/102991+7+34+4+22+3=161 255，地址是能够满足需求的。，地址是能够满足需求的。市场部：市场部：91人，新主机号：人，新主机号：7位，子网号：位，子网号：1位位 总经办：总经办：7人，新主机号：人，新主机号：4位，子网号：位，子网号：4位位 工程部：工程部：34人，新主机号：人，新主机号：6位，子网号：位，子网号：2位位

25、 财务部：财务部：4人，新主机号：人，新主机号：3位，子网号：位，子网号：5位位 后勤部：后勤部：22人，新主机号：人，新主机号：5位，子网号：位，子网号：3位位 人事部：人事部：3人，新主机号：人，新主机号：3位，子网号：位，子网号：5位位需避免分配时地址重复。一个简单的方法：从大到小分配需避免分配时地址重复。一个简单的方法：从大到小分配IP地址。地址。子网号子网号 主机号主机号0 000000011111111 市场部市场部1 0 000000111111 工程部工程部1 1 0 0000011111 后勤部后勤部1 1 1 0 00001111 总经办总经办1 1 1 1 0 00011

26、1 财务部财务部1 1 1 1 1 000111 人事部人事部2021/3/1030假设这个假设这个C类地址为：类地址为：192.168.1.0默认子网掩码默认子网掩码：255.255.255.0地址空间地址空间：192.168.1.0192.168.1.255可分配地址可分配地址：192.168.1.1192.168.1.254网络地址网络地址：192.168.1.0广播地址广播地址：192.168.1.255市场部市场部：192.168.1.0192.168.1.127子网地址：192.168.1.0子网掩码：255.255.255.128工程部工程部：192.168.1.128192.1

27、68.1.191子网地址：192.168.1.128子网掩码：255.255.255.192后勤部后勤部：192.168.1.192192.168.1.223子网地址：192.168.1.92子网掩码：255.255.255.224总经办总经办：192.168.1.224192.168.1.239子网地址：192.168.1.224子网掩码：255.255.255.240财务部财务部：192.168.1.240192.168.1.247子网地址：192.168.1.240子网掩码：255.255.255.248人事部人事部：192.168.1.248192.168.1.255子网地址：192.

28、168.1.248子网掩码：255.255.255.2482021/3/1031IP网络的另一种表示法：网络地址网络地址/前缀（前缀（1的位的位数）数）市场部市场部：192.168.1.0192.168.1.127子网地址：192.168.1.0子网掩码：255.255.255.128工程部工程部：192.168.1.128192.168.1.191子网地址：192.168.1.128子网掩码：255.255.255.192后勤部后勤部：192.168.1.192192.168.1.223子网地址：192.168.1.192子网掩码：255.255.255.224总经办总经办：192.168.

29、1.224192.168.1.239子网地址：192.168.1.224子网掩码：255.255.255.240财务部财务部：192.168.1.240192.168.1.247子网地址：192.168.1.240子网掩码：255.255.255.248192.168.1.0/25192.168.1.128/26192.168.1.192/27192.168.1.224/28192.168.1.240/29表示法：网络地址表示法：网络地址/前缀前缀2021/3/1032n1987年，RFC1009就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码 VLSM(Varia

30、ble LengthSubnetMask)可进一步提高IP地址资源的利用率。n在VLSM的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择CIDR(ClasslessInter-DomainRouting)。IP编址问题的演进2021/3/10338.1.3 8.1.3 可变长子网掩码可变长子网掩码VLSM n划分子网方法是对划分子网方法是对IP地址结构有价值的扩充，地址结构有价值的扩充，但一旦选择了一个子网掩码，但一旦选择了一个子网掩码，所划分的子网大所划分的子网大小也就固定了小也就固定了。这样在子网分配时就可能出现。这样在子网分配时就可能出现两种情况：两种情况：n其一其

31、一，子网太大，其中的，子网太大，其中的IP地址没有得到充分地址没有得到充分利用；利用；n其二其二，子网太小，同一个部门的主机需要两个，子网太小，同一个部门的主机需要两个以上的子网容纳。以上的子网容纳。n针对这一问题，提出对同一个网络可以同时使针对这一问题，提出对同一个网络可以同时使用用不同大小的子网掩码划分不同大小的子网掩码划分，也就是可变长子，也就是可变长子网掩码（网掩码（Variable Length Subnet Mask）2021/3/1034标识一个子网，也必须同时给出标识一个子网，也必须同时给出子网地址子网地址和和子网掩码子网掩码n为简单起见，通常表示成如为简单起见，通常表示成如1

