【正文】 (14410010000)的頭兩位 ( 10 ) 為子網(wǎng)號。顯然， C 之網(wǎng)絡(luò)號不同 故 ：選擇 C。 D: 。 B: 。 D: 。 B: 。 ? IP地址和子網(wǎng)掩碼的例子 例 1： IP地址為 址和主機地址各是什么？ 解：網(wǎng)絡(luò)地址 = 主機地址 =34 理由：上述 IP地址為 C類。 子網(wǎng)劃分前后 IP地址結(jié)構(gòu)： 網(wǎng)絡(luò)位 主機位 網(wǎng)絡(luò)位 子網(wǎng)位 主機位 ? 子網(wǎng)掩碼及其表示 IP協(xié)議規(guī)定： 每一個使用 子網(wǎng)的網(wǎng)點都選擇32bit的位模式，若位模式中的某位置 “ 1”，則對應(yīng) IP地址的某位為網(wǎng)絡(luò)地址（包括網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號）中的一位；若位模式中的某位置 “ 0”，則對應(yīng) IP地址的某位為主機地址中的一位。 ? 劃分子網(wǎng)的好處： 1)充分利用 IP地址 2)方便管理，網(wǎng)絡(luò)管理者有時需要分割網(wǎng)絡(luò) ,尤 其是大型網(wǎng)絡(luò)，使其成為較小的網(wǎng)絡(luò)，減小廣 播域 . ? 子網(wǎng)地址 思路： 從 IP地址的 Host ID中借若干位表示子網(wǎng)號。 每個主機都需要一個子網(wǎng)掩碼。 通過掩碼可以把 IP地址中的主機號再分為兩部分：子網(wǎng)號和主機號。 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng) 掩碼是一個與 IP地址對應(yīng)的 32位數(shù)字。經(jīng)過多個路 由器的轉(zhuǎn)發(fā)后， 則該數(shù)據(jù)報可以到達所有登記到該組的主機處。服務(wù)器在發(fā)送數(shù)據(jù)時，只需發(fā)送一份 數(shù)據(jù)報文，該報文的目的地址為相應(yīng)的組播地址。每個 要求參與組播接收的主機使用 IGMP 協(xié)議，主動登記到希望 加入的組中去。 組播地址主要用于： 電視會議、視頻點播等應(yīng)用 。 與廣播地址相似之處是： 都只能作為 IP報文的目 的地址，表示該報文的一組接收者，而不能把它分 配給某臺具體的主機。 它們是： A類： B類： C類： ? D類和 E類地址 ? D類地址是組播地址 (multicast)，范圍為： – ， 其間每個 IP地址，實際上代表一組特定的主機。 以上地址從來不分配給任何一個單個的主機 。 IP協(xié)議規(guī)定： 當(dāng)任何程序用回送地址作為目的地址時 ， 計 算機上的協(xié)議軟件不會把該數(shù)據(jù)報向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送 ， 而是把數(shù)據(jù) 直接返回給本主機 。 ? 任何一個以數(shù)字 127開頭的 IP地址 ()都叫做回送地址 (loopback address)。例如， 就是一個典型的 C類網(wǎng)絡(luò)地址。例如 網(wǎng)絡(luò)號 主機號 0 A類地址 E類地址 D類地址 C類地址 B類地址 1 0 網(wǎng)絡(luò)號 0 7 8 31 15 16 23 24 主機號 1 1 0 網(wǎng)絡(luò)號 主機號 1 1 0 1 1 1 0 1 1 組播地址 保留 IP地址格式 ? A、 B、 C三類地址的網(wǎng)絡(luò)數(shù)和主機數(shù) 根據(jù)首字節(jié)的取值可以判斷 IP地址的類別。 ? IP地址分類： 分為 5類 ， 見下圖 。 IP協(xié)議 (3) IP 地址 ? IP地址結(jié)構(gòu)： 是一種層次型地址結(jié)構(gòu) 。 IP協(xié)議根據(jù) IP報文頭中的標(biāo) 識符字段的值來確定哪些分段屬于同一個原始報文，根據(jù)分 段偏移來確定分段在原始報文中的位置。 否則，如果分 段偏移不為 0，或者 MF標(biāo)志位為 1，則表明它是一個分段。 在目的端收到一個 IP報文時，可以根據(jù)其分段偏移和 MF 標(biāo)志位來判斷它是否是一個分段。而 且該報文頭和原來的 IP報文頭非常相似， 除了 MF標(biāo)志位、分 段偏移、校驗和，等幾個字段外，其它內(nèi)容完全一樣。 圖 614(b)是一個包含有 1400字節(jié)數(shù)據(jù)的 IP報文，在經(jīng)過 圖 614(a)所示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中路由器 R1后，該報文的分段情況。 在進行分段時，每個數(shù)據(jù)片的長度依照物理網(wǎng)絡(luò)的 MTU而 確定。 以太網(wǎng)的 MTU都是 1500，但是中間的 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的 MTU為 620個字 節(jié)。 