第3章3.2.4 网络层(L)_IPV4_IPV6
第3章 IPv6分组及协议机制
原分组 分片
43
IPv6分片例子
分片例子
44
举例： 首部
6，TCP报文段 44，分片扩展首部
分片扩 展首部
第1个分片 第2个分片
16
24
31
Flow Label 流标签
Next Header 下一首部
Hop Limit 跳数限制
128 bit Source Address 源地址
128 bit Destination Address 目的地址
5
IPv6首部字段含义
Version (4 bits) ： 6 for IPv6 Traffic Class (8 bits) ≌ type of services in IPv4
IPv6应将除最后一个分片之外，所有分片分割成8字 节整数倍大小的数据块。
M（More fragment）比特在最后的分片中置成“0”， 在其余的分片中置成“1”。
40
分片扩展首部（8字节）格式
标识（Identifier）与IPv4标识符的作用相同，但不 是16比特而是32比特。 ① 标识由发送节点赋值，它应能在一定时段内唯 一标识该分片所属的原分组。 ② 发送方对发往同一目的地的待拆分IP分组分别 选取不同的标识，接收方利用此值识别并重组 分片所属的原IP分组。
34
一个例子：分析携带有0类型的源路由选择扩展 首部的IPv6分组，从S到D的传输过程
S
I2
D
I1
I3
传输过程中首部和源路由扩展首部的变化情况
报文所 在链路
首部
源地址
目的地 址
扩展首 部长度
源路由选择扩展首部
剩余路 由段数
地址[1] 地址[2] 地址[3]
计算机网络技术(第三版)习题答案
计算机网络技术(第三版)习题答案计算机网络技术(第三版)习题答案第一章：计算机网络基础1. 什么是计算机网络？计算机网络是指通过通信线路和交换设备将分布在不同地理位置的计算机连接起来，互相传递数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类计算机网络可以按照尺度分为广域网（WAN）、局域网（LAN）和城域网（MAN）。
按照网络拓扑结构分为总线型、星型、环型和网状型网络。
3. 什么是协议？协议是计算机网络中用于实现通信的一组规则，它规定了数据传输的格式、顺序、错误检测和纠正等方面的规范。
4. OSI模型和TCP/IP模型有什么区别？OSI模型是指开放系统互联参考模型，它将网络通信划分为七个层次，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP模型是互联网协议套件的基础，它将网络通信划分为四个层次，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。
5. 什么是分组交换？分组交换是指在计算机网络中，将传输的数据按照一定的大小进行分割，并在网络中独立传输，到达目的地后再进行重组，以实现高效的数据传输。
第二章：物理层1. 数据传输的基本概念数据传输是指将信息从一个地点传送到另一个地点，通常以比特为单位进行计量。
2. 数据通信的三个基本要素数据通信的三个基本要素包括发送器（发送数据的设备）、接收器（接收数据的设备）和传输介质（用于传输数据的物理媒体，如电缆、光纤等）。
3. 数字信号和模拟信号有什么区别？数字信号是一种离散的信号，它只有两个状态（0和1），可以表示为数字序列。
模拟信号是一种连续的信号，可以表示为不同的幅度和频率。
4. 编码技术编码技术是将数字信号转换为模拟信号或其他形式的过程。
常见的编码技术包括不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
5. 信道的概念和信道的分类信道是指在数据传输过程中用于传输数据的媒体或路径。
信道可以根据传输方向的不同进行分类，包括单工信道、半双工信道和全双工信道。
408考研计算机网络知识点归纳
408考研|计算机网络知识点归纳总结本文档适用于考前复习查漏补缺和考场前快速回顾知识点使用目录第1章计算机网络体系结构 (1)1.1计算机网络概述 (1).计算机网络的定义 (1).计算机网络的组成 (1).计算机网络的功能 (1).计算机网络的分类 (1).性能指标（速率、时延、利用率等） (2)✳计算机中KB与kb的换算 (2)*局域网与广域网的互联P8T12P8T16 (2)1.2计算机网络体系结构与参考模型 (2).PCI+SDU=PDU (2).协议、接口、服务的概念 (3).网络体系结构 (3).ISO/OSI参考模型 (3).TCP/IP参考模型 (4).OSI和TCP/IP差别 (4).五层参考模型 (5)*服务访问点P22T19 (5)*不同层的设备P23T25 (5)第2章物理层 (6)2.1通信基础 (6).基本概念（信源、信宿、信道） (6).通信方式 (6).数据传输方式（串行/并行） (6).同步/异步传输 (6).码元、波特率 (6).影响失真的因素 (7).奈氏准则 (7).香农定理 (7).奈奎斯特定理与香农定理的对比 (7).带宽 (7).基带信号/宽带信号 (7).数字数据编码为数字信号 (8).模拟数据编码为数字信号 (9).数据交换方式（电路交换、报文交换、分组交换） (9).虚电路服务 (10)*虚电路分类P42T29 (10)2.2传输介质 (11).导向性传输介质 (11).非导向性传输介质 (11)2.3物理层设备 (11).中继器 (11).集线器 (11)第3章数据链路层 (12)3.1数据链路层的功能 (12).链路管理 (12).组帧（帧定界、帧同步、透明传输） (12).流量控制 (12).差错控制 (12)*三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测 (12)3.2组帧 (13).字符计数法 (13).字符填充的首尾定界符法 (13).零比特填充法 (13).违规编码法 (13)3.3差错控制 (13).差错 (13).检错编码（奇偶校验码、循环冗余码CRC） (13).