32、28.21.2.0/23的形式，的形式，其中其中/23表示掩码中表示掩码中“1”位的长度为位的长度为23，也就是，也就是16位位B类网络地址加上类网络地址加上7位子网地址的长度。位子网地址的长度。n例：一个例：一个C类网络地址类网络地址192.168.23.0:n如果利用掩码如果利用掩码255.255.255.192(11000000=192)可可将该网络划分为将该网络划分为4个子网：个子网：192.168.23.0/26(8.8.8.2=26)、192.168.23.64/26、192.168.23.128/26、192.168.23.192/26；n如果利用掩码如果利用掩码255.255.

33、255.128(1000000=128)，则，则可以划分为两个子网：可以划分为两个子网：192.168.23.0/25(8.8.8.1=25)、192.168.23.128/25。n可以看到相同的子网可以看到相同的子网IP地址因子网掩码不同而代表地址因子网掩码不同而代表两个不同大小的子网。两个不同大小的子网。2021/3/1035子网划分子网划分一个固定掩码一个固定掩码多个掩码（多个掩码（VLSMVLSM）子网地址子网地址子网主机数子网主机数子网地址子网地址子网主机数子网主机数总部子网总部子网192.168.23.192.168.23.0/260/262 26 6-2=62-2=62192.1

34、68.23.0/192.168.23.0/25252 27 7-2=126-2=126市场部子市场部子网网192.168.23.192.168.23.64/2664/262 26 6-2=62-2=62192.168.23.12192.168.23.128/268/262 26 6-2=62-2=62财务部子财务部子网网192.168.23.192.168.23.128/26128/2626-2=6226-2=62192.168.23.19192.168.23.192/272/2727-2=3027-2=30技术部子技术部子网网192.168.23.192.168.23.192/26192/2

35、62 26 6-2=62-2=62192.168.23.22192.168.23.224/274/272 27 7-2=30-2=302021/3/10368.1.4无类别域间路由（无类别域间路由（CIDR）n对一个主机数超过对一个主机数超过254个的网络，就得分配个的网络，就得分配两个或更多两个或更多的的C类网络号。类网络号。n可是这样也就把一个网络变成了多个网络，可是这样也就把一个网络变成了多个网络，原本一个网络内部的数据传送也就变成不原本一个网络内部的数据传送也就变成不同网络间的通信，还需要增加路由器连接同网络间的通信，还需要增加路由器连接不同网络。不同网络。n针对这种情况，提出针对这种

36、情况，提出无类别域间路由无类别域间路由 2021/3/1037nCIDR对对IP地址分配方法进行了彻底的改革，地址分配方法进行了彻底的改革，n其特点是不再区分其特点是不再区分A、B、C类网络，而是类网络，而是将将IP网络地址空间看成是一个整体，网络地址空间看成是一个整体，n划分成划分成大小不同大小不同的的连续的地址块连续的地址块分配分配 2021/3/1038n假设一个网络有假设一个网络有1000个主机，如果不能个主机，如果不能通过在通过在A、B类网络中划分一个子网分配类网络中划分一个子网分配IP地址，则需要分配给该网络地址，则需要分配给该网络4个个C类网类网络络，例如，例如192.1.0.0

37、/24到到192.1.3.0/24。n采用采用CIDR，可以同样分配这些，可以同样分配这些IP地址，地址，但是做为一个连续的地址块但是做为一个连续的地址块192.1.0.0/22分配的，表示前分配的，表示前22位是网络号（叫做位是网络号（叫做CIDR前缀），整个地址块被认为属于同前缀），整个地址块被认为属于同一个网络一个网络 2021/3/1039这样做的这样做的好处好处在于：在于：n同同一一企企业业网网内内部部的的计计算算机机即即使使在在不不同同C C网网中中，也被认为属于同一网络，无需通过路由器通信。也被认为属于同一网络，无需通过路由器通信。n路路由由器器不不需需要要为为每每个个C C网网

