1、第2章 網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)與IP地址,學(xué)習(xí)概述,隨著Internet的推廣和普及，Internet接入方式多種多樣，一般都是通過提供因特網(wǎng)接入服務(wù)的ISP(Internet Service Provider)接入Internet。 IP地址和子網(wǎng)掩碼是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的重要概念，它們的共同作用是標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中不同的計算機及識別計算機正在使用的網(wǎng)絡(luò)。 我們可以把整個因特網(wǎng)看成一個單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器分配一個在全世界范圍內(nèi)唯一的32bit的標(biāo)識符。IP地址的結(jié)構(gòu)使我們可以在因特網(wǎng)上方便地進(jìn)行尋址。,知識要點,接入技術(shù) IP地址 子網(wǎng)的劃分 無類別域際路由選擇C

2、IDR,電話撥號,調(diào)制解調(diào)器的作用 調(diào)制器的主要作用是波形變換器，它將基帶數(shù)字信號的波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ?。解調(diào)器的作用就是一個波形識別器，它將經(jīng)過調(diào)制器變換過的模擬信號恢復(fù)成原來的數(shù)字信號。,ISDN,ISDN（Integrated Service Digital Network）中文名稱是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，就是采用的數(shù)字交換和數(shù)字傳輸?shù)碾娦啪W(wǎng)的簡稱，中國電信將其俗稱為“一線通” 。,ISDN,圖2-1 ISDN示意圖,ISDN,窄帶ISDN （N-ISDN，Narrow Band ISDN） ：通信速率為2.048Mb/s。 寬帶ISDN（B-ISDN，Broad band IS

3、DN）：通信速率高達(dá)622Mb/s的采用異步傳輸模式ATM的。,ISDN,ISDN的B信道速率為64kb/s。B信道是基本的用戶通道，它只是負(fù)責(zé)傳輸用戶的數(shù)字信息、PCM編碼的數(shù)字化語音信息和各種低速信息流的復(fù)合信息，在傳輸復(fù)合信息流的情況下，所有信息流的目的地必須是相同端點。在B信道上可以建立四種類型的連接 。,ISDN,電路交換，這是目前最常用的交換式數(shù)字服務(wù)。用戶通過呼叫，和網(wǎng)絡(luò)中的另一個用戶建立電路交換連接，但建立/終止電路交換連接的呼叫控制信息不是用B信道傳輸，而是通過D信道傳輸，既是所謂帶外信令。 分組交換，用戶通過ISDN連接到分組交換節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)中其他用戶通過X.25網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)

4、。 幀模式，用戶通過ISDN連接到幀中繼交換節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)中其他用戶通過LAPF協(xié)議交換數(shù)據(jù)。 半永久方式，與網(wǎng)絡(luò)中其他用戶的連接事先建立，不需要呼叫控制協(xié)議，等同于點對點專用線路。,ISDN,圖2-2 ISDN通道結(jié)構(gòu),ISDN,基本速率接口（BRI：Basic Rate Interface），該速率由兩個承載信道和一個數(shù)據(jù)控制信道構(gòu)成，稱為2B+D，其中B（Bearer）為標(biāo)準(zhǔn)PCM速率64kbps，D（Data）為16kbps。該速率適用于為家庭或小型企業(yè)提供服務(wù)。這里一個B信道用于電話，而另一個B信道用于傳輸數(shù)據(jù)。 基群速率接口（PRI：Primary Rate Interface），該速

5、率支持T1（23B+D：1.544Mb/s）和E1（30B+D：2.048Mb/s），適用于大容量用戶或集團(tuán)用戶。（D：64kbps） 其中T1主要適用于日本和北美地區(qū)，E1適用于歐洲和中國等地區(qū)。,ISDN,ISDN提供的業(yè)務(wù) 承載業(yè)務(wù)（Bearer Service） 與用戶終端類型無關(guān)，這是網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的低層信息傳遞能力。 用戶終端業(yè)務(wù)（Teleservice） 這種業(yè)務(wù)不僅使用信息傳遞的低層功能，同時還包含高層功能。這是終端操作員利用終端實際上所獲得的業(yè)務(wù)能力。如數(shù)字電話、四類傳真、數(shù)據(jù)通信、視頻通信等。 補充業(yè)務(wù)是對基本業(yè)務(wù)的改變或增添，通常與多個基本業(yè)務(wù)結(jié)合供用戶使用。如主/被叫用

