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1、,第四章 IP协议、子网、超网,主要内容,4.1 Internet网络互连协议IP 4.2 划分子网络 4.3 构成超网,4.1 因特网的网际协议IP,地址解析协议ARP逆地址解析协议RARP因特网控制报文协议ICMP因特网组管理协议IGMP,ARP和RARP画在最下面，因为IP经常使用这两协议。 ICMP和IGMP画在网际层上部，因为它们要使用IP协议。,IP协议是TCP/IP体系中两个最主要协议之一。 与IP协议配套使用还有4个协议：,一、分类的IP地址,1. IP地址及其表示方法,IP地址定义 IP地址就是给每个连接在因特网上的主机分配一个在全世界唯一的32bit的标识符，从而使我们可以
2、在因特网上很方便的进行寻址。IP地址编址方法共经历三阶段：,分类的IP地址。子网的划分。构成超网。,IP地址的构成 每个地址占4字节(32bit)，定义2个固定长度字段：一个字段是netid(网络号)，标志主机(路由器)连接网络；另一个字段是hostid(主机号)，标志该主机(路由器) 。,IP地址构成,Internet的IP地址分为分为5类：AE类。,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,
3、1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 0,0,1,B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节,net-id 24 bit,host-id 24 b
4、it,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 0,0,1,C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1
5、0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 0,0,1,B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节,net-id 24 bit,host-id 24 bit,n
6、et-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 0,0,1,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多
7、 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,D 类地址是多播地址,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id 16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 0,0,1,E 类地址保留为今后使用,常用的为A、B、C类，都是单播地址。,网络号字段：A,B,C类地址的netid分别为1,2和3字节长,且在netid最前面有1
8、-3bit的类别比特,分别规定为0，10,110。 主机号字段： A,B,C类地址的hostid分别为3个，2个，1个字节长。,D类地址用于多播。E类地址保留为以后用。,点分十进制记法： 将32bit的IP地址中的每8bit用其等效的十进制数字表示，且在这些数字之间加上一个点。,2. 常用的三种类别IP地址,特殊的IP地址,主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址；主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。网络号部分为全“0 ”的IP地址解释为“任何网络”。如地址0.0.0.66表示“任何网络”上的主机63。IP地址127.0.0.1表示主机将IP数据报回传自身地址。,常用的三
9、种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 (27 2) 1 126 224-2B 16,384 (214) 128.0 191.255 216-2C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 28-2,IP地址分类练习,IP 地址的一些重要特点,(1) IP 地址是一种分等级的地址结构，由网络号和主机号组成。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，
10、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。 IP地址不能反映任何有关主机位置的地理信息。,IP 地址的一些重要特点,(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。 当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多接口主机(multihomed host)。 由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地
11、址。,IP 地址的一些重要特点,(3) 用转发器或HUB或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。 (4) 在IP地址中，所有分配到网络号 net-id 的网络，覆盖范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。 (5) 将IP地址的主机号字段全置为0，表示指出一个网络的地址。如10.0.0.0，175.89.0.0和201.123.56.0分别表示A，B，C类中单个网络地址。,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,
12、222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1
13、,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP
14、地址中的 net-id,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,
