第四篇TCP/IP協(xié)議篇（包含第8、9、10、11、12章）第8章IP基礎(chǔ)與定址網(wǎng)絡(luò)層的主要功能1、定址（ADDRESSING）為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備決定名稱或地址的機(jī)制。2、路由（ROUTING）決定信息包在數(shù)個網(wǎng)絡(luò)之間的傳送路徑。協(xié)議包括TCP/IP的IP（INTERNETPROTOCOL）、NETWARE的IPX（INTERWORKPACKETEXCHANGE）等等。81IP基礎(chǔ)IP的功能1、IP信息包的傳送。2、IP信息包的分割與重組。811傳送IP信息包IP兩種機(jī)制1、IP定址2、IP路由器1、IP定址網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備必須有一個獨一無二的IP地址且IP分配具有合理性。2、IP路由IP地址必須與路由器相互配合，完成IP信息包的傳送，此種機(jī)傳送機(jī)制稱為IP路由（IPROUTING）。非連接式的傳遞特性IP信息包傳送時，來源與目的的設(shè)備雙方不須事先溝通，即可將IP信息包送達(dá)。以達(dá)到將過程簡單化，提高傳輸?shù)男省?12分割與重組IP信息包分割后的IP信息包，由目的設(shè)備重組，恢復(fù)成原來IP信息包的模樣。813IP信息包的結(jié)構(gòu)IP信息包由兩部分組成1、IP報頭記錄有關(guān)IP地址、路由、信息包識別等信息。2、IPPAYLOAD載送上層協(xié)議的信息包。IP報頭中的信息1、IP信息包的目的地址2、IP信息包的來源地址3、上層協(xié)議4、IP信息包標(biāo)識碼5、分割與重組相關(guān)信息6、存活時間TIMETOLIVE，TTL）主要是限制信息包在路由器之間的傳送的次數(shù)，當(dāng)路由器收到存活時間為1的IP信息包時，便直接將之丟棄，不再傳送出去。82IP信息包的傳遞模式根據(jù)目的地址的不同，分為3種傳遞模式1、單點傳送2、廣播傳送3、多點傳送821單點傳送（UNICAST）822廣播傳送（BROADCAST）823多點傳送（MULTICAST）83IP地址表示法IP地址是一個長度為32BITS的二進(jìn)制數(shù)值?？偣灿?2個0/1為方便使用及記憶，一般使用下的方法1、首先以8BITS為單位，將32BITS的IP地址分成4段。每一段是8BIT2、將各段的二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，再以“”隔開以利閱讀2037420511184IP地址的等級由于路由與管理上的需求，因此制定了IP地址的等級（CLASS。841IP地址的結(jié)構(gòu)IP地址是由網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址兩部分組成1、網(wǎng)絡(luò)地址NETWORKADDRESS，NETWORKID）位于IP地址的前段，用來識別所屬的網(wǎng)絡(luò)2、主機(jī)地址HOSTADDRESS，HOSTID）位于IP地址的后段，用來識別網(wǎng)絡(luò)上的個別的設(shè)備842三種常見的地址等級共有5種IP地址的等級，常用的有三種等級CLASSA、B、C，適用于大、中、小型網(wǎng)絡(luò)。1、CLASSA網(wǎng)絡(luò)地址的長度為8BITS，最左邊的BIT必須為0。共有27128個主機(jī)地址32824個，可資運用主機(jī)地址有22416777216個國家級IP地址2、CLASSB網(wǎng)絡(luò)地址的長度為16BITS，最左邊的2BTIS為前導(dǎo)位，必須為10即IP地址介于128000191255255255之間。可資運用的主機(jī)地址有21665536個?？鐕髽I(yè)或ISP級地址3、CLASSC網(wǎng)絡(luò)地址的長度為24BITS，最左邊的3BITS為前導(dǎo)位，必須為110，即介于192000223255255255之間。可資運用的主機(jī)地址有28256個。小型企業(yè)級IP地址?？偨Y(jié)IP地址的規(guī)劃優(yōu)點1、從IP地址的前導(dǎo)位，便可判斷出所屬網(wǎng)絡(luò)的等級，進(jìn)而得知網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址。2、根據(jù)企業(yè)或單位的實際需求，可分配CLASSA、B、C三種等級的網(wǎng)絡(luò)地址，讓IP地址的分配更有效率。843特殊的IP地址1、主機(jī)地址全為0用來代表“這個網(wǎng)絡(luò)”2、主機(jī)地址全為1代表網(wǎng)絡(luò)中的全部設(shè)備，也就是“廣播”的意思。