计算机网络第5章 网络层协议及路由技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
每一台连接在Internet上的主机IP地址都是不一样的，32位二进制数理论上可以 构成的地址总数为：232=4294967296，约为40亿个地址。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（1）IP地址及其表示 32位的IP地址结构由网络号（又称网络地址）和主机号（又称主机地址）两部
分组成。 网络号又称网络地址，用于标识该主机所在的网络，同一个网络中每台机器IP
地址类别 A B C
私有地址范围 10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0~192.168.255.255
私有地址使用时不需向IP地址管理部门申请即可直接使用，不同的网络中可以使 用相同的私有IP地址。
如果要想让私有内部网络也能够接入Internet，必须将私有IP地址转换成公共IP 地址，这个转换过程被称为网络地址转换（NAT，Network Address Translation）。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 2、广播地址
在广播方式下，一台网络设备所发送的数据分组将会被本网络内的所有主机接收， 每个主机都收到同样的信息。
在一个网络内，将它的地址结构中的主机号全部取为1就得到了它所处的网络的 广播地址。
例如：A类地址60.231.2.33的广播地址是60.255.255.255，B类地址143.23.5.53 的广播地址是143.23.255.255，C类地址210.29.75.8的广播地址是210.29.75.255。
络测试命令ping和traceroute就是基于ICMP协议； （5）IGMP（Internet Group Management Protocol，网络组管理协议） 负责管理IP组播组。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（1）IP地址及其表示 IP地址是TCP/IP的网络层用以标识网络中主机的逻辑地址。
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 3、C类子网掩码表
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 3、环回地址
将127.0.0.1称为环回（loopback）地址，所谓环回是指发送给该地址的数据不 离开发送主机。环回地址一般用于进行测试，不需配置即可使用。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 4、私有IP
指私有网络（即不接入Internet的网络）使用的IP地址段。
5.1 网络层概述
（3）网络层的协议 运行在网络层的协议主要包括如下： （1）IP（Internet Protocol，网际协议） 负责网络层寻址、路由选择、分段及包重组； （2）ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议） 负责把网络层的逻辑地址解析成数据链路层的硬件地址，比如MAC地址； （3）RARP（Reverse ARP，逆向地址解析协议） 负责把数据链路层的硬件地址解析成网络层的逻辑地址； （4）ICMP（Internet Control Message Protocol，网络控制消息协议） 负责提供诊断功能，报告由于IP数据包投递失败而导致的错误。例如常见的网
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 1、子网划分的原因及方法
有时需要进行子网划分的原因主要包括： • 节约IP资源 • 减小广播域 子网划分提供了一种灵活的方式Baidu Nhomakorabea一个网络划分为若干子网，其原理是将主机
号中的一部分作为子网号，子网号位数越长划分出的子网个数就越多。经子网划分 后的IP地址格式如图5-6所示：
第5章 网络层协议及路由技术
学习目标
1. 理解网络层的功能及主要协议； 2. 掌握IP地址的表示、分类以及子
网掩码； 3. 理解及IP协议的功能和格式； 4. 理解ARP/RARP协议的功能和工作
过程； 5. 理解IP路由技术及路由器工作原
理。
计算机网络基础 ——基于案例与实训
5.1 网络层概述
（1）网络层的位置
IP地址长度为32位二进制，例如10010000110010110000001000001001，这样的表 示方法不便于书写和记忆，因此一般采用点分十进制表示如下： （1）将这个32位的地址分成4组，每组包含8位二进制位，那么这个IP地址将变成 10010000 11001011 00000010 00001001。 （2）将每一个8位二进制组转换成对应的十进制数，并在这4个十进制数之间加上 点分隔：144.203.2.9
地址的网络号部分是相同的。而主机号则表示该主机在相应网络中的序号，可以唯 一的标识该主机，因此同一网络中各主机号必须是不同的。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（2）IP地址分类 根据网络规模，IP地址分为A到E五类， 常用的是A、B、C三类。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 1、网络地址
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 2、通过子网掩码实现子网划分
子网划分由子网掩码实现，在进行子网划分时一个IP地址对应一个子网掩码， 子网掩码的位数也是32bit，并且子网掩码中对应IP地址中网络号和子网号部分的 位数用1表示，对应IP地址中主机号部分的位数用0表示。
例如某C类IP地址的子网掩码为255.255.255.248（即11111111.11111111. 11111111.11111000），其中1的个数为29，0的个数为3，因此经子网划分后，该IP 地址的网络号为24位（由于是C类网）、子网号为5位（29-24=5）、主机号为3位。 如下图所示：
网络地址主要是用来标识一个网络，它不是指具体的哪一个主机或设备，而是标 识属于同一个网络的主机或网络设备的集合。对任意一个IP地址来说，将它的地址 结构中的主机号全部取为0就得到了它所处的网络地址。