38、提提供供一一个个网网络络接接口口，减少了路由器的复杂度和配置，降低购买成本。减少了路由器的复杂度和配置，降低购买成本。n在在Internet中都是通过网络地址进行寻址的，中都是通过网络地址进行寻址的，因此有因此有4个个C网，就得在每个路由器的地址表网，就得在每个路由器的地址表（路由表）中放置（路由表）中放置4条地址信息。通过条地址信息。通过CIDR变变成一个网络后，成一个网络后，只需要一个地址信息只需要一个地址信息就可以了。就可以了。n这样就既可以减小地址表占用的内存，也可以这样就既可以减小地址表占用的内存，也可以加快查表速度。加快查表速度。2021/3/10402021/3/1041nCID

39、R还具有还具有地址汇总地址汇总功能。由于功能。由于Internet上网络数量的飞速增加，如果没上网络数量的飞速增加，如果没有有CIDR技术，每个路由器的路由表都得技术，每个路由器的路由表都得为每个网络放置一条地址信息为每个网络放置一条地址信息，这样地，这样地址信息就达到数万乃至数十万条，使路址信息就达到数万乃至数十万条，使路由器的内存需求加大，寻址速度变慢，由器的内存需求加大，寻址速度变慢，建立路由表的开销也非常大。建立路由表的开销也非常大。n而采用而采用CIDR，则可以，则可以做做IP地址汇总地址汇总（或（或称称超网超网，Supernetting）。超网是指将）。超网是指将多个小型网络汇总为

40、一个较大的网络多个小型网络汇总为一个较大的网络 2021/3/10422021/3/1043利用利用CIDR实现地址汇总有实现地址汇总有两个基本条件两个基本条件：n首先，待汇总地址的网络号首先，待汇总地址的网络号拥有相同的拥有相同的高位高位，如图中，如图中8个待汇总的网络地址的第个待汇总的网络地址的第3个位域的前个位域的前5位完全相等，均为位完全相等，均为11100；n其次，待汇总的网络地址数目必须是其次，待汇总的网络地址数目必须是2n，如，如2个、个、4个、个、8个、个、16个等等，否则，个等等，否则，可能会导致路由黑洞（汇总后的网络可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

41、子网）。能包含实际中并不存在的子网）。2021/3/1044192.168.1.0/25192.168.1.0/26192.168.1.192/27192.168.1.224/28192.168.1.240/29192.168.1.0/24192.168.1.0/22192.168.1.0/21192.168.1.0/20192.168.1.0/18192.168.1.0/16192.168.1.0/23这是什么？这是什么？超网合并超网合并CIDR子网划分子网划分VLSMVLSM可变长子网掩码和CIDR无分类域间路由选择:前23为是网络号1的位数是24为2021/3/1045作业作业 1.以下

42、以下IP地址各属于哪一类地址各属于哪一类?(a)20.250.1.139 (b)202.250.1.139 (c)120.250.1.139 2.已知子网掩码为已知子网掩码为255.255.255.192，下面各组，下面各组IP地址是否地址是否 属于同一子网属于同一子网?(a)200.200.200.224与与200.200.200.208 (b)200.200.200.224与与200.200.200.160 (c)200.200.200.224与与200.200.200.222 3.假设一个主机的假设一个主机的IP地址为地址为192.168.5.121，而子网掩码为，而子网掩码为 255.

43、255.255.248，那么该，那么该IP地址的网络号为多少？地址的网络号为多少？4.某单位为管理方便，拟将网络某单位为管理方便，拟将网络195.3.1.0划分为划分为5个子网，个子网，每个子网中的计算机数不超过每个子网中的计算机数不超过15台，请规划该子网。台，请规划该子网。写出子网掩码和每个子网的子网地址。写出子网掩码和每个子网的子网地址。5.试说明试说明MAC地址与地址与IP地址的区别。地址的区别。2021/3/1046作业n以组为单位，以企业信息网、小区宽带网、宿舍网及校园网等LAN网络为设计对象，进行建网，包括：物理网络的搭建（交换机构成的网络）VLAN的分配（安全隔离策略）IP地址

44、的分配n成果：建网方案n参考书本第12章：企业网络设计2021/3/10478.2 IP数据报数据报 n在在Internet上数据上数据被封装在被封装在IP数据报数据报中，在中，在IP数据报的头部有数据报的头部有源主机源主机和和目的主机目的主机的的IP地地址等信息，由址等信息，由IP协议软件模块协议软件模块根据目的主机根据目的主机的的IP地址传送地址传送IP数据报。数据报。2021/3/10488.2.1 IP数据报的格式数据报的格式 nIP数据报中除了源数据报中除了源IP地址和目的地址和目的IP地址外，地址外，还有其他一些传送服务需要的还有其他一些传送服务需要的控制信息控制信息 2021/3