3、若網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址都為1，即255255255255，稱為“LIMITED”或“LOCAL”廣播信息包。4、各個CLASS的最后1個網(wǎng)絡(luò)地址代表“LOOPBACK”也就是除了前導(dǎo)位外，其余的網(wǎng)絡(luò)地址位都是1。如CLASSA的127000便是常用的LOOPBACK地址。5、不與互聯(lián)網(wǎng)相連的保留的私人地址。CLASSA1000010255255255CLASSB172160017231255255CLASSC1921680019216825525585子網(wǎng)851子網(wǎng)分割的原理分割子網(wǎng)的重點主每個子網(wǎng)擁有一個獨一無二的子網(wǎng)地址，以識別子網(wǎng)。方法分割子網(wǎng)時，必須從主機(jī)地址“借用”幾個BIT，作為子網(wǎng)的地址。原先的網(wǎng)絡(luò)地址加上子網(wǎng)地址便可用來識別特定的子網(wǎng)。如CLASSB中的一個IP地址1689500網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址如果現(xiàn)在我們使用主機(jī)地址的前3BITS作為子網(wǎng)地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址子網(wǎng)地址則新的網(wǎng)絡(luò)地址為16319BITS，用來識別該子網(wǎng)。可產(chǎn)生238個子網(wǎng)。如下網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)地址說明從主機(jī)地址借用了3BITS后，可分割出8個子網(wǎng)，原可用的主機(jī)地址為21665536個，建立子網(wǎng)后可用的主機(jī)地址為2138192個。即子網(wǎng)地址必須取自主機(jī)地址，每“借用”N個主機(jī)地址的位，便會產(chǎn)生2N個子網(wǎng)。說明在實際應(yīng)用中，要遵循子網(wǎng)地址不得全為0或1的原則。1、不可能使用1BIT作為子網(wǎng)地址，因為它只能建立2個子網(wǎng)地址，扣掉全為0或1的子網(wǎng)地址，即沒有可用的子網(wǎng)。2、不能使主機(jī)地址只剩下1BIT，因為此時每個子網(wǎng)只能有2個主機(jī)地址，扣掉全為0或1的主機(jī)地址，就沒有可用的主機(jī)地址了。852子網(wǎng)掩碼（SUBNETMASK）子網(wǎng)分割產(chǎn)生的問題無法再利用IP地址的前導(dǎo)位來判斷網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址的位數(shù)。子網(wǎng)掩碼主要是為了解決這個問題。1、子網(wǎng)掩碼長度為32BITS，與IP地址的長度相同。2、子網(wǎng)掩碼必須是由一串連續(xù)的1再跟上一串連續(xù)的0所組成。如連續(xù)的連續(xù)的連續(xù)的1連續(xù)的0但不可是如下的數(shù)值不連續(xù)的3、為了方便閱讀，子網(wǎng)掩碼使用與IP地址相同的十進(jìn)制來表示。如通常寫作25525525504、子網(wǎng)掩碼必須與IP地址配對使用才有意義，單獨的子網(wǎng)掩碼不具有任何意義。當(dāng)子網(wǎng)掩碼與IP地址一起時，子網(wǎng)掩碼的1對映至IP地址便是代表網(wǎng)絡(luò)地址位，0對映至IP地址便是代表主機(jī)地址位。如IP地址子網(wǎng)掩碼21BITS1BITS網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址上述的IP地址與子網(wǎng)掩碼組合也可寫成168951921/21“/”前面是正常的IP表示法，“/”后面的數(shù)字21則代表子網(wǎng)掩碼中1的數(shù)目。說明原先使用的A、B、C三種等級的網(wǎng)絡(luò)仍然可繼續(xù)使用，只是必須額外設(shè)置對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼如下CLASSA11111111000000000000000000000000255000CLASSB1111111111111111000000000000000025525500CLASSC111111111111111111111111000000002552552550853子網(wǎng)分割實例例假設(shè)A企業(yè)現(xiàn)有CLASSCIP地址如下IP地址11001011010010101100110100000000203742050子網(wǎng)掩碼111111111111111111111111000000002552552550現(xiàn)要求你分成A1、A2、A3、A4等4個獨立的網(wǎng)絡(luò)。