第四章網(wǎng)絡(luò)互連與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(編輯修改稿)
2025-06-13 23:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù) 用 232n求得 ? 網(wǎng)絡(luò)地址 一塊 IP 地址的第一個(gè)地址比較特殊，稱(chēng)作網(wǎng)絡(luò)地址 ， 定義該組織機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò) 。起始地址通常不分配給任何設(shè)備；它用做向世界其他部分表示該組織的網(wǎng)絡(luò)地址。（畫(huà)圖說(shuō)明） 。 ? 已知 IP 地址可求出它所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址（求 起始地址） ? 作用 網(wǎng)路地址相同的計(jì)算機(jī)處于同一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)。路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址路由分組。 ? 地址的層次結(jié)構(gòu) ? 兩層地址結(jié)構(gòu) ，而最右邊的 32n 位定義連接到網(wǎng)絡(luò)的特定主機(jī)（計(jì)算機(jī)或路由器）。這兩部分的常用術(shù)語(yǔ)是：定義網(wǎng)絡(luò)部分的稱(chēng)為前綴 （號(hào)） ，定義主機(jī)部分的 稱(chēng)后綴 （號(hào)） 。 在同一網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)其網(wǎng)絡(luò)前綴相同。 ? 三級(jí)層次結(jié)構(gòu) :子網(wǎng)化 一個(gè)組織機(jī)構(gòu)被指派一大塊地址，他想要分成幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)（稱(chēng)為子網(wǎng)） ，劃分不同的子網(wǎng)的地址。世界的其余部分仍將該組織看做一個(gè)實(shí)體，但其內(nèi)部有幾個(gè)子網(wǎng)。 例 ：某機(jī)構(gòu)，分配的 IP 地址塊為 ，包括 64 個(gè)地址。該機(jī)構(gòu)有 3 個(gè)部門(mén)，需要將該塊地址劃分為 32,16,16 個(gè)地址的子塊。 先 求掩碼 ： 1. 第一個(gè)子網(wǎng)的掩碼為 n1，則 232n1=32， n1=27； 2. 第二個(gè)子網(wǎng)的掩碼為 n2，則 232n2=16， n1=28； 3. 第三個(gè)子網(wǎng)的掩碼為 n3，則 232n3=16， n1=28； IP 地址配置： 子網(wǎng) 前 26 位 第 27 位 第 28 位 子網(wǎng)地址 子網(wǎng) 1 00010001 00001100 00001110 00 0 * 子網(wǎng) 2 00010001 00001100 00001110 00 1 0 子網(wǎng) 3 00010001 00001100 00001110 00 1 1 整個(gè)機(jī)構(gòu)的掩碼為 26，即前 26 位為網(wǎng)絡(luò)前綴（號(hào)），子網(wǎng) 1，藍(lán)色的 1 位為子網(wǎng)前綴（號(hào)）；子網(wǎng) 2 和 3，藍(lán)色的兩位為子網(wǎng)前綴（號(hào)）。 ? 多級(jí)層次結(jié)構(gòu) 無(wú)類(lèi)尋址 結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制層次結(jié)構(gòu)的級(jí)數(shù)，一個(gè)組織機(jī)構(gòu)可以將已給的地址塊劃分為子塊。每個(gè)子塊可以次再劃分為更小的子塊等。 在因特網(wǎng)上地址的分配也是逐級(jí)進(jìn)行的。因特網(wǎng)名字與地址指派公司 ICANN（ Inter Corporation for Assigned Names and Addresses）是地址分配的最高權(quán)力機(jī)構(gòu)。由他將達(dá)的地址塊分給ISP。每一個(gè) ISP 將分得的大塊地址分成若干個(gè)小塊，再把這些小塊地址分給他的客戶(hù)。反過(guò)來(lái)， ISP 先把用戶(hù)需求的地址，逐級(jí)從很小的塊聚集成較大的塊，再將若干較大的塊聚集成更大的塊，最后聚集成一大塊，并從 ICANN 哪里 獲得這個(gè)大塊地址。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為地址會(huì)聚（ address aggregation）。 例題 ： 一個(gè) ISP 分得一塊地址 。 ISP 要把這塊地址分給 3 組客戶(hù)，要求如下： a， 第 1 組有 64 個(gè)客戶(hù)，每個(gè)客戶(hù)需要 256 個(gè)地址。 b， 第 2 組有 128 個(gè)客戶(hù)，每個(gè)客戶(hù)需要 128 個(gè)地址。 c， 第 3 組有 128 個(gè)客戶(hù)，每個(gè)客戶(hù)需要 64 個(gè)地址。 設(shè)計(jì)各個(gè)子塊，并計(jì)算出還有多少剩余的地址？ 