第1周-3、4接入网、网络设备互联、无线局域网电子教案

课题名称：路由器基础知识（二）
课的类型：授新课
教学目标：了解TCP/IP 协议，理解IP 地址及其分类，掌握子网的划分。

教学重点：IP 地址分类，子网划分
教学难点：IP 协议，子网划分
课时安排：2课时
教学方法：多媒体原理分析、讲授
教学过程：
一、 回顾和导入
（一） 回顾上节课内容
1.0SI 参考模型
2. 局域网组网知识
（二） T CP/IP 模型
TCP/IP 分层
二、 TCP/IP 协议
TCP/IP （TransmissionControlProtocol/lnternetProtocol 的简写，中文译名为传输控制协议 /互联 网络协议）协议是In ternet 最基本的协议，简单地说，就是由底层的
IP 协议和TCP 协议组成的。

TCP/IP 协议的开发工作始于70年代，是用于互联网的第一套协议。

1. IP 协议
IP 协议是TCP/IP 协议族中最为核心的协议。

它提供不可靠、无连接的服务，也即依赖其他 层的协议进行差错控制。

在局域网环境，IP 协议往往被封装在以太网帧中传送。

而所有的 TCP UDP ICMP IGMP 数据都被封装在IP 数据报中传送。

如图所示：
IP 头格式:
躺啊苗
•源、目标端口号字段：占16比特。

TCP协议通过使用"端口"来标识源端和目标端的应用进程。

端口号可以使用0到65535之间的任何数字。

在收到服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。

在服务器端，每种服务在”众所周知的端口"(Well-Know Port )为用户提供服务。

•顺序号字段：占32比特。

用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。

•确认号字段：占32比特。

只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。

它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。

•头部长度字段：占4比特。

给出头部占32比特的数目。

没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节;
最多可以有60字节的TCP头部。

•标志位字段(U、A、P、R、S、F):占6比特。

各比特的含义如下：
♦URG :紧急指针(urge nt po inter)有效。

♦ACK :确认序号有效。

♦PSH：接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。

♦RST:重建连接。

♦SYN :发起一个连接。

♦FIN :释放一个连接。

•窗口大小字段：占16比特。

此字段用来进行流量控制。

单位为字节数，这个值是本机期望一次接收的字节数。

♦TCP校验和字段：占16比特。

对整个TCP报文段，即TCP头部和TCP数据进行校验和计算，并由目标端进行验证。

•紧急指针字段：占16比特。

它是一个偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。

•选项字段：占32比特。

可能包括"窗口扩大因子”、”时间戳”等选项。

常见的一些协议和它们对应的服务端口号。

三、IP地址及分类
在In ternet上连接的所有计算机，从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。

为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个唯一的网络地址。

就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样，才不至于在传输数据时出现混乱。

In ternet的网络地址是指连入
In ternet网络的计算机的地址编号。

所以，在In ternet网络中，网络地址唯一地标识一台计算机。

我们都已经知道，In ternet是由几千万台计算机互相连接而成的。

而我们要确认网络上的每
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 AND NetworkNumber
192.10.10.0 11000000.00001010.00001010.00000000
NetMask有所谓的预设值，如下所示
ClassIPAddress 范围NetMask
A 1.0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0
B 128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0
C 192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0
在预设的NetMask都只有255的值,在谈到SubnetMask时这个值便不一定是255 了。

在完整一组CClass
中如203.67.10.0-203.67.10.255NetMask255.255.255.0,203.67.10.0 称之NetworkNumber（将IPAddress 和Netmask 作AND）,而203.67.10.255是Broadcast的IPAddress,所以这两者皆不能使用，实际只能使用
203.67.10.1--203.67.10.254 等254 个IPAddress,这是以255.255.255.0 作NetMask 的结果，而所谓SubnetMsk 尚可将整组CClass分成数组NetworkNumber,这要在NEtMask作手脚，若是要将整组CCLass分成2个NetworkNumber 那NetMask 设定为255.255.255.192,若是要将整组CCLass 分成8 组NetworkNumber 贝U NetMask 要为
255.255.255.224,这是怎麽来的，由以上知道NetworkNumber是由IPAddress和NetMask作AND而来的，而且将NetMask以二进位表示法知道是1的会保留，而为0的去掉
192.10.10.193- -11000000.00001010.00001010.11000001
255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000
192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000
以上是以255.255.255.0 为NetMask 的结果,NetworkNumber 是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224 作NetMask 结果便有所不同
192.10.10.193- -11000000.00001010.00001010.10000000
255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000
192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.10000000
此时NetworkNumber 变成了192.10.10.192,这便是Sub net。

那要如何决定所使用的NetMask,255.255.255.224 以二进位表示法为11111111.11111111.11111111.1110000变化是在最後一组,11100000便是224,以三个Bit可表示2 的3次方便是8个NetworkNumber
NetMask二进位表示法可分几个Network
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000 1
255.255.255.128
11111111.11111111.11111111.10000000 2
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000 4
255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000 8
255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.11110000 16
255.255.255.248
11111111.11111111.11111111.11111000 32 255.255.255.252
11111111.11111111.11111111.11111100 64
以下使用255.255.255.224 将 C Class203.67.10.0 分成8 组NetworkNumber,各个NetworkNumber 及其BroadcastIPAddress 及可使用之IPAddress 序号NetworkNumberBroadcast 可使用之IPAddress
(1)203.67.10.0--203.67.10.31
203.67.10.1--203.67.10.30
(2)203.67.10.32--203.67.10.63
203.67.10.33--203.67.10.62
(3)203.67.10.64--203.67.10.95
203.67.10.65--203.67.10.94
(4)203.67.10.96--203.67.10.127
203.67.10.97--203.67.10.126
(5)203.67.10.128--203.67.10.159
203.67.10.129--203.67.10.158
(6)203.67.10.160--203.67.10.191
203.67.10.161--203.67.10.190
(7)203.67.10.192--203.67.10.223
203.67.10.193- -203.67.10.222
(8)203.67.10.224--203.67.10.255
203.67.10.225--203.67.10.254
可验证所使用的IPAddress是否如上表所示
203.67.10.115--11001011.01000011.00001010.01110011
255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000
203.67.10.96--11001011.01000011.00001010.01100000
203.67.10.55--11001011.01000011.00001010.00110111
255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000
203.67.10.32--11001011.01000011.00001010.00100000
其他的NetMask所分成的NetworkNumber可自行以上述方法自行推演出来。

2. Sub net的应用
使用Sub net是要解决只有一组CClass但需要数个NetworkNumber的问题，并不是解决IPAddress不够用的问题，因为使用Sub net反而能使用的IPAddress会变少,Sub net通常是使用在跨地域的网络互联之中，两者之间使用Router连线侗时也上In ternet，但只申请到一组CCIassIPAddress,过Router又需不同的Network,所以此时就必须使用到Sub net,当然二网络间也可以RemoteBridge连接，那便没有使用Sub net的问题。

课堂总结：
本次课主要讲解路由器的路由机制，介绍了路由器在处理数据包的过程当中具体的操作原理，要求大家理解掌握路由协议和算法等相关内容，为今后学习掌握静态或动态路由配置打下坚实理论基础。