纠错编码（海明码） (14)*海明距离与检错纠错P71T5 (15)3.4流量控制与可靠传输机制 (15).流量控制 (15).可靠传输 (15).停止-等待协议 (15).后退N帧协议GBN (15).选择重传协议SR (15).信道利用率和信道吞吐率 (15)3.5介质访问控制 (16).介质访问控制MAC，Medium Access Control (16).信道划分介质访问控制（多路复用技术） (16).随机访问介质访问控制（ALOHA协议、CSMA协议、CSMA/CD协议、CSMA/CA协议） (17).轮询访问介质访问控制（令牌传递协议） (18)3.6局域网LAN，Local Area Network (18).局域网的基本概念和体系结构 (18).以太网的基本概念、传输介质与高速以太网 (19).网卡与MAC地址 (19).以太网的MAC帧 (20).无线局域网IEEE802.11 (20).虚拟局域网VLAN，Virtual LAN (21)*放大器与中继器P111T4 (22)*重复硬件地址P112T9 (22)3.7广域网 (22).广域网基本概念 (22).PPP（Point-to-Point Protocol）协议 (22)*PPP协议认证P120T6 (23)3.8数据链路层设备 (23).交换机 (23)第4章网络层 (25)4.1网络层的功能 (25).异构网络互连 (25).路由与转发 (25).软件定义网络SDN的基本概念 (25)4.2路由算法 (26).静态路由与动态路由 (26).距离-向量路由算法 (26).链路状态路由算法 (26).层次路由 (27)*路由回路的根本原因P142T5 (27)4.3IPv4 (27).IPv4分组 (27).IPv4地址 (28).私有IP与网络地址转换NAT (29).子网划分与子网掩码，无分类编址CIDR与链路聚合 (30).TCP/IP协议栈 (30).地址解析协议ARP，Address Resolution Protocol (30).动态主机配置协议DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol (31).网际控制报文协议ICMP，Internet Control Message Protocol (31)4.4IPv6 (32).IPv6的主要特点 (32).IPv6地址 (33)4.5路由协议 (34).自治系统AS，Autonomous System (34).域内路由与域间路由 (34).路由信息协议RIP，Routing Information Protocol (34).开放最短路径优先OSPF协议 (35).外部网关协议BGP，Border Gateway Protocol (36).三种路由协议的比较 (36)4.6IP组播 (37).组播的概念 (37).组播地址 (37).网际组管理协议IGMP，Internet Group Management Protocol (38)*组播路由避免路由环路P194T2 (38)4.7移动IP (38).移动IP相关概念 (38).移动IP通信过程 (38)4.7网络层设备 (39).冲突域和广播域 (39).路由器的组成和功能 (39).路由表与路由转发 (39)第5章传输层 (41)5.1传输层提供的服务 (41).传输层的功能 (41).传输层的寻址与端口 (41)✳各层服务访问点 (41).无连接服务UDP与面向连接服务TCP (42)5.2UDP协议 (42).UDP数据报特点 (42).UDP数据报格式 (42).UDP校验 (42)5.3TCP协议 (43).TCP特点 (43).TCP报文段 (44).TCP连接管理 (45).TCP可靠传输 (46).TCP流量控制 (47).TCP拥塞控制 (47)第6章应用层 (49)6.1网络应用模型 (49).客户/服务器模型C/S (49).对等连接P2P模型 (49)6.2域名系统DNS，Domain Name System (49).DNS概念 (49).层次域名空间 (49).域名服务器 (50).域名的解析过程 (50)6.3文件传输协议FTP，File Transfer Protocol (51).FTP概念与特点 (51).控制连接和数据连接 (51)6.4电子邮件E-mail (52).电子邮件系统的组成结构 (52).电子邮件格式 (53).多用途网际邮件扩充MIME，Multipurpose Internet Mail Extensions (53).简单邮件传输协议SMTP，Simple Mail Transfer Protocol (53).邮局协议POP，Post Office Protocol (54).因特网报文存取协议IMAP (54)*POP3传输密码P265T7 (54)6.5万维网WWW，World Wide Web (54).WWW的概念与组成结构 (54).超文本传输协议HTTP (55)*HTTP1.0P273T6 (56)*HTTP请求报文中的Connection和Cookie P273T12 (56)第1章计算机网络体系结构1.1计算机网络概述·计算机网络的定义广义观点：计算机网络是能实现远程信息处理的系统或进一步达到资源共享的系统。
计算机网络(网络层)
计算机网络(网络层)计算机网络(网络层)计算机网络是指由若干互连的计算机组成的信息传输系统。
在计算机网络中，网络层是其中一个重要的层次，负责处理在不同网络之间进行数据传输的问题。
本篇文章将详细介绍计算机网络中的网络层及其相关概念和功能。
一、网络层概述网络层是计算机网络中的第三层，位于传输层之上，数据链路层之下。
它的主要任务是在网络中进行路径选择和数据传输的控制。
网络层通过使用各种路由算法，将数据包从源主机传输到目标主机，并在网络中负责路由和转发数据。
二、网络层协议在计算机网络中，常用的网络层协议包括IPv4（Internet协议版本4）和IPv6（Internet协议版本6）。