解： 第 1 組 每一客戶(hù)需要 256 地址，主機(jī)部分為 8 比特，前綴應(yīng)為 328=24 比特?？傻?64 個(gè)客戶(hù)的地址范圍為 客戶(hù) 1： 客戶(hù) 2： 。 客戶(hù) 64： 地址總數(shù) =64*256=16384 第 2 組 每一客戶(hù)需要 128 個(gè)地址，主機(jī)部分占用 7 比特，前綴為 25 比特。得 128 個(gè)客戶(hù)的地址范圍為 客戶(hù) 1： 客戶(hù) 2： 。 客戶(hù) 128： 地址總數(shù) = 128*128 = 16384 第 3 組： 每一客戶(hù)需要 64 個(gè)地址，用 6 比特表示主機(jī)，用 26 比特表示前綴，得到 128 個(gè)客戶(hù)地址范圍為： 客戶(hù) 1： 客戶(hù) 2： 。 客戶(hù) 128： 地址總數(shù) = 128*64 = 8192 ISP 獲得的地址總數(shù)： 65536 已分配地址總數(shù)： 40960 尚未分配的地址數(shù)： 24576 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（ IP 協(xié)議） 在 inter 模型中，主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是 IP協(xié)議。 IP地址用來(lái)標(biāo)識(shí)接入因特網(wǎng)的設(shè)備（計(jì)算機(jī)，路由器等）。有了 IP 地址， IP協(xié)議才能夠把分組從一個(gè)地方送往另外一個(gè)地方。 IP協(xié)議是 TCP/IP 協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。功能是管理和控制 IP分組的交付。即，一個(gè)分組由源主機(jī)交 付給目的主機(jī)的任務(wù)由 IP協(xié)議來(lái)完成。 IPv4 協(xié)議 ? IPv4 協(xié)議在 TCP/IP 協(xié)議棧中的位置 當(dāng)前因特網(wǎng)正使用者的協(xié)議棧，是因特網(wǎng)全部協(xié)議的總稱(chēng)。 IPv4 位于網(wǎng)絡(luò)層，為上一層傳輸層提供服務(wù)。它使用下面的網(wǎng)絡(luò)接口層（數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的集合）提供的服務(wù)。嚴(yán)格說(shuō)， TCP/IP 是一個(gè) 4 層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型。每一層都有很多協(xié)議，在圖中用小方框表示，框內(nèi)是協(xié)議名，都是英文縮寫(xiě)詞。網(wǎng)絡(luò)層的 IPv4 是 IP協(xié)議，傳輸層的 TCP 協(xié)議稱(chēng)為傳輸控制協(xié)議。他們分別是 網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的單個(gè)協(xié)議，但是當(dāng)我們提到 TCP/IP 時(shí)，指的是整個(gè)的協(xié)議棧。用這兩個(gè)協(xié)議的名字稱(chēng)呼整個(gè)協(xié)議棧，也說(shuō)明了這兩個(gè)協(xié)議的重要性。網(wǎng)絡(luò)層除了 IPv4 之外，還有 IGMP， ICMP， ARP， RARP。 IPv4 協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層的核心協(xié)議。 ? IPv4 的特點(diǎn) ? IPv4 是無(wú)連接的、不可靠的協(xié)議。 IPv4 是數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)盡最大努力有效地傳送分組，但不保證可靠傳送。 ? IPv4 不提供差錯(cuò)控制和流量控制。 ? 如果要求可靠傳送，則 IPv4 必須與 TCP 配合。傳輸層協(xié)議是運(yùn)行在用戶(hù)主機(jī)上的程序，是獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的，保證主機(jī)進(jìn)程到另一主機(jī)進(jìn)程的可靠通信。 ? IPv4 數(shù)據(jù)報(bào) ? 組成 IPv4 數(shù)據(jù)報(bào)又稱(chēng) IP 包，包括兩部分：協(xié)議頭（首部）和可變長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。總的長(zhǎng)度在 20~65536 字節(jié)之間。 IP 分組沒(méi)有尾部。 IP 協(xié)議頭：包括 20 個(gè)字節(jié)的必備部分和最長(zhǎng)為 40 個(gè)字節(jié)的選項(xiàng)部分。 20 個(gè)字節(jié)的頭用 32比特的 5 個(gè)長(zhǎng)字表示， ? IP 協(xié)議頭各字段作用 ? 版本號(hào) VER， 4 比特。定義了 IPv4 的協(xié)議版本?，F(xiàn)在的版本號(hào)是 4。將來(lái) IPv6 可能完全取代 IPv4。這四位告訴協(xié)議處理進(jìn)程數(shù)據(jù)報(bào)的版本
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