第四篇TCP/IP協(xié)議篇（包含第8、9、10、11、12章）第8章IP基礎與定址網絡層的主要功能1、定址（ADDRESSING）為網絡設備決定名稱或地址的機制。2、路由（ROUTING）決定信息包在數(shù)個網絡之間的傳送路徑。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兩種機制1、IP定址2、IP路由器1、IP定址網絡上的各種設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，此種機傳送機制稱為IP路由（IPROUTING）。非連接式的傳遞特性IP信息包傳送時，來源與目的的設備雙方不須事先溝通，即可將IP信息包送達。以達到將過程簡單化，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，由目的設備重組，恢復成原來IP信息包的模樣。813IP信息包的結構IP信息包由兩部分組成1、IP報頭記錄有關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信息包標識碼5、分割與重組相關信息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、將各段的二進制數(shù)值轉換成十進制，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地址的結構IP地址是由網絡地址與主機地址兩部分組成1、網絡地址NETWORKADDRESS，NETWORKID）位于IP地址的前段，用來識別所屬的網絡2、主機地址HOSTADDRESS，HOSTID）位于IP地址的后段，用來識別網絡上的個別的設備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、小型網絡。1、CLASSA網絡地址的長度為8BITS，最左邊的BIT必須為0。共有27128個主機地址32824個，可資運用主機地址有22416777216個國家級IP地址2、CLASSB網絡地址的長度為16BITS，最左邊的2BTIS為前導位，必須為10即IP地址介于128000191255255255之間?？少Y運用的主機地址有21665536個。跨國企業(yè)或ISP級地址3、CLASSC網絡地址的長度為24BITS，最左邊的3BITS為前導位，必須為110，即介于192000223255255255之間?？少Y運用的主機地址有28256個。小型企業(yè)級IP地址。總結IP地址的規(guī)劃優(yōu)點1、從IP地址的前導位，便可判斷出所屬網絡的等級，進而得知網絡地址與主機地址。2、根據企業(yè)或單位的實際需求，可分配CLASSA、B、C三種等級的網絡地址，讓IP地址的分配更有效率。843特殊的IP地址1、主機地址全為0用來代表“這個網絡”2、主機地址全為1代表網絡中的全部設備，也就是“廣播”的意思。3、若網絡地址與主機地址都為1，即255255255255，稱為“LIMITED”或“LOCAL”廣播信息包。4、各個CLASS的最后1個網絡地址代表“LOOPBACK”也就是除了前導位外，其余的網絡地址位都是1。如CLASSA的127000便是常用的LOOPBACK地址。5、不與互聯(lián)網相連的保留的私人地址。CLASSA1000010255255255CLASSB172160017231255255CLASSC1921680019216825525585子網851子網分割的原理分割子網的重點主每個子網擁有一個獨一無二的子網地址，以識別子網。方法分割子網時，必須從主機地址“借用”幾個BIT，作為子網的地址。原先的網絡地址加上子網地址便可用來識別特定的子網。如CLASSB中的一個IP地址1689500網絡地址主機地址如果現(xiàn)在我們使用主機地址的前3BITS作為子網地址網絡地址主機地址子網地址則新的網絡地址為16319BITS，用來識別該子網?？僧a生238個子網。如下網絡地址子網地址說明從主機地址借用了3BITS后，可分割出8個子網，原可用的主機地址為21665536個，建立子網后可用的主機地址為2138192個。即子網地址必須取自主機地址，每“借用”N個主機地址的位，便會產生2N個子網。說明在實際應用中，要遵循子網地址不得全為0或1的原則。1、不可能使用1BIT作為子網地址，因為它只能建立2個子網地址，扣掉全為0或1的子網地址，即沒有可用的子網。2、不能使主機地址只剩下1BIT，因為此時每個子網只能有2個主機地址，扣掉全為0或1的主機地址，就沒有可用的主機地址了。852子網掩碼（SUBNETMASK）子網分割產生的問題無法再利用IP地址的前導位來判斷網絡地址與主機地址的位數(shù)。子網掩碼主要是為了解決這個問題。1、子網掩碼長度為32BITS，與IP地址的長度相同。2、子網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，子網掩碼使用與IP地址相同的十進制來表示。如通常寫作25525525504、子網掩碼必須與IP地址配對使用才有意義，單獨的子網掩碼不具有任何意義。當子網掩碼與IP地址一起時，子網掩碼的1對映至IP地址便是代表網絡地址位，0對映至IP地址便是代表主機地址位。如IP地址子網掩碼21BITS1BITS網絡地址主機地址上述的IP地址與子網掩碼組合也可寫成168951921/21“/”前面是正常的IP表示法，“/”后面的數(shù)字21則代表子網掩碼中1的數(shù)目。說明原先使用的A、B、C三種等級的網絡仍然可繼續(xù)使用，只是必須額外設置對應的子網掩碼如下CLASSA11111111000000000000000000000000255000CLASSB1111111111111111000000000000000025525500CLASSC111111111111111111111111000000002552552550853子網分割實例例假設A企業(yè)現(xiàn)有CLASSCIP地址如下IP地址11001011010010101100110100000000203742050子網掩碼111111111111111111111111000000002552552550現(xiàn)要求你分成A1、A2、A3、A4等4個獨立的網絡。答分析1、若子網地址為2BITS，可形成224個子網，除去子網地址全為0與全為1的子網地址，實際上可用的子網有2個不符合要求。2、若子網地址為3BITS，可形成238個子網，除去子網地址全為0與全為1的子網地址，實際上可用的子網有6個符合要求3、所以，使用3BITS作為子網地址，此時網絡地址變成24327BITS。因此新的子網掩碼為4、原主機地址為8BITS，借用3BITS作為子網掩碼后，主機地址為835BITS，因此可以有2532個可用的主機地址，又因主機地址不能全為0或1，所以實際上每個子網可分配的IP地址為30個。具體A1子網掩碼扣除主機全為0和全為1，則可用的主機地址為子網掩碼A2子網掩碼A3子網掩碼A41000000110011110即2037420512920374205158子網掩碼20374205126A51010000110111110即2037420516120374205190子網掩碼20374205126A61100000111011110即2037420519320374205222A0扣除）0000000100011110A7（扣除）1110000111111110所以如下表說明1、子網可再進一步分割成更小的子網。2、子網分割時所作的設置，都是在企業(yè)內部，可保持互聯(lián)網上路由器的結構的簡單性。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（SUPERNET，使用子網掩碼來定義網絡地址，與子網分割的原理相比，兩者都是使用相同的概念與技術，只是在應用上略有不同。如子網利用子網掩碼重新定義“較長”的網絡地址，以便將現(xiàn)有的網絡加以分割成2N的子網。超網利用子網掩碼重新定義“較短”的網絡地址，以便將現(xiàn)有的2N的網絡“合并”成為一個網絡。862CIDR實例（見教材146頁）87網絡地址翻譯網絡地址翻譯（NETWORKADDRESSTRANSLATION，NAT），主要的作用是為解決IP地址不足的問題，讓多臺計算機共用一個合法的IP地址。871網絡地址翻譯的原理原理當使用專用IP地址的計算機對外傳送IP信息包，首先會送至具有網絡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為合法的IP地址后，再送到界。IP信息包從外界送入時，網絡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地址轉為私人地址，再送到局域網內。872網絡地址翻譯的注意事項網絡地址翻譯的優(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、增加服務器的運算負擔3、外界主動訪問時，設置較為復雜。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網絡的主機地址長度是（1）8BITS（2）16BITS（3）24BITS（4）32BITS3（）CLASSB網絡的子網掩碼若為2552552240，代表主機地址長度是（1）8BITS（2）10BITS（3）13BITS（4）16BITS4（）若要以CIDR的方式合并8個CLASSC