B MTU = 1500 MTU = 1500 (a)多個擁有不同 MTU值的網(wǎng)絡(luò) A R1 R2 網(wǎng)絡(luò) 1 網(wǎng)絡(luò) 2 網(wǎng)絡(luò) 3 MTU=620 IP報文頭 數(shù)據(jù) (1400B) 分段 1的頭 (偏移為 0) 數(shù)據(jù)片 1 (600B) 分段 2的頭 (偏移為 600) 分段 3的頭 (偏移為 1200) 數(shù)據(jù)片 3 (200B) 原始 IP報文 分段 1 分段 2 分段 3 圖 614 IP數(shù)據(jù)包的分段和重組 0 20B 數(shù)據(jù)片 2 (600B) 圖 614給出了一個對 IP報文進行分段的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境示例。 如果路由器從某個網(wǎng)絡(luò)接口收到了一個 IP報文，要向另外一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，而該網(wǎng)絡(luò)的MTU比 IP報文長度要小，那么就要把該 IP報文分成多個小IP分段后再分別發(fā)送。 每個小的報文稱為一個分段 (fragmentation)。 IP協(xié)議在發(fā)送 IP報文時，一般選擇一個合適的初始長度 。 為能把一個 IP報文放在不同的物理幀中，最大 IP報文的長度就只能等于這條路徑上所有物理網(wǎng)絡(luò)的 MTU的最小值。我們把這個上限稱為物理網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸單元 MTU(Maximum Transfer Unit)。而實際的物理網(wǎng)絡(luò)所支持的最大幀長各不相同。在 IP協(xié)議中可以有如下表中所示的一些IP選項類型： IP報文頭中的可選項 安全選項 (Security) 表示該 IP數(shù)據(jù)報的保密級別 嚴(yán)格源選徑 (Strict Source Routing) 給出完整的路徑表 松散源選徑 (Loose Source Routing) 給出該報文在傳輸過程中必須要 經(jīng)歷的路由器的地址 路由記錄 (Record Route) 讓途經(jīng)的每個路由器在 IP報文中 記錄其 IP地址 時間戳 (Timestamp) 讓途經(jīng)的每個路由器在 IP報文 中記錄其 IP地址及時間值 IP數(shù)據(jù)報的封裝、分段與重組 IP報文要交給數(shù)據(jù)鏈路層，封裝成幀之后才能發(fā)送。每個選項第 1個字節(jié)為標(biāo)識符，標(biāo)識該選項的類型。 ? 源和目的地址 (Source/Destination IP Address)：源端地址和目的地址，分別表示該報文的發(fā)送者及接收者。有關(guān)的其他協(xié)議及其對應(yīng)的編號請參見 RFC1700。 常見的上層協(xié)議包括 TCP， UDP， ICMP， IGMP等。 TTL的初始值由源主機設(shè)置(通常為 32或 64)，一旦經(jīng)過一個處理它的路由器，它的值就減去 1。 分組段偏移標(biāo)明當(dāng)前分組段在初始數(shù)據(jù)報中的位置， 接收端按偏移重組 IP數(shù)據(jù)報。 MF標(biāo)志位置為 0時，說明該分段是原報文的最后一個分段。每個比特的意義如下： 比特 0 (MF位 )， 最終分段標(biāo)志 (More Fragment) 比特 1 (DF位 )， 禁止分段標(biāo)志 (Don’t Fragment) 比特 2， 未用 當(dāng) DF位被置為 1，則該報文不能被分段 。 標(biāo)識符的分配絕不能重復(fù)， IP協(xié)議每發(fā)送一個 IP報文，則要把該標(biāo)識符的值加 1，作為下個報文的標(biāo)識符。 總長度字段占用 16位，所以 IP數(shù)據(jù)報最長可達 64K字節(jié)。 該參數(shù)不具有強制性。 D是延遲， T是吞吐率，而 R表示可靠性。用 0表示一般優(yōu)先級，而 7表示網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)先級， 即值越大，表示優(yōu)先級越高。其結(jié)構(gòu)如下圖。普通 I P數(shù)據(jù)報 (沒有任何選擇項 )字段的值是 5 (20字節(jié) ) ? 服務(wù)類型 (TOS, Type of Service)： 規(guī)定了對于本數(shù)據(jù)報的處理方式。 ? 分組頭長 (IHL, Inter Header Length)： 表示分組頭部長度。 IP協(xié)議的內(nèi)容包括： 基本傳輸單元的格式 ， 也就是 IP報 文的類型與定義 、 IP報文的地址以及分配方法 、 IP報文的路 由轉(zhuǎn)發(fā)以及 IP報文的分段與重組 。 對此 ， IP協(xié)議僅具有有限的錯誤報告功能 ， 它調(diào)用 ICMP協(xié)議來實現(xiàn)差錯報告 。 IP協(xié)議提供的是一種無連接的 、 不可靠的 、 盡力發(fā)送的 服務(wù) ， 把數(shù)據(jù)從源端發(fā)送到目的端 。 IP協(xié)議 (2) IP分組格式及說明 IP是網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議 (Inter Protocol)的簡稱 。因為傳輸層是端到端的，所以 TCP/IP 的可靠性被稱為端到端可靠性。 