IPv4是当今广泛使用的协议，它使用32位地址来标识网络中的主机。
而IPv6是未来的发展趋势，它采用了128位地址，可以更好地满足互联网的扩展需求。
三、网络层的功能1. 路由选择：网络层负责选择适当的路径将数据包从源主机传输到目标主机。
这涉及到使用路由算法，根据网络拓扑和路由表来进行最佳路径的选择。
2. 数据分段和重组：网络层可以将待传输的数据分成较小的分组，在传输过程中进行传输、重组和重传。
这样可以提高传输效率和可靠性。
3. 数据传输的控制：网络层负责数据包传输中的差错控制、流量控制和拥塞控制。
它通过采用相关的协议来保证数据包的可靠传输和网络的正常工作。
4. IP地址的分配和管理：网络层管理着IP地址的分配和使用。
它需要为每个连接到网络的主机分配唯一的IP地址，以保证数据在网络中的正确传输。
四、网络层的协议实例1. IP协议：IP（Internet Protocol）协议是计算机网络中最重要的网络层协议。
它负责将数据包从源地址传输到目标地址，并处理数据包的分片和重组问题。
2. ICMP协议：ICMP（Internet Control Message Protocol）协议是IP 协议的补充，它负责网络中的错误报告、异常情况的通知和网络状况的查询等功能。
网络层及其协议
网络层及其协议网络层是计算机网络中的一层，位于传输层和数据链路层之间。
它负责在互联网中进行数据包的传输和路由选择。
网络层的协议有许多种，其中最常见的是IPv4和IPv6协议。
一、网络层的作用网络层的主要作用是实现数据包的传输和路由选择。
它在不同的网络节点之间传递数据包，并且根据各节点之间的网络拓扑情况选择最佳的传输路径。
网络层还负责处理数据包的分片和重组，以便适应不同网络的传输要求。
二、IPv4协议IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网上最常用的网络层协议。
它使用32位的地址来标识不同的网络节点，每个IPv4地址由四个八位的数字组成，例如192.168.0.1。
IPv4协议提供了一种无连接、不可靠的服务，数据包在传输过程中可能会丢失或乱序。
IPv4协议的数据包包含了源IP地址和目标IP地址，数据包在传输到目标节点之前可能经过多个中间节点。
每个中间节点根据路由表来选择下一跳的节点，以实现数据包的最终传输。
IPv4协议的地址空间有限，只有大约42亿个地址可用。
为了解决地址不足的问题，IPv6协议被引入。
三、IPv6协议IPv6（Internet Protocol version 6）是下一代互联网协议，它的地址空间更大，可以提供约340亿亿亿个唯一的IP地址。
IPv6地址由八组四位的十六进制数字组成，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
除了地址空间的扩大之外，IPv6协议还提供了许多新的特性和改进。
其中之一是支持网络层的加密和数据完整性验证，以提高数据传输的安全性。
IPv6协议还引入了多播和任播等新的地址类型，以支持更灵活和高效的数据传输。
IPv6协议与IPv4协议是不兼容的，因此在过渡期间需要进行双协议栈的支持，以便IPv4和IPv6网络之间的互通。
四、其他网络层协议除了IPv4和IPv6协议之外，还有一些其他的网络层协议。
IPv4与IPv6的共存与整合毕业设计_说明
本科毕业设计IPv4与IPv6的共存与整合目录第一章绪论11.1 引言11.2 IP简介21.3 论文研究目的和容3第二章 IP协议第4版42.1 IPv4的地址类42.2 IPv4地址空间52.3 IPv4的局限性8第三章 IP协议第6版103.1 IPv6的地址格式103.2 IPv6的优化11第四章 IPv4与IPv6的共存与整合144.1 平滑过渡144.2 双栈协议144.3 隧道机制184.4 协议转换24结论27参考文献28致29第一章绪论1.1引言互联网总是随着需要而发展。
早在20世纪50年代，计算机刚刚投入使用时，网络还并不存在。
但是美国国防部（D0D）对计算机之间数据包的交换产生了兴趣，DOD希望能够充分利用计算机之间的数据传输技术，使得美国的军事通讯即使是在核武器的打击下任然能够无间断通讯。
这促使了互联网雏形的产生。
D O D进行网络研究的机构是高级研究项目机构(ARPA) [7]。
后来，在它们的名称前面加了一个”国防”，成为DARPA。
DARPA项目包括来自大学和马萨诸塞州的Bolt、Baranek和Newman公司的科学家和工程师，他们在这个项目中面临两个挑战：互通性(interconnectivity )和互操作性(interoperability)。
1.互通性在计算机之间传输信息的方法，包括物理介质、数据打包机制和从起点到达终点之间的多个网络设备部分之间的路由。
2.互操作性使使用私有的或完全不同的计算机操作系统和语言的计算机可以理解数据的方法。
DARPA项目的结果就是ARPANET，它最终成为Internet，而且伯克利的UNIX版本中包括了IP协议。
ARPANET通过包含其他政府和大学的网络而成为Internet。
并且在包含商业企业网络后，它得到了进一步发展[12]。
网络并没有在企业组织中流行，直至2 0世纪8 0年代，那时个人计算机逐渐开始流行。
公司认识到，在最早的文件服务器上共享硬盘空间，可以使职员容易地共享数据和进一步繁荣生产，它们在更大规模上实现网络。
IP-IPv4-IPv6
3.IP掩码的标注
A、无子网的标注法
对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。
B、有子网的标注法
有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。
1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。
3．C类IP地址
一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。
网关
大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
网络架构中的IPv4与IPv6共存策略实践(七)
网络架构中的IPv4与IPv6共存策略实践在当今互联网时代，网络架构是各个组织和企业必不可少的一项基础设施。
而在网络架构中，IPv4和IPv6的共存策略一直是一个引人关注的话题。
IPv4是迄今为止广泛采用的互联网协议版本，而IPv6作为其后继者，提供更多的IP地址，具有更好的扩展性。
本文将讨论IPv4与IPv6共存策略的实践，以充分利用IPv6的优势，同时确保与IPv4的兼容性。
1. IPv4与IPv6的简要介绍IPv4采用32位地址格式，总计可分配约42亿个IP地址，这众多IP地址中的大部分已经被分配出去。
而IPv6拥有128位地址格式，可以分配的IP地址数量非常庞大，也能满足未来互联网的扩展需求。
虽然IPv6具备更多的优势，包括更大的地址空间、更好的安全性和QoS （服务质量），但由于历史原因和设备升级困难等因素，它的普及一直进展缓慢。
因此，IPv4和IPv6的共存成为了一个重要的议题。
2. 原则与目标在实施IPv4和IPv6的共存策略时，需要遵循一些原则和达到一些目标。
首先，兼容性原则是最重要的，即确保网络中的IPv4设备能够与IPv6设备进行通信，以保证业务的无缝连接。
其次，平稳过渡是必要的，这意味着不会对现有网络和应用造成较大的破坏和改变。
同时，共存策略还应满足可行性、经济性和安全性等目标。
3. 网络层策略在网络层实施IPv4和IPv6的共存策略时，一种常见的方法是使用隧道技术，将IPv6流量封装在IPv4流量中进行传输。
这可以在现有IPv4基础设施上运行IPv6业务，同时不影响原有的IPv4应用。
此外，还可以使用双协议栈设备，即支持IPv4和IPv6两种协议栈的设备。
双协议栈设备可以兼容两种协议，同时进行IPv4和IPv6网络通信。
4. 应用层策略在应用层实施IPv4和IPv6的共存策略时，一种常见的方法是在服务器端实现双栈支持。
服务器可以同时提供IPv4和IPv6服务，根据客户端请求的协议版本进行适配。
《物联网技术与应用》教学大纲-物联网导论教学大纲
《物联网技术与应用》课程教学大纲（《物联网导论》课程教学大纲）（2018版）一、课程编码及课程名称课程编码：课程名称（中文）：物联网技术与应用（英文）：The technology and application of the Internet of things二、学时及学分总学时数：40，其中，讲授学时：24，实验（实践）学时：16。
学分：2.5三、适用专业及开设学期适用专业：计算机科学与技术、物联网工程（本科）开设学期：第5学期四、课程性质、目标和任务本课程是物联网工程和计算机专业的一门专业基础课，是通过理论和实践教学，使学生较好地掌握物联网、RFID和无线传感器网络的基本概念、原理、技术和应用；物联网行业发展趋势和前景；熟练物联网相关技术理论。
为今后深入学习物联网工程专业课程作铺垫。
五、课程基本要求本课程是物联网工程和计算机专业的一门专业基础课，是通过理论和实践教学，主要让学生掌握物联网概论、物联网感知层技术、物联网网络层技术、物联网应用层技术、物联网信息安全技术以及物联网在各个领域的典型应用。
该课程帮助学生理解物联网的概念，开阔学术视野，启发学习兴趣。
通过课程学习，主要让学生具备以下能力：1.熟悉物联网的基本组成，理解感知层、网络层、应用层的功能，了解物联网所需环境及面临的挑战；2.掌握感知层的概念、作用，理解常见传感器的类型、特征，了解传感器的语音，掌握不同类型传感器的工作原理，掌握传感器选择的一般原则。
3.掌握无线传感器网络的特点、核心技术及协议，了解无线传感器网络应用。
4.掌握物联网应用层的基本概念。
了解云计算与大数据在物联网中的应用。
5.了解信息安全基础知识，了解物联网网络安全威胁趋势的发展。
6.掌握我国物联网应用的重点领域。
7.了解物联网产业的发展趋势。
六、课程教学内容第一章物联网概论（共8学时，其中实验4学时）（一）本章教学目的和要求了解物联网发展与背景；了解物联网的定义；理解物联网的关键技术；掌握物联网的特点；掌握物联网相关研究与发展。
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍⼀、IPv6基础介绍1、IPv6是Internet⼯程任务组（IETF）设计的⼀套规范，它是⽹络层协议的第⼆代标准协议，也是IPv4（Internet Protocol Version 4）的升级版本。
2、IPv6与IPv4的最显著区别：IPv4地址采⽤32⽐特标识，⽽IPv6地址采⽤128⽐特标识。
128⽐特的IPv6地址可以划分更多地址层级、拥有更⼴阔的地址分配空间，并⽀持地址⾃动配置；近乎⽆限的地址空间是近乎⽆限的地址空间是IPv6的最⼤优势。
3、IPv6基本报头：（1）IPv6报⽂由IPv6基本报头、IPv6扩展报头以及上层协议数据单元三部分组成。
（2）IPv6的基本报头在IPv4报头的基础上，增加了流标签域，去除了⼀些冗余字段，使报⽂头的处理更为简单、⾼效。
（3）关键字段：Traffic Class：流类别，长度为8bit，它等同于IPv4报头中的TOS字段，表⽰IPv6数据报⽂的类或优先级，主要应⽤于流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地它⽤于区分实时流量。
流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地QoS。
Flow Label：流标签，长度为流标签，长度为20bit，它⽤于区分实时流量址发往⼀个或多个⽬的地址的连续单播、组播或任播报⽂。
IPv6中的流标签字段、源地址字段和⽬的地址字段⼀起为特定数据流指定了⽹络中的转发路径。
这样，报⽂在IP⽹络中传输时会保持原有的顺序，提⾼了处理效率。
随着三⽹合⼀的发展趋势，IP⽹络不仅要求能够传输传统的数据报⽂，还需要能够传输语⾳、视频等报⽂。
这种情况下，流标签字段的作⽤就显得更加重要。
跳数限制（Hop Limit）：长度为8bit，该字段类似于IPv4报头中的Time to Live字段，它定义了IP数据报⽂所能经过的最⼤跳数。
每经过⼀个路由器，该数值减去1；当该字段的值为0时，数据报⽂将被丢弃。
（4）IPv6为了更好⽀持各种选项处理，提出了扩展头的概念。
四级网络工程师复习资料之第三章
第3章 IP地址的规划和设计方法3.1基础知识3.1.1 IP地址的概念与划分地址新方法的研究3.1.2 标准分类的IP地址3.1.3 划分子网的三级地址结构3.1.4 无类域间路由（CIDR）技术3.1.5 专用IP地址与内部网络地址规划方法3.2实训任务3.2.1 任务一：IP地址规划方法3.2.2 任务二：子网地址规划方法3.2.3 任务三：可变长度子网掩码（VLSM）地址的规划方法3.2.4 任务四：CIDR地址规划方法3.2.5 任务五：内部网络专用IP地址规划和网络地址转换NAT方法3.2.6任务六：IPv6地址规划基本方法学习目的了解地址规划的基本要求掌握IP地址的标准分类掌握子网地址规划方法掌握VLSM地址规划方法掌握CIDR地址规划方法掌握内部网络IP地址规划与地址转换NAT基本方法了解IPv6地址特点3.1 基本知识3.1.1 IP地址的概念和划分地址新技术的研究IP地址概念与划分地址新技术的研究历程大致可以分为四个阶段一、标准分类的IP地址第一阶段是在IPv4协议制定的初期，时间大致在1981年左右。
那时候网络的规模比较小，用户一般是通过终端，经过大型计算机或中小型计算机接入ARPANET。
IP地址设计的最初目的是希望每个IP地址都能唯有唯一地、确切地识别一个网络与一台主机。
IP地址是由网络号与主机号组成的，长度是32 bit ，用点分十进制方法表示，这样就构成了标准分类的IP地址。
常用的A类、B类、C类IP地址采用包括“网络号-主机号”的两层结构层次（RFC1812）。
A类地址的网络号长度是7 bit ，实际允许分配A类地址的网络只能有126个。
B类地址的网络号长度是14 bit，因此允许被分配B类地址的只能有16384个。
以为初期的ARPANET是一个研究性的网络，即使把美国几乎2000所大学、学院和一些研究机构，连同其他国家的一些大学接入ARPANET,总数也不会超过16000个。
IPV4与 IPV6
IPv42011年 IPv42011年1月分配完毕 被誉为“互联网之父”的文顿· 被誉为“互联网之父”的文顿·瑟夫日前指出， 全球IP地址即将在“几个星期内” 全球IP地址即将在“几个星期内”用尽。 拉丁美洲及加勒比地区域名注册管理机构公 关总监欧内斯托·马卓去年12月就发出警告称： 关总监欧内斯托·马卓去年12月就发出警告称： “互联网中心IP地址将于2011年1月分配完毕”。 互联网中心IP地址将于2011年 月分配完毕” “本周又分配掉了4批，目前只剩5批未分配，根 本周又分配掉了4批，目前只剩5 据相关决议，这5 IP地址将分给全球5 据相关决议，这5批IP地址将分给全球5大域名注 册机构。” 册机构。” 互联网编号分配机构 （IANA）2011年2月3 IANA）2011年 日宣布，最后5 IPv4地址“大礼包” 日宣布，最后5个IPv4地址“大礼包”已经被分配 了出去，每个礼包含有1680万个地址。此后， 了出去，每个礼包含有1680万个地址。此后， IPv6地址则会接班，并提供数量“浩瀚” IPv6地址则会接班，并提供数量“浩瀚”的新型 IP地址。 IP地址。
本节内容：IPV4与IPV6的区别 本节内容：IPV4与IPV6的区别
IPv4， 互联网协议（ IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版， Protocol，IP）的第四版，也是第一 个被广泛使用，构成现今互联网技术 互联网技术的 个被广泛使用，构成现今互联网技术的 基石的协议。1981年 基石的协议。1981年 Jon Postel 在 RFC791中定义了 ，Ipv4可以运行 RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行 中定义了IP 在各种各样的底层网络上， 在各种各样的底层网络上，比如端对端 的串行数据链路(PPP协议和 协议和SLIP协 的串行数据链路(PPP协议和SLIP协 议) ，卫星链路等等。局域网中最常用 卫星链路等等。 的是以太网。 的是以太网。
《深入解析IPV6》第三章 - IPV6寻址
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3.2IPV6简介 简介
3 .支持扩展首部和选项 IPv6的选项放在单独的扩展首部中，位于报文分组中IPv6 基本首部和传输层首部之间。因为大多数IPv6选项首部不 会被报文分组投递路径上的任何路由器检查和处理，直至 其到达最终目的地，这种组织方式有利于改进路由器在处 理包含选项的报文分组时的性能。IPv6的另一改进是其扩 展首部具有任意长度。 4. 支持更多的安全性 IPv6的加密和身份验证选项，提供了数据报的保密性和完 整性。
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3.4IPV6的地址类型 的地址类型
唯一的本地地址
为解决站点本地地址前缀可能的重复。 为了用新型的地址取代站点本地地址，RFC4193定义了唯一本地IPV6单播地 址。 唯一本地地址前10是固定的，以FC00::/7开始。 本地（L）标签设置为1，表示前缀是在本地分配的。RFC3897对于L标签设 置为0没用定义。因此，机构中L标签设置为1，并且唯一的本地地址的地址前 缀是FD00::/8 L
3.4IPV6地址类型 地址类型
本地使用的单播地址 本地使用的单播地址没有全球范围，并能重复使用。本地 使用的单播地址分两类。 链路本地地址用于链接上的邻接点之间以及邻接点发现的 过程中 站点本地地址用于节点和同一机构中的其他节点之间的通 信。