答分析1、若子網(wǎng)地址為2BITS，可形成224個子網(wǎng)，除去子網(wǎng)地址全為0與全為1的子網(wǎng)地址，實際上可用的子網(wǎng)有2個不符合要求。2、若子網(wǎng)地址為3BITS，可形成238個子網(wǎng)，除去子網(wǎng)地址全為0與全為1的子網(wǎng)地址，實際上可用的子網(wǎng)有6個符合要求3、所以，使用3BITS作為子網(wǎng)地址，此時網(wǎng)絡(luò)地址變成24327BITS。因此新的子網(wǎng)掩碼為4、原主機(jī)地址為8BITS，借用3BITS作為子網(wǎng)掩碼后，主機(jī)地址為835BITS，因此可以有2532個可用的主機(jī)地址，又因主機(jī)地址不能全為0或1，所以實際上每個子網(wǎng)可分配的IP地址為30個。具體A1子網(wǎng)掩碼扣除主機(jī)全為0和全為1，則可用的主機(jī)地址為子網(wǎng)掩碼A2子網(wǎng)掩碼A3子網(wǎng)掩碼A41000000110011110即2037420512920374205158子網(wǎng)掩碼20374205126A51010000110111110即2037420516120374205190子網(wǎng)掩碼20374205126A61100000111011110即2037420519320374205222A0扣除）0000000100011110A7（扣除）1110000111111110所以如下表說明1、子網(wǎng)可再進(jìn)一步分割成更小的子網(wǎng)。2、子網(wǎng)分割時所作的設(shè)置，都是在企業(yè)內(nèi)部，可保持互聯(lián)網(wǎng)上路由器的結(jié)構(gòu)的簡單性。86無等級的IP地址861CIDR原理CIDR（CLASSLESSINTERDOMAINROUTING，CIDR），無等級的IP地址劃分方式，又稱為超網(wǎng)（SUPERNET，使用子網(wǎng)掩碼來定義網(wǎng)絡(luò)地址，與子網(wǎng)分割的原理相比，兩者都是使用相同的概念與技術(shù)，只是在應(yīng)用上略有不同。如子網(wǎng)利用子網(wǎng)掩碼重新定義“較長”的網(wǎng)絡(luò)地址，以便將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)加以分割成2N的子網(wǎng)。超網(wǎng)利用子網(wǎng)掩碼重新定義“較短”的網(wǎng)絡(luò)地址，以便將現(xiàn)有的2N的網(wǎng)絡(luò)“合并”成為一個網(wǎng)絡(luò)。862CIDR實例（見教材146頁）87網(wǎng)絡(luò)地址翻譯網(wǎng)絡(luò)地址翻譯（NETWORKADDRESSTRANSLATION，NAT），主要的作用是為解決IP地址不足的問題，讓多臺計算機(jī)共用一個合法的IP地址。871網(wǎng)絡(luò)地址翻譯的原理原理當(dāng)使用專用IP地址的計算機(jī)對外傳送IP信息包，首先會送至具有網(wǎng)絡(luò)地址翻譯功能的路由器，并在此將IP信息包的來源地址從專用地址轉(zhuǎn)為合法的IP地址后，再送到界。IP信息包從外界送入時，網(wǎng)絡(luò)地址翻譯會先判斷信息包目的地，然后將目的地址從合法的IP地址轉(zhuǎn)為私人地址，再送到局域網(wǎng)內(nèi)。872網(wǎng)絡(luò)地址翻譯的注意事項網(wǎng)絡(luò)地址翻譯的優(yōu)點是解決IP地址不足的問題，但也有缺點1、無法使用某些加密協(xié)議2、增加服務(wù)器的運算負(fù)擔(dān)3、外界主動訪問時，設(shè)置較為復(fù)雜。專用地址A客戶端連接端口B共用合法地址C代表連接端口D一、選擇題1（）IPV4的地址長度是（1）16BITS（2）24BITS（3）32BITS（4）40BITS2（）CLASSC網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)地址長度是（1）8BITS（2）16BITS（3）24BITS（4）32BITS3（）CLASSB網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼若為2552552240，代表主機(jī)地址長度是（1）8BITS（2）10BITS（3）13BITS（4）16BITS4（）若要以CIDR的方式合并8個CLASSC