例如：A类地址60.231.2.33的网络地址是60.0.0.0，B类地址143.23.5.53的网络 地址是143.23.0.0，C类地址210.29.75.8的网络地址是210.29.75.0。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（1）IP地址及其表示 32位的IP地址结构由网络号（又称网络地址）和主机号（又称主机地址）两部
分组成。 网络号又称网络地址，用于标识该主机所在的网络，同一个网络中每台机器IP
地址类别 A B C
私有地址范围 10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0~192.168.255.255
私有地址使用时不需向IP地址管理部门申请即可直接使用，不同的网络中可以使 用相同的私有IP地址。
如果要想让私有内部网络也能够接入Internet，必须将私有IP地址转换成公共IP 地址，这个转换过程被称为网络地址转换（NAT，Network Address Translation）。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 2、广播地址
在广播方式下，一台网络设备所发送的数据分组将会被本网络内的所有主机接收， 每个主机都收到同样的信息。
在一个网络内，将它的地址结构中的主机号全部取为1就得到了它所处的网络的 广播地址。
例如：A类地址60.231.2.33的广播地址是60.255.255.255，B类地址143.23.5.53 的广播地址是143.23.255.255，C类地址210.29.75.8的广播地址是210.29.75.255。
络测试命令ping和traceroute就是基于ICMP协议； （5）IGMP（Internet Group Management Protocol，网络组管理协议） 负责管理IP组播组。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（1）IP地址及其表示 IP地址是TCP/IP的网络层用以标识网络中主机的逻辑地址。
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 3、C类子网掩码表
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 3、环回地址
将127.0.0.1称为环回（loopback）地址，所谓环回是指发送给该地址的数据不 离开发送主机。环回地址一般用于进行测试，不需配置即可使用。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 4、私有IP
指私有网络（即不接入Internet的网络）使用的IP地址段。
5.1 网络层概述
（3）网络层的协议 运行在网络层的协议主要包括如下： （1）IP（Internet Protocol，网际协议） 负责网络层寻址、路由选择、分段及包重组； （2）ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议） 负责把网络层的逻辑地址解析成数据链路层的硬件地址，比如MAC地址； （3）RARP（Reverse ARP，逆向地址解析协议） 负责把数据链路层的硬件地址解析成网络层的逻辑地址； （4）ICMP（Internet Control Message Protocol，网络控制消息协议） 负责提供诊断功能，报告由于IP数据包投递失败而导致的错误。例如常见的网
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 1、子网划分的原因及方法
有时需要进行子网划分的原因主要包括： • 节约IP资源 • 减小广播域 子网划分提供了一种灵活的方式Baidu Nhomakorabea一个网络划分为若干子网，其原理是将主机
号中的一部分作为子网号，子网号位数越长划分出的子网个数就越多。经子网划分 后的IP地址格式如图5-6所示：
第5章 网络层协议及路由技术
学习目标
1. 理解网络层的功能及主要协议； 2. 掌握IP地址的表示、分类以及子
网掩码； 3. 理解及IP协议的功能和格式； 4. 理解ARP/RARP协议的功能和工作
过程； 5. 理解IP路由技术及路由器工作原
理。
计算机网络基础 ——基于案例与实训
5.1 网络层概述
（1）网络层的位置
IP地址长度为32位二进制，例如10010000110010110000001000001001，这样的表 示方法不便于书写和记忆，因此一般采用点分十进制表示如下： （1）将这个32位的地址分成4组，每组包含8位二进制位，那么这个IP地址将变成 10010000 11001011 00000010 00001001。 （2）将每一个8位二进制组转换成对应的十进制数，并在这4个十进制数之间加上 点分隔：144.203.2.9
地址的网络号部分是相同的。而主机号则表示该主机在相应网络中的序号，可以唯 一的标识该主机，因此同一网络中各主机号必须是不同的。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（2）IP地址分类 根据网络规模，IP地址分为A到E五类， 常用的是A、B、C三类。
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（3）特殊IP地址 1、网络地址
5.2 网络层协议
5.2.1 IP协议
（4）子网掩码 2、通过子网掩码实现子网划分
子网划分由子网掩码实现，在进行子网划分时一个IP地址对应一个子网掩码， 子网掩码的位数也是32bit，并且子网掩码中对应IP地址中网络号和子网号部分的 位数用1表示，对应IP地址中主机号部分的位数用0表示。
例如某C类IP地址的子网掩码为255.255.255.248（即11111111.11111111. 11111111.11111000），其中1的个数为29，0的个数为3，因此经子网划分后，该IP 地址的网络号为24位（由于是C类网）、子网号为5位（29-24=5）、主机号为3位。 如下图所示：
网络地址主要是用来标识一个网络，它不是指具体的哪一个主机或设备，而是标 识属于同一个网络的主机或网络设备的集合。对任意一个IP地址来说，将它的地址 结构中的主机号全部取为0就得到了它所处的网络地址。
例如：A类地址60.231.2.33的网络地址是60.0.0.0，B类地址143.23.5.53的网络 地址是143.23.0.0，C类地址210.29.75.8的网络地址是210.29.75.0。