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3.4IPV6地址类型 地址类型
链路本地地址 前缀为1111 1110 10，用于孤立的网络，它没有全局的影响。例 如在没有路由器的单链路IPV6网络中，链路本地地址用于链路上 的主机之间的通信。 链路本地地址的前缀总是FE80::/64。 IPV6 IPV6链路路由器绝对不会在链路之外转送链路本地数据。
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3.1IPV4的局限性 的局限性
计算机网络中的网络层与传输层
计算机网络中的网络层与传输层在计算机网络中，网络层和传输层是两个重要的层级。
它们分属于OSI（开放系统互联）模型或TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）模型的不同层级，各自负责不同的功能和任务。
本文将对网络层和传输层进行详细的介绍和比较。
一、网络层网络层是计算机网络中的第三层，也是OSI模型或TCP/IP模型中的重要组成部分。
网络层负责在不同的网络间进行数据传输和路由选择。
其主要功能如下：1. IP地址分配与转发：网络层通过IP地址来标识网络中的不同设备，可以将数据从源主机发送到目标主机。
网络层还负责判断传输数据的最佳路径，并进行数据包转发。
2. 路由选择：网络层使用路由协议来选择传输数据的最佳路径。
常见的路由协议有RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网关协议）等。
3. 数据分片与重组：网络层可以将较大的数据报进行分片，并在目标设备上将分片的数据报重组成完整的数据。
网络层使用的主要协议是IP（互联网协议），它定义了数据在网络中的传输方式和地址分配方式。
IP协议有两个版本，IPv4和IPv6，其中IPv4是目前常用的版本。
二、传输层传输层是计算机网络中的第四层，同样是OSI模型或TCP/IP模型的重要组成部分。
传输层负责在主机之间提供端到端的数据传输和错误控制。
其主要功能如下：1. 数据分段与重组：传输层将从应用层接收到的数据进行分段，并在目标主机上将分段的数据重新组合成原始数据。
2. 端口标识与多路复用：传输层使用端口号来标识不同的应用程序和服务。
通过多路复用技术，传输层可以同时为多个应用程序提供数据传输服务。
3. 可靠性和流量控制：传输层使用TCP（传输控制协议）来提供可靠的数据传输。
TCP使用确认机制和重传机制来确保数据的正确性和完整性。
此外，传输层还使用流量控制技术来控制数据的发送速率，防止网络拥塞。
传输层使用的主要协议有TCP和UDP（用户数据报协议）。
TCP 是面向连接的可靠协议，适用于对数据传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、电子邮件等。
IPv6网络部署实战
11.8络设备配置自 动备份
11.9 Web站监控
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适应初学者，基础和实验均不错，不主流的Linux系统讲的不多。
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1.1 IPv4局限性
1.2 IPv6发展历程 及现状
1.3 IPv6的特性 1.4总结
2.2 EVE-NG部署
2.1 EVE-NG简介
2.3 EVE-NG管理
3.2 IPv6分类
3
9.3 FTP应用 服务
4
9.4数据库应 用服务
5
9.5反向代理 技术
10.1 IPv6多 出口
10.2 IPv6实 名认证
1
11.1管系统简 介
11.2 Zabbix 2
服务器的IPv6 络配置
3
11.3 Zabbix 管系统的安装
4
11.4监控 Zabbix主机
5
11.5 SNMP管 理
11.6设置告警 11.7主机自动发现
4.9 IPv6的多样性 和优选配置
1
5.1 DNS基础
2
5.2 IPv6域名 服务
3
5.3 BIND软件
4 5.4 Windows
Server DNS 域名服务
5 5.5
IPv4/IPv6络 访问优先配置
6.2直连路由
6.1路由基础
6.3静态路由
胖胖通信知识系列之ipv详解
胖胖通信知识系列之ipv详解胖胖通信知识系列之ipv详解IPv，全称Internet Protocol，是因特网协议的一种，负责在网络中传输数据通信。
IPv是网络中最基本、最广泛使用的协议之一，也是互联网数据通信的基础。
IPv的版本一、IPv4IPv4是Internet Protocol版本4的简称，也是目前使用最广泛的协议，它由32位地址组成，因此它的地址空间有限。
IPv4地址的长度为32位，表示为4个十进制数，每个数之间用"."分开，如192.168.0.1。
IPv4的地址分为公有地址、私有地址等不同类型。
公有地址是指可以公开使用的IP地址，私有地址是指在一个私人网络中属于该私人网络的IP地址，不具备实际的公网地址。
由于IPv4地址空间的局限，导致了IP地址不足的问题。
为了解决该问题，IPv6应运而生。
二、IPv6IPv6是Internet Protocol版本6的简称，是IPv4的下一代协议，它由128位地址组成，相比IPv4的地址空间更大，标识一个独一无二的地址并不是那么困难。
IPv6地址的长度为128位，表示为8个16进制数字，每个数字之间使用":"分开，如2400:3200::1:1234:4321。
IPv6的地址空间非常大，可以给每一个物品都分配独一无二的IP地址，因此被称为“物联网时代”的基础网络协议。
IPv4与IPv6的不同之处还包括支持的协议、报文格式等方面，在此不再赘述。
IPv的子协议IPv本身只是网络协议的一部分，它还包括了众多子协议，支持了多种用途的通信，包括但不限于以下几种：1. ICMP（Internet Control Message Protocol）ICMP是一个控制信息报文的协议，它传送网络错误信息。
当一个系统发生错误时，会生成一个ICMP消息并发送到相应的系统进行响应。
2. ARP（Address Resolution Protocol）ARP是地址解析协议，用于解析接收帧的目的MAC地址。
网络互联协议
网络互联协议1. 简介网络互联协议是计算机网络中实现互联和通信的一种规范。
它定义了数据在网络中的传输方式、数据格式以及通信协议等内容，使得不同的计算机系统能够互相连接并进行数据交换。
本文将介绍网络互联协议的基本概念、主要协议以及其在网络通信中的作用。
2. 互联协议的基本概念2.1 互联网协议族互联协议族（Internet Protocol Suite）是一组网络通信协议的集合，它包括了用于不同层次的网络通信的协议。
其中最核心的协议是网络层协议IP（Internet Protocol），它负责数据包的传输和路由选择。
互联网协议族还包括了传输层协议TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol），以及应用层协议HTTP、FTP等。
2.2 IP地址IP地址是网络中用于标识和定位主机的一串数字。
IP地址分为IPv4和IPv6两种版本。
IPv4地址由32位二进制数字组成，通常表示为点分十进制的形式，如192.168.0.1。
IPv6地址则由128位的二进制数字组成，表示为一串十六进制数字和冒号的形式，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
2.3 网络层协议网络层协议是互联网协议族中最基本的协议之一，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
其中最重要的网络层协议是IPv4和IPv6。
网络层协议通过IP地址来标识和定位主机，通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，以实现跨网络的通信。
2.4 传输层协议传输层协议负责在网络中的不同主机之间建立可靠的数据传输连接。
TCP和UDP是传输层协议中最常用的两个协议。
TCP提供面向连接的可靠传输，确保数据的完整性和顺序性；UDP提供面向无连接的不可靠传输，适用于实时性要求较高的应用。
3. 主要协议3.1 IPv4IPv4是目前广泛使用的网络层协议。
它使用32位的地址空间，共有约42亿个可用地址。
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《计算机网络技术基础》课件
例如：
对于一个B类网络172.25.0.0，若将第三个字节的前3位 用于子网号，而将剩下的位用于主机号，则子网掩码为 255.255.224.0。 由于使用了3位分配子网，所以这个B类网络172.25.0.0 被分为6个子网，即：
一台主机可以使用的有效B类地址范围 10111111 11111110 11111111 11111110 191.254.255.254
《计算机网络技术基础》课件
(3) C类地址
用高24位的最高3位为“110”表示网络类别号，余下21位
表示网络号，用低8位表示主机号。 C类地址网络个数：2097150个 每个网络号所包含的主机数：254个
(2) 直接广播地址
网络号不空而主机号全“1”表示直接广播地址，表示这一 网段下的所有用户。 如：210.40.13.255就是直接广播地址。 表示210.40.13网段下的所有用户。
《计算机网络技术基础》课件 (3) 有限广播地址
网络号和主机号都是全“1”的IP地址是有限广播地址， 在系统启动时，还不知道网络地址的情形下进行广播就 是使用这种地址对本地物理网络进行广播。
192.0.1.1
223.255.254.254
《计算机网络技术基础》课件
说 明：
用于标识C类地址的第一字节数值范围为192~223。 C类地址的特点是网络数较多，而每个网络最多只 有254台主机。
C类地址一般分配给小型的局域网用户。
《计算机网络技术基础》课件
(4) D类地址
D类地址第一字节的前4位为“1110”。 D类地址用于多播，多播就是同时把数据发送给 一组主机，只有那些已经登记可以接受多播地址 的主机才能接受多播数据包。
10101100
00011001
00010000 00110011
网络地址：172.25.16
子网掩码的作用
《计算机网络技术基础》课件
在上面的例子中，涉及到的子网掩码都属于边界子网掩 码，即使用主机号中的整个一个字节用于划分子网，因此， 子网掩码的取值不是0就是255。
但对于划分子网而言，还会使用非边界子网掩码，即 使用主机号的某几位用于子网划分，因此，子网掩码除 了0和255外，还有其他数值
启动时使用
有网络号
有网络号 全1 127
全0
全1 全1 任意
网络地址
直接广播地址 有限广播地址 回送地址
标识一个网络
在特殊网上广 播
在本地网上广 播
回送测试
特殊IP地址表
《计算机网络技术基础》课件
(1) 网络地址
网络地址又称网段地址。 网络号不空而主机号全“0”的IP地址表示网络地址，即 网络本身。 如：地址210.40.13.0表示其网络地址为210.40.13。
《计算机网络技术基础》课件
计算机网络技术基础
《计算机网络技术基础》课件
IPV4和IPV6
（一） IP地址 1.IP地址 Internet给每一台上网的计算机分配了一个 32位长的二进制数字编号，这个编号就是所谓
的IP地址。
《计算机网络技术基础》课件
IP地址的组成： 地址类别：用来标识网络类型； 网 络 号：用来标识一个逻辑网络； 主 机 号：用来标识网络中的一台主机。一台Internet 主机至少有一个IP地址，而且这个IP地址是全网惟一的。
(4) 本机地址
网络号和主机号都为全“0”的IP地址表示本机地址。
(5) 回送测试地址
网络号为“127”而主机号为任意的IP地址为回送测试 地址。最常用的回送测试地址为127.0.0.1。
