因特网的网际协议.ppt

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1、6.2 因特网的网际协议 IP网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。与 IP 协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol)逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)因特网控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)因特网组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)网际协议 IP 及其配套协议 各种应用层协议 网络接口层(TELNET,FTP,SMTP

2、等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网际层IGMP6.2.1 分类的 IP 地址1.IP 地址及其表示方法 我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的 32 bit 的标识符。IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配 IP 地址的编址方法 分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。子网的划分。这是对最基本的编

3、址方法的改进，其标准RFC 950在 1985 年通过。构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。分类 IP 地址 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。两级的 IP 地址可以记为：IP 地址:=,(6-1):=代表“定义为”net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1

4、host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址

5、中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的

6、网络号字段 net-id 为 3 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类

7、地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节net-id24 bithost-id2

8、4 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001D 类地址是多播地址 net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使

9、 用1 1 1 1 001E 类地址保留为今后使用 点分十进制记法 10000000000010110000001100011111 机器中存放的 IP 地址是 32 bit 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.31 128 11 3 31 将每 8 bit 的二进制数转换为十进制数2.常用的三种类别的 IP 地址 IP 地址的使用范围 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126(2

10、7 2)1 126 16,777,214 B 16,384(214)128.0 191.255 65,534 C 2,097,152(221)192.0.0 223.255.255 254IP 地址的一些重要特点(1)IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。网络地址和网络标识网络地址和网络标识计算机借助

11、于什么手段判断源和目标主机是否在计算机借助于什么手段判断源和目标主机是否在同一个网络中，从而决定是否要进行路径的选择同一个网络中，从而决定是否要进行路径的选择？-IP地址的网络部分（网络号）地址的网络部分（网络号）网络号网络号 -主机部分为全主机部分为全“0”的的IP地址保留作为网络的地址保留作为网络的标识即网络号。标识即网络号。只有在同一个网络内的主机才能进行相互间的直只有在同一个网络内的主机才能进行相互间的直接通信接通信 -具有相同的网络号具有相同的网络号.三类基本网络的网络号举例三类基本网络的网络号举例113.0.0.0-A 类网络号类网络号 176.10.0.0-B类网络号类网络号20

12、2.32.66.0-C类网络号类网络号广播地址广播地址Question:当源要向某一个网络中的所有机器发送数当源要向某一个网络中的所有机器发送数据时，如何处理？据时，如何处理？Answer:使用网络广播地址使用网络广播地址IP地址的主机部分以全地址的主机部分以全“1”表示的表示的IP地址被用地址被用作广播地址作广播地址举例举例:170.22.255.255（向一个向一个B类网络进行广播）类网络进行广播）210.33.36.255（向一个向一个C类网络进行广播）类网络进行广播）网络地址网络地址IP地址的主机部分以全地址的主机部分以全“0”表示的表示的IP地地址被用作网络地址址被用作网络地址举例举

13、例:170.22.0.0 210.33.36.0特殊的特殊的IP地址及其作用地址及其作用 专有（私有）地址专有（私有）地址私有地址一般用于与因特网隔离的网络中。这些私有地址一般用于与因特网隔离的网络中。这些网络中的主机若要连入外部的因特网必须采用代网络中的主机若要连入外部的因特网必须采用代理或网络地址翻译理或网络地址翻译(NAT)的功能。的功能。注意：所有私有地址均不能被路由到外部的因特注意：所有私有地址均不能被路由到外部的因特网上。网上。Question/Answer(1)Question 机器如何获知源或目标机器所在的网络号机器如何获知源或目标机器所在的网络号？如何从给定的如何从给定的IP

14、地址中分离出网络号和主地址中分离出网络号和主机号？机号？Answer 子网掩码（子网掩码（Subnet Mask)子网掩码（子网掩码（Subnet Mask)子网掩码子网掩码(subnet masking)的功能是告知主机的功能是告知主机或路由设备，地址的哪一部分是包括子网的网或路由设备，地址的哪一部分是包括子网的网络号部分，哪一部分是主机号部分。络号部分，哪一部分是主机号部分。子网掩码使用与子网掩码使用与IP地址相同的编址格式，即地址相同的编址格式，即4 个个8位组的位组的32位长格式。位长格式。在子网掩码中，网络部分和子网络部分对应的在子网掩码中，网络部分和子网络部分对应的位全为位全为“1

15、”，主机部分对应的位全为，主机部分对应的位全为“0”。通过将子网掩码与通过将子网掩码与IP地址进行地址进行“与与”操作，可操作，可提供所给定的提供所给定的IP地址所属的网络号（包括子网地址所属的网络号（包括子网络号）。络号）。三类三类IP网络的子网掩码网络的子网掩码Class A:11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0Class B:11111111.11111111.000000000.00000000 255.255.0.0Class C:11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0I

16、P地址的规划地址的规划通常通常IPIP地址规划要参照下面步骤进行地址规划要参照下面步骤进行：分析网络规模，包括相对独立的网段数量和分析网络规模，包括相对独立的网段数量和每个网段中可能拥有的最大主机数每个网段中可能拥有的最大主机数 确定使用公用地址还是私有地址，并根据网确定使用公用地址还是私有地址，并根据网络规模确定所需要的网络号类别络规模确定所需要的网络号类别 若采用公有地址还需要向网络信息中心若采用公有地址还需要向网络信息中心(Network Information Center,NIC)Network Information Center,NIC)提出提出申请并获得地址使用权；申请并获得地

17、址使用权；IP地址的分配地址的分配IPIP地址和分配可以采用静态分配和地址和分配可以采用静态分配和动态分配两种方式动态分配两种方式 静静态态分配是指由网分配是指由网络络管理管理员为员为用用户户指指定一个固定不定一个固定不变变的的IPIP地址并手工配置地址并手工配置到主机上到主机上 动态分配则通常以客户机动态分配则通常以客户机-服务器模式服务器模式通过动态主机控制协议通过动态主机控制协议(dynamic dynamic host control protocolhost control protocol，简称简称DHCP)DHCP)来实现来实现 从一个 IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机

18、所连接的网络是否进行了子网的划分。使用子网掩码(subnet mask)可以很方便地找出 IP 地址中的子网部分。2.子网掩码IP 地址的各字段和子网掩码 网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 地址网络号net-idhost-id三级 IP 地址主机号subnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分因特网部分本地部分划分子网时的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 0(IP 地址)AND(子网掩码)=网络地址网络号 net-id主机

19、号 host-id两级 IP 地址网络号三级 IP 地址主机号net-idhost-idsubnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分因特网部分本地部分划分子网时的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 0ANDnet-idnet-idhost-id 为全 0net-id网络地址A类地址默认子网掩码255.0.0.0网络地址B类地址默认子网掩码255.255.0.0网络地址C类地址默认子网掩码255.255.255.01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0host-id 为全 0host-id 为全 0A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码