【正文】 RP 高速緩存 (ARP cache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B . R1 . R3 R2 . LAN3 N3 N2 . . . N1 LAN2 LAN1 互聯(lián)網(wǎng) 路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。 IP 地址的一些重要特點(diǎn) (3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò) ， 因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號 id。 ? 兩級的 IP 地址可以記為： IP 地址 ::= { 網(wǎng)絡(luò)號 , 主機(jī)號 } (41) ::= 代表“ 定義為 ” id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 A 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 id 為 1 字節(jié) id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 B 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 id 為 2 字節(jié) id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 C 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 id 為 3 字節(jié) id 24 bit hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 A 類地址的主機(jī)號字段 hostid 為 3 字節(jié) id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 B 類地址的主機(jī)號字段 hostid 為 2 字節(jié) id 24 位 hostid 24 位 id 16 位 id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 C 類地址的主機(jī)號字段 hostid 為 1 字節(jié) id 24 位 hostid 24 位 id 16 bit id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 D 類地址是多播地址 id 24 位 hostid 24 位 id 16 bit id 8 位 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0 A 類地址 hostid 16 位 B 類地址 C 類地址 0 1 1 hostid 8 位 D 類地址 1 1 1 0 多 播 地 址 E 類地址 保 留 為 今 后 使 用 1 1 1 1 0 1 E 類地址保留為今后使用 點(diǎn)分十進(jìn)制記法 10000000000010110000001100011111 機(jī)器中存放的 IP 地址 是 32 位 二進(jìn)制代碼 10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 位插入一個(gè)空格 能夠提高可讀性 采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法 則進(jìn)一步提高可讀性 128 11 3 31 將每 8 位的二進(jìn)制數(shù) 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 2. 常用的三種類別的 IP 地址 * IP 地址的使用范圍 網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個(gè) 最后一個(gè) 每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 類別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號 網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)數(shù) A 126 (27 – 2) 1 126 16,777,214 B 16,383(214 ? 1) 65,534 C 2,097,151 (221 ? 1) 254 IP 地址的一些重要特點(diǎn) (1) IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu) 。 ? IP 地址現(xiàn)在由 因特網(wǎng)名字與號碼指派公司ICANN (Inter Corporation for Assigned Names and Numbers)進(jìn)行分配 IP 地址的編址方法 ? 分類的 IP 地址 。 ? 互聯(lián)網(wǎng)都是指用路由器進(jìn)行互連的網(wǎng)絡(luò)。與 IP 協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議： ? 地址解析協(xié)議 ARP (Address Resolution Protocol) ? 逆地址解析協(xié)議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) ? 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Inter Control Message Protocol) ? 網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP (Inter Group Management Protocol) 網(wǎng)際層的 IP 協(xié)議及配套協(xié)議 各種應(yīng)用層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)接口層 (HTTP, FTP, SMTP 等 ) 物理硬件 運(yùn)輸層 TCP, UDP 應(yīng)用層 ICMP IP RARP ARP 與各種網(wǎng)絡(luò)接口 網(wǎng)絡(luò)層 （網(wǎng)際層） IGMP 虛擬互連網(wǎng)絡(luò) ? 互連在一起的網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行通信，會遇到許多問題需要解決，如： – 不同的尋址方案 – 不同的最大分組長度 – 不同的網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制 – 不同的超時(shí)控制 – 不同的差錯(cuò)恢復(fù)方法 – 不同的狀態(tài)報(bào)告方法 – 不同的路由選擇技術(shù) – 不同的用戶接入控制 – 不同的服務(wù)（面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)） – 不同的管理與控制方式 網(wǎng)絡(luò)互相連接起來 要使用一些中間設(shè)備 ? 中間設(shè)備 又稱為 中間系統(tǒng) 或 中繼 (relay)系統(tǒng)。每一個(gè)分組（即 IP 數(shù)據(jù)報(bào)）獨(dú)立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進(jìn)行編號）。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第 5 版） 第 4 章 網(wǎng)絡(luò)層 授課人：王鑫 第 4 章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù) 網(wǎng)際協(xié)議 IP 虛擬互連網(wǎng)絡(luò) 分類的 IP 地址 IP 地址與硬件地址 地址解析協(xié)議 ARP 與逆地址解析協(xié)議 RARP IP 數(shù)據(jù)報(bào)的格式 IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 第 4 章 網(wǎng)絡(luò)層（續(xù)） 劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng) 劃分子網(wǎng) 使用子網(wǎng)時(shí)分組轉(zhuǎn)發(fā) 無分類編址 CIDR（構(gòu)造超網(wǎng)） 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP ICMP 報(bào)文的種類 ICMP 的應(yīng)用舉例 因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議 有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 RIP 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPF 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP 第 4 章 網(wǎng)絡(luò)層（續(xù)） 路由器的構(gòu)成 IP 多播 IP 多播的基本概念 在局域網(wǎng)上進(jìn)行硬件多播 因特網(wǎng)組管理協(xié)議 IGMP 和多播路由選 擇協(xié)議 虛擬專用網(wǎng) VPN 和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT 虛擬專用網(wǎng) VPN 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT 本章最重要的內(nèi)容 (1) 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的概念 (2) IP 地址與物理地址的關(guān)系 (3) 傳統(tǒng)的分類的 IP 地址（包括子網(wǎng)掩碼）和無分類域間路由選擇 CIDR (4) 路由選擇協(xié)議的工作原理 網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù) ? 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)該向運(yùn)輸層提供怎樣的服務(wù)（“面向連接”還是“無連接”）曾引起了長期的爭論。 ? 網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時(shí)不需要先建立連接。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) * 應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 H1 H2 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 丟失 H1 發(fā)送給 H2 的分組可能沿著不同路徑傳送 虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對比 對比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 思路 可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證 可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來保證 連接的建立 必須有 不需要 終點(diǎn)地址 僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號 每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址 分組的轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí) 所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作 出故障的結(jié)點(diǎn)可能會丟失分組，一些路由可能會發(fā)生變化 分組的順序 總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn) 到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序 端到端的差錯(cuò)處理和流量控制 可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé) 由用戶主機(jī)負(fù)責(zé) 網(wǎng)際協(xié)議 IP ? 網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。 ? 網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少。 IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī) （ 或路由器 ） 分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的 32 位的標(biāo)識符 。 分類 IP 地址 ? 每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成 ，其中一個(gè)字段是 網(wǎng)絡(luò)號 id， 它標(biāo)志主機(jī) （ 或路由器 ） 所連接到的網(wǎng)絡(luò) ， 而另一個(gè)字段則是 主機(jī)號 hostid， 它標(biāo)志該主機(jī)（ 或路由器 ） 。 ? 由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò) （ 這樣它