《计算机网络技术基础》课件 (二)域名
顶级域名 com edu gov int mil net org 国家代码 域名类型 商业组织 教育机构 政府部门 国际组织 军事部门 网络支持中心 各种非赢利性组织 各个国家 顶级域名分配
B类
10
网络号
主机号
C类
110
网络号
主机号
D类
1110
多播地址
E类
1111
预留
《计算机网络技术基础》课件
A类地址：适用于大型网络， B类地址：适用于中型网络， C类地址：适用于小型网络， D类地址：用于组播，E类地址用于实验。
一个单位或部门可拥有多个IP地址，比如，可拥有
2个B类地址和50个C类地址。
Internet主机域名的一般格式为： 四级域名 三级域名 二级域名 顶级域名
印刷与包装系 武汉大学 教育机构 中国
中国武汉大学印刷与包装系的主机
《计算机网络技术基础》课件
（三） 子网技术
1. 划分子网的原因 划分子网的原因很多，主要三个方面的内容：
充分使用地址
划分管理职责
《计算机网络技术基础》课件
标准的A类、B类、C类地址都有一个默认的子网掩码
地址 类型 A
点 分 十进制表示 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
子网掩码的二进制位
11111111 00000000
00000000
00000000
B
C
11111111 11111111
《计算机网络技术基础》课件
说明： 由于网络号全为0和全为1保留用于特殊目的，所 以，A类地址有效的网络数为126个，其范围1~126。 由于主机号全为0和全为1也有特殊作用，所以每个 网络号包含的主机数应该是224－2＝16777214个。
一台主机能使用的A类地址的有效范围是：
1.0.0.1~126.255.255.254；
《计算机网络技术基础》课件
如何判别IP地址的类别？ 从IP地址的最高8位进行判别，如下表所示。 IP地址类 高8位数值范围 最高4位的值
A B C
0－127 128－191 192－223
0xxx 10xx 110x
D
Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
224－239
240－255
1110
1111
《计算机网络技术基础》课件
例如：
11111111 11111111
00000000
11111111
00000000
00000000
A、B、C类地址默认的子网掩码
《计算机网络技术基础》课件
IP地址 172.25.16.51 B类地址缺 省子网掩码 255.255.0.0 网络地址 主机号 10101100 00011001 00010000 00110011 IP地址：172.25.16.51 子网掩码：255.255.0.0 10101100 00011001 网络地址：172.25 按位逻辑与 11111111 11111111 00000000 00000000
《计算机网络技术基础》课件
我国二级域名分配 顶级域名 ac com 域名类型 科研机构 商业组织
edu gov int net org
行政区代码
教育机构 政府部门 国际组织 网络支持中心 各种非赢利性组织 我国的各个行政区
《计算机网络技术基础》课件
Internet主机域名的排列原则是低层的子域名在前 面，而它们所属的高层域名在后面。
128.0.0.1~191.255.255.254
B类地址范围 10000000 00000000 00000000 00000000 128.0.0.0 10000000 00000001 00000000 00000001 128.1.0.1
~
10111111 11111111 11111111 11111111 191.255.255.255
《计算机网络技术基础》课件
C类地址的范围：192.0.0.0~223.255.255.255 一台主机能使用的C类地址的有效范围是：
192.0.1.1~223.255.254.254
C类地址范围 11000000 00000000 00000000 00000000 ~ 192.0.0.0 223.255.255.255 一台主机可以使用的有效C类地址范围 11000000 00000000 00000001 00000001 11011111 11111111 11111110 11111110 11011111 11111111 11111111 11111111
清华大学： IP地址116.111.4.120是A类地址 北京大学： IP地址162.105.129.11是B类地址 武汉大学： IP地址是C类地址
《计算机网络技术基础》课件
IP地址的表示方式：
地址类别号＋网络号＋主机号 (1) A类地址
A类地址，用高8位的最高1位0表示网络类别，余下7
位表示网络号，用低24位表示主机号。
类 A B C
别
网络号 位 数
实 际 网络数
主机位数 24 16 8
最 大 主机数
16777216 65536 256
实 际 主机数
16777214 65534 254
7 14 21
126 16382 2097150
IP地址分类表
《计算机网络技术基础》课件
3．特殊IP地址
网络地址 全0 主机地址 全0 地址类型 本机地址 用 途
提高网络性能
《计算机网络技术基础》课件
一个大 网络可划 分为若干 个子网互 连
《计算机网络技术基础》课件
(2) 划分管理职责 (3) 提高网络性能
划分子网以提高网络性能
《计算机网络技术基础》课件
2．划分子网的方法 将单个网络的主机号分为两个部分： 一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址。
网络号
主机号
网络号
子网号
主机号
《计算机网络技术基础》课件
假设一个B类网络172.17.0.0，将主机号分为两部分，其 中，8bit用于子网号，另外8bit用于主机号，那么这个B 类网络就被分为254个子网，每个子网可以容纳254台主 机。