6、戶號碼識別顯示/限制、呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移、多用戶號碼、子地址、三方通信等。,xDSL,xDSL接入技術(shù) 高比特率數(shù)字用戶線（HDSL） 非對稱數(shù)字用戶線（ADSL） 對稱數(shù)字用戶線（SDSL） 速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線（RADSL） 甚高比特率數(shù)字用戶線（VDSL）,xDSL,ADSL接入方式 ADSL是一種上、下行傳輸速率不相等的DSL技術(shù)。其下行速率遠(yuǎn)大于上行速率，故稱為非對稱數(shù)字用戶線。 采用非對稱傳輸?shù)脑?在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，用戶的下載數(shù)據(jù)量要遠(yuǎn)大于上傳的數(shù)據(jù)量。 第二，非對稱傳輸可以大大減小近端串?dāng)_。,xDSL,ADSL虛擬撥號接入,xDSL,ADSL專線接入 ADSL局域網(wǎng)接入,幀中繼（F

7、rameRelay）,原理：當(dāng)幀中繼交換機收到一個幀的首部時，只要一查出幀的目的地址就立即開始轉(zhuǎn)發(fā)該幀。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個幀的處理時間比X.25網(wǎng)絡(luò)約減少一個數(shù)量級。這樣，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)提高一個數(shù)量級別以上。幀中繼其實質(zhì)就是一種減少結(jié)點處理時間的技術(shù) 僅當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)本身的誤碼率非常低時，幀中繼技術(shù)才是可行的。,幀中繼（FrameRelay）,幀中繼定義了DTE與幀中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互操作,幀中繼（FrameRelay）,幀中繼提供的服務(wù)：幀中繼網(wǎng)絡(luò)向上提供面向連接的虛電路服務(wù)。虛電路一般分為交換虛電路SVC和永久虛電路PVC兩種。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常為相隔較遠(yuǎn)的一些局域網(wǎng)提

8、供鏈路層的永久虛電路服務(wù)。永久虛電路的好處是在通信時可省去建立連接的過程。當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)為其兩個用戶提供幀中繼虛電路服務(wù)時，對兩端的用戶而言，幀中繼網(wǎng)絡(luò)所提供的虛電路就好象在這兩個用戶之間有一條直通的專用電路。用戶看不見幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的幀中繼交換機,幀中繼（FrameRelay）,幀中繼技術(shù)的主要優(yōu)點： 幀中繼技術(shù)主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 可以實現(xiàn)帶寬的復(fù)用和動態(tài)分配。幀中繼傳送數(shù)據(jù)信息所使用的傳輸鏈路是邏輯連接，而不是物理連接，在一個物理連接上可以復(fù)用多個邏輯連接，使用這種機理，可以實現(xiàn)帶寬的復(fù)用和動態(tài)分配。 幀中繼協(xié)議簡化了X.25的第三層功能。使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的處理大大簡化，提高了網(wǎng)絡(luò)對信息處理的效

9、率。采用物理層和鏈路層的兩級結(jié)構(gòu)，在鏈路層也僅保留了核心子集部分。,幀中繼（FrameRelay）,沒有重傳、流量控制等機制，節(jié)省了交換機的開銷。在鏈路層完成統(tǒng)計復(fù)用、幀透明傳輸和錯誤檢測，但不提供發(fā)現(xiàn)錯誤后的重傳操作省去了幀編號、流量控制、應(yīng)答和監(jiān)視等機制，大大節(jié)省了交換機的開銷，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低了通信時延。一般FR用戶的接入速率在64kbit/s2Mbit/s之間，近期FR的速率已提高到(810)Mbits，今后將達(dá)到45Mbit/s。 適合于封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元。交換單元幀的信息長度遠(yuǎn)比分組長度要長，預(yù)約的最大幀長度至少要達(dá)到1609字節(jié)幀，適合于封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元。,幀中繼（F