45、/10490 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 11 12 21 13 31 14 41 15 51 16 61 17 71 18 81 19 92 20 02 21 12 22 22 23 32 24 42 25 52 26 62 27 72 28 82 29 93 30 03 31 1版本号版本号头部长度头部长度服务类型服务类型总长度总长度标识标识标志标志位位分段偏移分段偏移生存时间生存时间协议协议头部校验和头部校验和源源IPIP地址地址目的目的IPIP地址地址选项（可以省略）选项（可以省略）填充域填充域数据区数据区2021/3/10508.2.

46、2 IP数据报的分段和重组数据报的分段和重组 nIP数据报跨越不同的网络，在传送过程中就数据报跨越不同的网络，在传送过程中就有可能碰到数据报的大小超过所要通过的有可能碰到数据报的大小超过所要通过的网络的最大传输单元（网络的最大传输单元（MTU）值的情况。值的情况。n这样就需要将一个数据报这样就需要将一个数据报分割分割为两个或更为两个或更多的数据报分别传送多的数据报分别传送 2021/3/10512021/3/1052n被分割出来的数据报被称为被分割出来的数据报被称为分段分段（fragment）。）。n分割的方法如图分割的方法如图8.10所示。每个分段都有所示。每个分段都有与与原数据报基本相同的

47、头部原数据报基本相同的头部，包括相同的源，包括相同的源和目的和目的IP地址，特别是要具有与原始数据报地址，特别是要具有与原始数据报相同的标识字段值相同的标识字段值 2021/3/10532021/3/1054n当目的主机接收到这些分段时，由当目的主机接收到这些分段时，由IP根根据据offset字段值将字段值将分段重组分段重组（reassembly）n由于每个分段都是一个独立的由于每个分段都是一个独立的IP数据报，数据报，因此因此可能沿不同的路径传输可能沿不同的路径传输，也可能在，也可能在传送过程中被损坏或丢失。传送过程中被损坏或丢失。n只有只有最终目的主机最终目的主机才能对分段进行重组，才能对

48、分段进行重组，得到完整的数据。得到完整的数据。n如果一个分段在传输过程中损坏或丢失，如果一个分段在传输过程中损坏或丢失，则将所有其他分段也则将所有其他分段也一并丢弃一并丢弃 2021/3/10558.3 IP数据报的传送数据报的传送 8.3.1 IP的数据传送服务的数据传送服务 nIP为连接到为连接到Internet上的主机提供了数据传上的主机提供了数据传送的服务：送的服务：源主机生成源主机生成IP数据报数据报，并将数据，并将数据交给离自己最近的交给离自己最近的路由器路由器（网关），传送（网关），传送路径上的每个路由器负责将路径上的每个路由器负责将IP数据报传送给数据报传送给下一个路由器下一个

49、路由器，由最后一个路由器将，由最后一个路由器将IP数据数据报传送给报传送给目的主机目的主机 2021/3/1056IP的数据传送服务有的数据传送服务有两大特点两大特点：n首先它是首先它是无连接无连接（Connectionless）的，）的，也就是说也就是说IP数据报在传送之前不需要先数据报在传送之前不需要先在源主机和目的主机间建立好传送路径，在源主机和目的主机间建立好传送路径，而是由每个路由器根据接收到的每个数而是由每个路由器根据接收到的每个数据报的目的据报的目的IP地址地址临时确定临时确定当时最佳的当时最佳的传送路径，对每个数据报的传送是相互传送路径，对每个数据报的传送是相互独立的；独立的；

50、n其次它是其次它是尽最大努力尽最大努力（best effort）的，）的，更确切的说是尽量做到最好，但却是不更确切的说是尽量做到最好，但却是不可靠（可靠（Unreliable）的）的 2021/3/10572021/3/10582021/3/10592021/3/10608.3.2 IP数据报的转发数据报的转发 n转发转发是指沿寻径好的是指沿寻径好的最佳路径最佳路径传送传送IP数据报。数据报。n转发过程是由转发过程是由路由器路由器根据根据IP数据报中的数据报中的目的目的IP地地址址在路由表中在路由表中查找传送路径上的下一跳查找传送路径上的下一跳（下一个（下一个路由器或主机），并通过路由器或主机