IP屏蔽下層網(wǎng)絡(luò)向上提供統(tǒng)一的 IP報文 圖 611 IP層對數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一 ? IP層的特點和地位 ? TCP/IP的可靠性思想 ? 在 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中， IP采用無連接的數(shù)據(jù)報機制，對數(shù)據(jù)進行 “盡力傳遞” ，即只管將報文盡力傳送到目的主機，無論傳輸正確與否，不做驗證，不發(fā)確認(rèn)，也不保證報文的順序。IP 層是 TCP/IP實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)最關(guān)鍵的一層。 IP向上層 (主要是 TCP層 )提供統(tǒng)一的 IP報文，使得各種網(wǎng)絡(luò)幀或報文格式的差異性對高層協(xié)議不復(fù)存在。 應(yīng)用層 傳輸層 互連網(wǎng)層 網(wǎng)絡(luò)接口層 圖 610 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的分用 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 TCP UDP IGMP ICMP IP ARP RARP 以太網(wǎng)驅(qū)動程序 根據(jù) TCP/UDP首部端口號進行分用 根據(jù) IP首部協(xié)議值進行分用 根據(jù)以太網(wǎng)首部幀類型進行分用 進入的幀 ? IP層的特點和地位 ? IP層的特點 ? IP層作為通信子網(wǎng)的最高層， 提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸機制， IP協(xié)議并不能保證 IP報文傳遞的可靠性； ? IP 是點到點的。它允許遠(yuǎn)程用戶通過撥號方式接入局域網(wǎng) IP協(xié)議 (1) 認(rèn)識 TCP/IP協(xié)議 ? TCP/IP稱為傳輸控制協(xié)議 /網(wǎng)際協(xié)議； ? TCP/IP是一個協(xié)議族。 ? 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)： 通過這種網(wǎng)關(guān)，運行不同協(xié)議或運行于 OSI 模型不同層上的局域網(wǎng)網(wǎng)段間可以相互通信。 ? IBM 主機網(wǎng)關(guān)： 通過這種網(wǎng)關(guān)，可以在一臺個人計算機與 IBM 大型機之間建立和管理通信。網(wǎng)關(guān)必須同應(yīng)用通信，建立和管理會話，傳輸已經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)，并解析邏輯和物理地址數(shù)據(jù)。 ? 網(wǎng)關(guān)實際上 通過重新封裝信息以使它們能被另一個系統(tǒng)讀取。 ? 網(wǎng)關(guān)不能完全歸為一種網(wǎng)絡(luò)硬件。 ? BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 )： 為 IP 、 IPX 和 AppleTalk而設(shè)計，應(yīng)用于因特網(wǎng)主干網(wǎng)。 ? OSPF： 為 IP設(shè)計，能與 RIP 在同一網(wǎng)絡(luò)中共存。例如，因特網(wǎng)就是依靠遍布全世界的幾百萬臺路由器連接起來的 ? 路由器 ? 典型的路由器內(nèi)部都帶有自己的 處理器、內(nèi)存、電源 以及為各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接器而準(zhǔn)備的 輸入輸出插座 ? 路由器完成的基本任務(wù) ? 連接不同的網(wǎng)絡(luò)、解析第三層信息、連接從 A 點到 B 點的最優(yōu)數(shù)據(jù)傳輸路徑 ? 在主路徑中斷后可以通過其他可用路徑重新路由 ? 路由器 ? 為了執(zhí)行這些基本的任務(wù)， 路由器應(yīng)具有以下的功能 ? 過濾出廣播信息以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞； ? 通過設(shè)定隔離和安全參數(shù)，禁止某種數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)； ? 支持本地和遠(yuǎn)程同時連接； ? 利用電源或網(wǎng)絡(luò)接口卡等冗余設(shè)備提供容錯能力； ? 監(jiān)視數(shù)據(jù)傳輸，并向管理信息庫報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)； ? 診斷內(nèi)部或其他連接問題并觸發(fā)報警信號。例如，很典型的就是它們不能在以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)間傳輸數(shù)據(jù)，不能打包協(xié)議，也不能優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸 ? 換言之，如