网络设备技术第二章.docx

1、网络设备技术第二章第二章网络互联知识2.1IP地址知识要使In ternet上主机间能正常通信，必须给每个计算机一个全球都能接收和识别 的唯一标识，它就是IP地址。2.1.1IP地址的分类和表示从概念上讲，每个IP地址都是由两部分构成：网络号,主机号。其中，网络号标识 某个网络，主机号标识在该网络上的一个特定的主机。如图2-1所示。IP地址分为A、B、C、D、E五类：A类:第一个字节的最高位是0B类:第一个字节的前两位是10C类:第一个字节的前三位是110D类:第一个字节的前四位为1110E类:第一个字节的前五位为11110A、B、C三类IP地址的结构都是由两部分组成：网络号和主机号。A类地址

2、:共128个子网，每个子网内可以有1600万台主机；B类地址:共16,384个子网，每个子网内可以有65,536台主机；C类子网:共200万个子网，每个C类子网内最多只能有256台主机将IP地址中每个字节以十进制数字表示，并用“隔开，五类地址如下:（其中某些IP地址值是保留作特殊用途的类型最低地址最高地址A 1.0.0.1 126.255.255.254B 128.0.0.1 191.255.255.254C 192.0.0.1 223.255.255.254D 224.0.0.0 239.255.255.255网络号主机号 0A 类地址E类地址D类地址C类地址B类地址10网络号0783115

3、162324主机号110网 络号主机号110111011组播地址保留图6-2 IP地址格式图2-1 IP地址的分类E 240.0.0.0 247.255.255.2552.1.2子网和掩码前面我们说一个互连网地址标识了一个主机，并不严格。严格地说IP协议为每一个网络连接（网卡分配一个IP地址。如果某台主机有 多个网络连接，则要为它分配多个IP地址,同一主机上的多个连接的IP地址之间并 没有必然的联系。IP地址并不是标识某台机器，而是标识一个主机与网络的一个连接。IP协议要 求，在同一个网络中的主机其IP地址的网络号应该是相同的。地址掩码（mask和子网（subnet掩码是一个与IP地址对应的3

4、2位数字。掩码的一些位为1,另一些位为0。通 过掩码可以把IP地址中的主机号再分为两部分：子网号和主机号。这样，我们就可以 把A类或者B类IP地址的地址空间再细化成若干个稍小一些的子网，每个子网中所 能够包含的最多主机数比原来的要少。掩码中的0和1可以任意分布，不过一般在设计时，把掩码开始连续的几位设为1。IP地址与掩码中为1的位相对应的部分为子网号，其他为0的位则表示的是主机 号。使用了掩码后，我们通常把原来的网络号和新划分的子网号合在一起称为网络 号（与掩码为1的位相对应，把掩码划分后的新的主机号叫做主机号（与掩码为0的位 相对应。A类地址相对应的标准掩码是：255.0.0.0B类地址相对

5、应的标准掩码是：255.255.0.0C类地址相对应的标准掩码是：255.255.255.0b使用掩码把一个可以包括1600万台主机的A类网络或6万多台主机的B类网 络分解成许多小的网络，每个小的网络就称为子网（SUBNET。例如，一个B类网络地址162.105.0.0/255.255.224.0可把该网络分为8个子网： 162.105.0.0 162.105.32.0 162.105.64.0 162.105.96.0162.105.128.0 162.105.160.0 162.105.192.0 162.105.224且 每个子网内最多可有 主机8192台。我们可以认为掩码是对地址分类的

6、扩展，它加大了地址分配的灵活 性。按照规定，一个主机号部分的所有位都为 “0的地址是代表该网络本身的，叫作网络地址。例如162.105.130.0就是一个网络地址。这样，IP地址可以用来指定单个主 机,也可以用来指定一个网络。把主机接口的IP地址和其相应的掩码相与，就得到该接口所在网络的网络地 址。而把IP地址和掩码的反码进行与运算，则得到主机地址。例如，一个网络接口的地址为 162.105.69.12掩码为255.255.254.0则其子网地址 为:162.105.68.0而主机地址为：0.0.1.12。这样，在IP协议中，对主机或路由器的每个网络接口都要为之分配一个地址 ，对 应每个地址有

7、相应的掩码。属于同一个网络上的 IP地址的掩码应该是一样的，以保 证通过掩码计算后的子网地址是相同的。2.1.3特殊的IP地址1、广播地扯所有主机号部分为“ 1的地址是广播（broadcast地址。广播地址分为两种：在一特定子网中，主机地址部分为全1的地址称为直接广播地址（direct broadcast 一台主机使用直接广播地址，可以向任何指定的网络直接广播它的数据 报，很多IP协议利用这个功能向一个子网上广播数据。例如,在子网地址为162.105.130.0的网络上，162.105.130.255就是该网络的广播 地址。协议规定，每台主机和路由器等都要接收和处理目的地址为本子网广播地址 的

8、数据报。不在这个子网（162.105.130.0内的主机（如IP地址为202.112.7.12的机器, 也可以用广播地址162.105.130.255向该子网上所有的主机广播信息。32个比特全为1的IP地址（即255.255.255.255被称为有限广播地址（limited broadcast addres或本地网广播地址（local network broadcast addresS亥地址被用作在 本网络内部广播。使用有限广播地址，主机在不知道自己的网络地址的情况下，也可 以向本子网上所有的其它主机发送消息。无论哪种广播地址都不能像其它的 IP地址那样分配给某台具体的主机。因为它是指满足一定

9、条件的一组机器。广播地址只 能作为IP报文的目的地址，表示该报文的一组接收者。2.组播地址D类IP地址就是组播地址（multicast，即在224.0.0.0 -239.255.255.255范围内的 每个IP地址,实际上代表一组特定的主机。它与广播地址相似之处是都只能作为 IP报文的目的地址，表示该报文的一组接收者，而不能把它分配给某台具体的主机。组播地址和广播地址区别：广播地址是按主机的物理位置来划分各组的（属于同 一个子网，而组播地址指定一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个In ternet网。组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用。我们可以想象一个由多方参与 的电视会议，正在发言的

10、一方的声音和图像要被传送到其他参与者的主机上。实际上，一个组播IP地址唯一地标志一个逻辑组。每个要求参与组播接收的主 机使用IGMP协议，主动登记到希望加人的组中去。网络中的路由器根据参与的主机的位置，为该组播的通信组形成一棵发送树。 服务器在发送数据时，只需发送一份数据报文，该报文的目的地址为相应的组播地 址。路由器根据已经形成的发送树依次转发，只是在树的分岔点处复制数据报，向多 个网络转发一份拷贝。经过多个路由器的转发后，则该数据报可以到达所有登记到 该组的主机处。这样就大大减少了源端主机的负担和网络资源的浪费。3.零”地址网络号=主机号为零的IP地址。从来不分配给任何一个单个的主机，例如

11、， 202.112.7.0就是一个典型的C类网络地址，表示该网络本身。主机号=网络号为“0的IP地址,指的是本网络上的某台主机。例如，如果一 台主机（IP地址为202.112.7.13接收到一个IP报文，它的目的地地址中网络号部分为“0而主机号部分与它自己的地址匹配（即,IP地址为0.0.0.13则接收方把该IP地址 解释成为本网络的主机地址，并接收该IP数据报。特别说明：“0.0.0.0 ” =代表本主机地址。网络上任何主机都可以用它来表示 自己。4.回送地址从IP地址分类中我们可以看到，原本属于A类地址范围内的IP地址127.0.0.0 - -127.255.255.255却并没有包含在

12、A类地址之内。任何一个以数字127开头的IP地址（127.any.any.any都叫做回送地址（loopback address它是一个保留地址，最常见的表示形式为127.0.0.1。在每个主机上对应于IP地址127.0.0.1有个接口，称为回送接口 （loopbackin terface。IP协议规定，当任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机。因此，网络号等于127的数 据报文不能出现在任何网络上，主机和路由器不能为该地址广播任何寻径信息。回送地址的用途是，可以实现对本机网络协议的测试或实现本地进程间的通 信。2.2冲突域与

13、广播域集线器/网桥/交换机/路由器构成的冲突域与广播域表如表 2-1所示：表2-1设备名称工作层冲突域广播域Hub物理层所有端口在同一冲突域所有设备在同一广播域Bridge数据链路层每个网段有自己的冲突域所有的网段都在同一广播域Switch数据链路层每个网段/VLAN有自己的冲突域相同VLAN下的网段在同一广播域Router网络层每个路由器的接口或VLAN有自己的广播域不同的路由端口有不同的子网或广播域2.3网络设备分层模型Core Inr审殆 言豈冊 越搂* 昌ftti務捉图2-2网络设备分层模型2.4 TCP/IP 协议2.4.1 TCP/IP和OSI模型的对应关系图2-3 TCP/IP基

14、本概念一包包是网络上传输的数据片段，也称数据报。网络上使用包为单位传输的目的是为了资源共享和检错、纠错包是一种统称，在不同的协议不同的层次，包有不同的名字，如TCP/IP协议中，数 据链路层的包叫帧（Frame ,IP层的包叫IP包等。应用程序自己也可以设计自己的包类型，如stream socket程序中使用包。TCP/IP协议族如图2-4所示网络层 传输层 会话层 表示层 物理层应用层23457数据链路层网络接口层网际层传输层应用层Ethernet （以太网、Toking Ring（令牌环等 IP、ICMP、ARP、RARP TCP、UDP FTP、Tel netHTT、SMTP TCP/I

15、POSI TCP/IP子协议OSI模型应用层Tel net FTP SMT TFT SNM传输层TCP UDP ICM网络层IP ARP数据链路层 以太物理层 图2-4习题1、在下面的IP地址中标出其是属于 A类、B类还是 C 类。A、127.34.125.37 B 100.100.98.98 C 205.169.85.0 D 132.195.87.2E、10.0.0.4 2、对于一个给定的IP地址，191.234.247.98 （假设没有子网），指出 其网络地址和主 机地址分别是什么。3、某公司现有一个C类的IP地址 202.1030,需要建立三个子网，请完成子网的设计 工作并指出地址的子网部分和主机部分。3、简要描述广播和组播的概念。4、简要描述冲突域和广播域的概 念。5、简要描述网络设备的分层模型。 6简要描述TCP/IP协议和OSI模型的对应关系。7、在子网地址为162.105.130.0/24的网络上，该网络的广播地址是什 么。&简要回送地址的概念