51、），并通过网络接口层网络接口层连接发送给连接发送给下一跳的路由器下一跳的路由器。n如果目的主机所在的目的网络直接与该路由器相如果目的主机所在的目的网络直接与该路由器相连，路由器就把数据报直接送到目的主机连，路由器就把数据报直接送到目的主机 2021/3/1061在在Widnows Widnows XPXP的的命命令令窗窗口口中中键键入入“route route PRINTPRINT”命命令令，则则可可以以显显示示出出你你的的计计算算机机的的路路由由表表。可可以以看到路由表的内容包括：看到路由表的内容包括：nDestinationDestination：目目的的网网络络的的IPIP地地址址，目目

52、的的网网络络是是指目的主机所属的网络或者指目的主机所属的网络或者CIDRCIDR技术中的超网。技术中的超网。nMaskMask：掩码，是指目的网络的子网掩码。：掩码，是指目的网络的子网掩码。nInterfaceInterface：接接口口，是是指指通通往往该该目目的的地地的的本本主主机机（路路由由器器）的的网网络络端端口口IPIP地地址址。路路由由器器或或主主机机与与不同网络的连接端口（网卡）具有不同的不同网络的连接端口（网卡）具有不同的IPIP地址地址nGatewayGateway：网关，是指下一跳路由器的：网关，是指下一跳路由器的IPIP地址。地址。nMetric：跳跳数数，是是代代表表该

53、该条条路路径径质质量量的的参参数数。一一般般情情况况下下，如如果果有有多多条条到到达达相相同同目目的的地地的的路路由由记记录，路由器会采用录，路由器会采用metric值小的那条路由值小的那条路由 2021/3/10622021/3/1063用用ipconfig命令查看主机命令查看主机IP地址地址/掩码和网关的设置掩码和网关的设置 2021/3/1064IPIP数据报传送过程数据报传送过程2021/3/1065 8.3.3 IP与网络接口层与网络接口层n主机和路由器、路由器和路由器之间是主机和路由器、路由器和路由器之间是如何通过如何通过网络接口网络接口传送传送IP数据报的数据报的1.1.封装封装

54、 2.2.解封解封 3.3.由此每经过一个路由器都经过解封、路由此每经过一个路由器都经过解封、路由和封装的过程，直至到达目的主机由和封装的过程，直至到达目的主机 2021/3/10668.3.4 8.3.4 地址解析协议（地址解析协议（ARPAddress Resolution Protocol）n硬件地址硬件地址和和IP地址地址间进行转换也就是所谓地址解间进行转换也就是所谓地址解析析 n地址解析协议其实有地址解析协议其实有两种两种：ARP（地址解析协议）（地址解析协议）和和RARP（逆地址解析协议）（逆地址解析协议）nARP为为IP地址到对应的硬件地址之间提供动态映地址到对应的硬件地址之间提

55、供动态映射。我们之所以用动态这个词是因为这个过程是射。我们之所以用动态这个词是因为这个过程是自动完成的，一般应用程序用户或系统管理员不自动完成的，一般应用程序用户或系统管理员不必关心。必关心。nRARP被那些没有磁盘驱动器的系统使用（一般被那些没有磁盘驱动器的系统使用（一般是无盘工作站或是无盘工作站或X终端），通过它为无盘工作站申终端），通过它为无盘工作站申请请IP地址地址 2021/3/10672021/3/10688.4 ICMP ICMP（Internet Control Message Protocol）提供提供控制和传递消息控制和传递消息的的功能；功能；(IP协议不保证可靠性。协议不

56、保证可靠性。因此，导致由于网络故障，数据包不能到达，中途路因此，导致由于网络故障，数据包不能到达，中途路由器或目标主机缓冲器发生溢出而造成由器或目标主机缓冲器发生溢出而造成数据包被抛弃数据包被抛弃等事故的发生。等事故的发生。这时，有必要将数据包未到达的情况由这时，有必要将数据包未到达的情况由信宿通知信源信宿通知信源。ICMP把这样的信息由发现错误的主机或路由器发回信源。把这样的信息由发现错误的主机或路由器发回信源。另外进行发送前，可以确认目标（接收地址）是否存另外进行发送前，可以确认目标（接收地址）是否存在或查看路由器的状态。在或查看路由器的状态。2021/3/1069n“ping”和和“tr