10、rameRelay）,提供一套合理的帶寬管理和防止阻塞的機制。用戶有效地利用預(yù)先約定的帶寬，即承諾的信息速率(CIR)，并且還允許用戶的突發(fā)數(shù)據(jù)占用未預(yù)定的帶寬，以提高整個網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。 采用面向連接的交換技術(shù)。與分組交換一樣，F(xiàn)R采用面向連接的交換技術(shù)。可以提供SVC（交換虛電路）業(yè)務(wù)和PVC（永久虛電路）業(yè)務(wù)，但目前已應(yīng)用的FR網(wǎng)絡(luò)中，只采用PVC業(yè)務(wù)。,幀中繼（FrameRelay）,用戶平面和控制平面分離。所謂控制平面指的就是信令的處理和傳送。信令的主要功能就是呼叫建立和釋放，也可能包括某些管理功能。X.25 的虛呼叫建立和釋放由分組層完成，呼叫控制消息為特定的分組，它們和數(shù)據(jù)分組

11、共享同一個LCN，因此稱之為“帶內(nèi)信令”，相當(dāng)于PSTN中的隨路信令。幀中繼的信令和用戶信息的傳送通路邏輯上是分離的，其信令在單獨指配的一條數(shù)據(jù)鏈路連接(DLCI0)上傳送信令，稱之為“帶外信令”。,DDN專線,DDN（Digital Data Network）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)是利用數(shù)字信道提供永久性連接電路，用來傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。 DDN專線接入向用戶提供的是永久性的數(shù)字連接，沿途不進(jìn)行復(fù)雜的軟件處理，因此延時較短，避免了傳統(tǒng)的分組網(wǎng)中傳輸協(xié)議復(fù)雜、傳輸時延長且不固定的缺點。,DDN專線,DDN專線的組成,用戶設(shè)備可以是數(shù)據(jù)終端設(shè)備、計算機、網(wǎng)橋或路由器等 。,DDN專線,DDN專線的組

12、成,網(wǎng)絡(luò)接入單元可以是DSU/CSU或調(diào)制解調(diào)器 。,DDN專線,DDN專線的組成,DDN結(jié)點有時分復(fù)用及數(shù)字交叉連接設(shè)備構(gòu)成 。,DDN專線,DDN網(wǎng)絡(luò)的特點 ： 傳輸質(zhì)量高，信道利用率高。 傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時延小。 數(shù)據(jù)信息傳輸透明度高，可支持任何規(guī)程，可傳輸語音、數(shù)據(jù)、傳真、圖象等多種業(yè)務(wù)。 適用于數(shù)據(jù)信息流量大的場合。 網(wǎng)絡(luò)運行管理簡便，對數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)傳輸速率沒有特殊要求。 無需撥號連接，可以隨時進(jìn)行通信。 其通信費用為包月制，不受通信時間長短、傳輸信息量的限制。,Cable Modem,Cable Modem電纜調(diào)制解調(diào)器又名線纜調(diào)制解調(diào)器，它是近幾年開始試用的一種超高速modem

13、，俗稱“有線通”。主要用于有線電視網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 Cable Modem 本身不單純是調(diào)制解調(diào)器，它集MODEM、調(diào)諧器、加密/解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、SNMP代理和以太網(wǎng)集線器的功能于一身。 Cable Modem的技術(shù)實現(xiàn)一般是從42MHz750MHz電視頻道中分離出一條6MHz的信道用于下行傳送數(shù)據(jù)。,Cable Modem,Cable Modem的類型 從傳輸方式上可分為雙向?qū)ΨQ式傳輸和非對稱式傳輸。 從數(shù)據(jù)傳輸方向上有單向和雙向Cable Modem之分。 從網(wǎng)絡(luò)通信角度看，Cable Modem可分為同步(共享)和異步(交換)兩種方式。 從接入角度來看，可分為個人Cable

14、 Modem和寬帶Cable Modem（多用戶），寬帶Cable Modem可以具有網(wǎng)橋的功能，可以將一個計算機局域網(wǎng)接入。 從接口角度分，可分為外置式、內(nèi)置式和交互式機頂盒。,其他接入技術(shù),PLC（Power Line Communication）即電力線通信是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。 LAN方式接入是利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纖或光纖加雙絞線的方式對社區(qū)進(jìn)行綜合布線。 光纖接入是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體。 無線接入技術(shù)指通過無線介質(zhì)將用戶終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接起來,以實現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)間的信息傳遞。無線接入技術(shù)與有線接入技術(shù)的一個重要區(qū)別在于可以向用戶提供移動接入

15、業(yè)務(wù)。,其他接入技術(shù),GSM接入技術(shù) CDMA接入技術(shù) GPRS接入技術(shù) CDPD接入技術(shù) LMDS接入技術(shù) DBS衛(wèi)星接入技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù) HomeRF技術(shù) EDGE接入技術(shù) WCDMA接入技術(shù) 3G通信技術(shù) 4G通信技術(shù),IP地址和子網(wǎng)掩碼,IP 地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器）分配一個在全世界范圍是惟一的 32 bit 的標(biāo)識符。 IP地址是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)及Internet中用于區(qū)分不同計算機的數(shù)字標(biāo)識。作為統(tǒng)一的地址格式，由32位二進(jìn)制組成并分成4組，每組8位，包括網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分 。,IP地址和子網(wǎng)掩碼,網(wǎng)絡(luò)地址表示在互聯(lián)網(wǎng)中的一個物理網(wǎng)絡(luò)。主機地址則表示在這個

16、網(wǎng)絡(luò)中的一臺主機。一個 IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分被稱為網(wǎng)絡(luò)號（net-id）或者網(wǎng)絡(luò)地址，主機可以與具有相同的網(wǎng)絡(luò)號的設(shè)備直接通訊。在沒有連接設(shè)備的情況下，即使共享相同的物理網(wǎng)段，網(wǎng)絡(luò)號不同則無法進(jìn)行通訊。,點分十進(jìn)制記法,IP地址與硬件地址,一個以太網(wǎng)上的兩個設(shè)備之所以能夠交換信息就是因為在物理以太網(wǎng)上，每個設(shè)備都有一塊網(wǎng)卡，并擁有唯一的以太網(wǎng)地址（硬件地址或MAC地址）。 如果設(shè)備A向設(shè)備B傳送信息，設(shè)備A需要知道設(shè)備B的以太網(wǎng)地址。像Microsoft的NetBIOS協(xié)議，它要求每個設(shè)備廣播它的地址，這樣其他設(shè)備才能知道它的存在。IP協(xié)議使用的這個過程叫做地址解析協(xié)議ARP。不論是哪種情況，地

17、址應(yīng)為硬件地址，并且在本地物理網(wǎng)上。,IP 地址與硬件地址,TCP 報文,IP 數(shù)據(jù)報,MAC 幀,應(yīng)用層數(shù)據(jù),首部,首部,尾部,首部,IP 地址與硬件地址,在發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從高層到低層，然后才到傳輸介質(zhì)上傳輸。使用IP地址的IP數(shù)據(jù)報一旦交給數(shù)據(jù)鏈路層，就被封裝成MAC幀。MAC幀在傳送時使用的源地址和目的地址都是硬件地址，這兩個硬件地址都寫在MAC幀的首部中。 在接收MAC幀時，其根據(jù)的是MAC幀首部中的硬件地址。在數(shù)據(jù)鏈路層看不見隱藏在MAC幀中的IP地址。只有在剝掉MAC幀的首部和尾部后將MAC層的數(shù)據(jù)上交給網(wǎng)絡(luò)層后，網(wǎng)絡(luò)層才能在IP數(shù)據(jù)報的首部中找到源IP地址和目的IP地址。,IP

18、 地址與硬件地址,IP地址放在IP數(shù)據(jù)報的首部，而硬件地址則放在MAC幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP地址，而數(shù)據(jù)鏈路層及以下使用的是硬件地址。在上圖中當(dāng)IP數(shù)據(jù)報放入數(shù)據(jù)鏈路層的MAC幀以后，整個的IP數(shù)據(jù)報就成為MAC幀的數(shù)據(jù)，因而在數(shù)據(jù)鏈路層看不見數(shù)據(jù)報的IP地址。,IP 地址與硬件地址,需要注意的問題： 在IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到IP數(shù)據(jù)報。 在IP數(shù)據(jù)報首部有源站IP地址，但路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號進(jìn)行路由選擇。 在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層，只能看見MAC幀。IP數(shù)據(jù)報被封裝在MAC幀中。MAC幀在不同網(wǎng)絡(luò)上傳送時，其MAC幀首部中的源地址和目的地址要發(fā)生

19、變化。MAC幀的首部的這種變化，在上面的IP層上是看不見的。 雖然互連在一起的網(wǎng)絡(luò)的硬件地址體系不同，但I(xiàn)P層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層的復(fù)雜細(xì)節(jié)。只要我們在網(wǎng)絡(luò)層上來討論問題，就能夠使用統(tǒng)一的、抽象的IP地址來研究主機和主機或路由器之間的通信。,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP地址的分類,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,net-id 24 bit,hos

20、t-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為 1 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類

21、地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為 2 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為 3 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 2

22、4 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類地址的主機號字段 host-id 為 3 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1

23、1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類地址的主機號字段 host-id 為 2 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類地址的主機號字段 host-id 為 1 字節(jié),net-id 24 bit,host-id 24 b

24、it,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,D 類地址是多播地址,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址

25、,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,E 類地址保留為今后使用,常用的三種類別的 IP 地址,IP 地址的使用范圍,網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個 最后一個 每個網(wǎng)絡(luò) 類別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號 網(wǎng)絡(luò)號 主機數(shù) A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 254,一般不使用的特殊IP地址,RFC 1918指明的專用地址(private address),10.0.0.0 到 10.255.255.255

26、172.16.0.0 到 172.31.255.255 192.168.0.0 到 192.168.255.255 這些地址只能用于一個機構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于和因特網(wǎng)上的主機通信。 專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網(wǎng)中的所有路由器對目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報一律不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。,IP 地址的一些重要特點,(1) IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是： 第一，IP 地址管理機構(gòu)在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。 第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），

27、這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。,IP 地址的一些重要特點,(2) 實際上 IP 地址是標(biāo)志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。 當(dāng)一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機就必須同時具有兩個相應(yīng)的 IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)號 net-id 必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomed host)。 由于一個路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)），因此一個路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個不同的 IP 地址。,IP 地址的一些重要特點,(3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣

28、的網(wǎng)絡(luò)號 net-id。 (4) 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號 net-id 的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。,子網(wǎng)劃分的必要性,在 ARPANET 的早期，IP 地址的設(shè)計確實不夠合理。 IP 地址空間的利用率有時很低。 給每一個物理網(wǎng)絡(luò)分配一個網(wǎng)絡(luò)號會使路由表變得太大因而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。 兩級的 IP 地址不夠靈活。,子網(wǎng)劃分的必要性,從 1985 年起在 IP 地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級的 IP 地址變成為三級的 IP 地址。 這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting) 。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。,劃分子網(wǎng)的基本思路,一個擁有許多物

29、理網(wǎng)絡(luò)的單位，可將所屬的物理網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個子網(wǎng)（subnet）。劃分子網(wǎng)純粹屬于一個單位內(nèi)部的事情。本單位以外的網(wǎng)絡(luò)看不見這個網(wǎng)絡(luò)是有多少個子網(wǎng)組成，因為這個單位對外仍然表現(xiàn)為一個沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。 劃分子網(wǎng)的方法是從網(wǎng)絡(luò)的主機號借用若干個比特作為子網(wǎng)號subnet-id ,而主機號host-id也就相應(yīng)減少了若干個比特。于是兩級的IP地址在本單位內(nèi)部就變成了三級的IP地址：網(wǎng)絡(luò)號net-id、子網(wǎng)號subnet-id和主機號host-id。,劃分子網(wǎng)的基本思路,凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡(luò)號net-id找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。但此

30、路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號net-id和子網(wǎng)號subnet-id找到目的子網(wǎng)，將IP數(shù)據(jù)報交付給目的主機。,子網(wǎng)掩碼（subnet mask）,從一個IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)的劃分。因為32位的IP地址本身以及數(shù)據(jù)報的首部都沒有包含任何有關(guān)子網(wǎng)劃分的信息。要解決這個問題，那就是使用子網(wǎng)掩碼（subnet mask）。 子網(wǎng)掩碼主要用于說明如何進(jìn)行子網(wǎng)的劃分。子網(wǎng)掩碼是一個長32bit，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機標(biāo)識，并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。,子網(wǎng)掩碼（subnet mask）,子網(wǎng)掩碼中的1對應(yīng)于

31、IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，而子網(wǎng)掩碼中的0對應(yīng)于IP地址中的主機號。 使用子網(wǎng)掩碼的好處就是：不管網(wǎng)絡(luò)有沒有劃分子網(wǎng)，不管網(wǎng)絡(luò)字段net-id的長度是幾個字節(jié)，只要將子網(wǎng)掩碼和IP地址進(jìn)行逐比特的“與”運算，就立即得出網(wǎng)絡(luò)地址來。,IP 地址的各字段和子網(wǎng)掩碼,網(wǎng)絡(luò)號 net-id,主機號 host-id,兩級 IP 地址,網(wǎng)絡(luò)號,net-id,host-id,三級 IP 地址,主機號,子網(wǎng)掩碼,因特網(wǎng)部分,本地部分,因特網(wǎng)部分,本地部分,劃分子網(wǎng)時 的網(wǎng)絡(luò)地址,net-id,subnet-id,host-id 為全 0,(IP 地址) AND (子網(wǎng)掩碼) =網(wǎng)絡(luò)地址,網(wǎng)絡(luò)號 net-id

32、,主機號 host-id,兩級 IP 地址,網(wǎng)絡(luò)號,三級 IP 地址,主機號,子網(wǎng)號,子網(wǎng)掩碼,因特網(wǎng)部分,本地部分,因特網(wǎng)部分,本地部分,劃分子網(wǎng)時 的網(wǎng)絡(luò)地址,AND,net-id,net-id,host-id 為全 0,net-id,網(wǎng)絡(luò)地址,A 類 地 址,默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 255.0.0.0,網(wǎng)絡(luò)地址,B 類 地 址,默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 255.255.0.0,網(wǎng)絡(luò)地址,C 類 地 址,默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

33、0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,host-id 為全 0,host-id 為全 0,A 類、B 類和 C 類 IP 地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼,劃分子網(wǎng)的具體步驟：,根據(jù)具體需求確定子網(wǎng)的數(shù)目N。 通過N的值來決定從主機地址借M位來作為子網(wǎng)位，其方法為：Mlog2N。 將上一步確定的M接高序占用主機地址M位后轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，如M為3，則是11100000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為224，即為最終確定的子網(wǎng)掩碼。如果是C類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩

34、碼為255.255.255.224。 在這里，子網(wǎng)個數(shù)與占用主機地址位數(shù)有如下等式成立：2M= N。其中，M表示占用主機地址的位數(shù)；N表示劃分的子網(wǎng)個數(shù)。,CIDR 最主要的特點 CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 CIDR使用各種長度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號。 IP 地址從三級編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級編址。,無類別域際路由選擇CIDR,無類別的兩級編址,無類別的兩級編址的記法是： CIDR 還使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱

35、為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特數(shù)（這個數(shù)值對應(yīng)于三級編址中子網(wǎng)掩碼中比特 1 的個數(shù)）。 CIDR 將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“CIDR地址塊”。,CIDR 地址塊,128.82.32.0/20 表示的地址塊共有 212 個地址（因為斜線后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的比特數(shù)，所以主機號的比特數(shù)是 12）。 這個地址塊的起始地址是 128. 82.32.0。 在不需要指出地址塊的起始地址時，也可將這樣的地址塊簡稱為“/20 地址塊”。 128. 82.32.0/20 地址塊的最小地址：128. 82.32.0 128.82.32.0/20 地址塊的最大地址：128.82.47.255 全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用。,128.82.32.0/20 表示的地址（212 個地址）,10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000