57、acert”命令命令 nping程序则利用程序则利用ICMP协议包来侦测另一协议包来侦测另一个主机是否可达个主机是否可达 2021/3/1070灵活使用灵活使用pingping命令可以判断网络是否有问题以及何处出现问题：命令可以判断网络是否有问题以及何处出现问题：1 1、先先pingping目目的的主主机机的的域域名名如如，如如果果连连接接成成功功的的话话说说明明网网络络连连接接没没有有问问题题。如如果果连连接接不不上上的的话话，可可以以直直接接pingping目目的的主主机机的的IPIP地地址址，如如果果连连接接得得上上，则则可可能能是是DNSDNS有有问问题题，可可以以检检查查DNSDNS

58、服务器的设置是否正确。服务器的设置是否正确。2 2、如如果果连连目目的的主主机机的的IPIP都都连连接接不不上上，试试试试pingping自自己己的的网网关关，如如果果连连接接得得上上，说说明明问问题题可可能能出出在在自自己己网网关关以以外外的的网网络络与与目目的的主主机机不不能能连连通通。如如果果自自己己的的网网关关pingping不不通通，则则可可能能是是自自己己的的主主机机和和网网关之间的问题。关之间的问题。3 3、此此时时可可以以pingping一一下下自自己己的的IPIP地地址址，如如果果可可以以pingping通通，那那么么网网卡卡没没有有问问题题，应应该该网网卡卡到到网网关关间间

59、连连接接的的问问题题，可可以以检检查查一一下下网网线线、hubhub等设备。等设备。4、如如果果自自己己的的IP都都ping不不通通，可可能能是是网网卡卡坏坏掉掉了了或或没没有有正正确确设设定定，可以看看设备资源有没有突也可以看看设备有没有被系统启动。可以看看设备资源有没有突也可以看看设备有没有被系统启动。5 5、如如果果都都没没问问题题，则则可可以以ping一一下下127.0.0.1，如如果果连连这这个个都都ping不不通的话，则这台机器的通的话，则这台机器的IP功能根本就没被启动。功能根本就没被启动。2021/3/1071tracert 命令用于侦测命令用于侦测主机到目的主机之间所经过的所

60、有路由器主机到目的主机之间所经过的所有路由器。Tracert命令的结果是命令的结果是从源主机到目的主机间的每个路由器的从源主机到目的主机间的每个路由器的IP地址和从主机到地址和从主机到达该路由器的来回时间达该路由器的来回时间 2021/3/10728.4.2“ping”和“tracert”nping程序则利用ICMP协议包来侦测另一个主机是否可达。nping命令连续送出四个echo_request（type8）的ICMP包给目的主机，如果目的主机收到并愿意回答，则连续回应四个echo_reply（type0）的ICMP包。nPing命令的结果中给出了每次发出查询包到得到回应的时间，或者通知没有

61、得到回应。最后还会告诉共送出多少个包，获得的回应是多少，丢失率是多少，来回所需时间的最小值、最大值和平均值等统计信息。（实验课内容）（实验课内容）2021/3/10732021/3/1074灵活使用ping命令可以判断网络是否有问题以及何处出现问题：n1、先ping目的主机的域名如，如果连接成功的话说明网络连接没有问题。如果连接不上的话，可以直接ping目的主机的IP地址，如果连接得上，则可能是DNS有问题，可以检查DNS服务器的设置是否正确。n2、如果连目的主机的IP都连接不上，试试ping自己的网关，如果连接得上，说明问题可能出在自己网关以外的网络与目的主机不能连通。如果自己的网关ping

62、不通，则可能是自己的主机和网关之间的问题。n3、此时可以ping一下自己的IP地址，如果可以ping通，那么网卡没有问题，应该网卡到网关间连接的问题，可以检查一下网线、hub等设备。n4、如果自己的IP都ping不通，可能是网卡坏掉了或没有正确设定，可以看看设备资源有没有突也可以看看设备有没有被系统启动。如果都没问题，则可以ping一下127.0.0.1，如果连这个都ping不通的话，则这台机器的IP功能根本就没被启动。2021/3/1075Tracertn用于侦测主机到目的主机之间所经过的所有路由器。nTracert命令的结果是从源主机到目的主机间的每个路由器的IP地址和从主机到达该路由器的来回时间。2021/3/10762021/3/1077讨论题：n试分析某宽带用户无法访问互联网的可能原因？并描述通过网络测试手段解决这些问题的方法。2021/3/1078