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计算机网络第五章本讲稿第一页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法 问题：各个物理网络之间要实现信息互通，问题：各个物理网络之间要实现信息互通，问题：各个物理网络之间要实现信息互通，问题：各个物理网络之间要实现信息互通，必须将网络互连。必须将网络互连。必须将网络互连。必须将网络互连。网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网网络之间存在寻址方案、最大分组长度限制、网络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策络接入控制机制、超时机制、差错控制方法、路由策略、用户接入控制、连接略、用户接入控制、连接略、用户接入控制、连接略、用户接入控制、连接略、用户接入控制、连接略、用户接入控制、连接/无连接服务、管理和控制无连接服务、管理和控制无连接服务、管理和控制无连接服务、管理和控制方式的差异。方式的差异。方式的差异。方式的差异。本讲稿第二页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法11 1、网络互连（、网络互连（、网络互连（、网络互连（、网络互连（、网络互连（internetinternet）的要求）的要求）的要求）的要求）的要求）的要求vv v 提供网络之间的互连设备和物理线路提供网络之间的互连设备和物理线路提供网络之间的互连设备和物理线路提供网络之间的互连设备和物理线路提供网络之间的互连设备和物理线路提供网络之间的互连设备和物理线路vv v 采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议采用的互连技术尽量不改变各个网络的协议 体系结构体系结构体系结构体系结构体系结构体系结构vv 网络互连协议要满足和适应网络的异构性网络互连协议要满足和适应网络的异构性网络互连协议要满足和适应网络的异构性网络互连协议要满足和适应网络的异构性本讲稿第三页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法22 2、网络互连的形式：、网络互连的形式：、网络互连的形式：、网络互连的形式：、网络互连的形式：、网络互连的形式：LAN-LANLAN-LANLAN-LAN、LAN-WANLAN-WANLAN-WAN、WAN-WANWAN-WANWAN-WANWAN-WANBB802.5802.5RRLAN-WANLAN-WANLAN-LANLAN-LANLAN-WANLAN-WANHUBHUBInternetInternetX.25X.25LAN-LANLAN-LANRRRRLAN-LANLAN-LANBB802.4802.4802.3802.3802.3802.3GG802.5BBRRHUB本讲稿第四页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法33、互连体系结构、互连体系结构、互连体系结构、互连体系结构、互连体系结构、互连体系结构 目前，实行两类网络互连体制：目前，实行两类网络互连体制：目前，实行两类网络互连体制：目前，实行两类网络互连体制：目前，实行两类网络互连体制：目前，实行两类网络互连体制：逐段法（逐段法（逐段法（逐段法（hop-by-hophop-by-hophop-by-hop）“协议变换协议变换协议变换协议变换协议变换协议变换”体制：在网关中实现某一层上不同子网体制：在网关中实现某一层上不同子网体制：在网关中实现某一层上不同子网体制：在网关中实现某一层上不同子网体制：在网关中实现某一层上不同子网体制：在网关中实现某一层上不同子网协议的转换。协议的转换。协议的转换。协议的转换。协议的转换。协议的转换。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。特点：各子网独立性强，网关复杂，成本高。本讲稿第五页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法网络网络网络网络1 1的高层的高层的高层的高层网络网络网络网络1 1互连层互连层互连层互连层网络网络网络网络1 1的低层的低层的低层的低层网络网络网络网络2 2的高层的高层的高层的高层网络网络网络网络2 2互连层互连层互连层互连层网络网络网络网络2 2的低层的低层的低层的低层网络网络网络网络11网络网络网络网络11中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统网络网络网络网络网络网络222网络网络网络网络22中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统22低层低层低层低层11低层低层低层低层网关网关网关网关网关网关协议转换协议转换协议转换协议转换本讲稿第六页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法 端到端法（端到端法（端到端法（端到端法（端到端法（端到端法（end-to-endend-to-endend-to-endend-to-endend-to-endend-to-end）“网际协议网际协议网际协议网际协议网际协议网际协议”体制：各端系统和网关都执行相同的体制：各端系统和网关都执行相同的体制：各端系统和网关都执行相同的体制：各端系统和网关都执行相同的体制：各端系统和网关都执行相同的体制：各端系统和网关都执行相同的网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。网际协议，在网际互连层实现端到端的透明传输。特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，特点：网关简单，统一的路由策略，全局寻址，网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高网际互连层只提供无连接的数据报服务，由端系统高层保证传输质量。层保证传输质量。层保证传输质量。层保证传输质量。层保证传输质量。层保证传输质量。本讲稿第七页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法网络网络网络网络1 1的高层的高层的高层的高层网际互连层网际互连层网际互连层网际互连层网络网络网络网络1 1低层低层低层低层网络网络网络网络2 2的高层的高层的高层的高层网际互连层网际互连层网际互连层网际互连层网络网络网络网络2 2低层低层低层低层网络网络网络网络11网络网络网络网络11中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统网络网络网络网络22网络网络网络网络22中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统22低层低层低层低层11低层低层低层低层网关网关网关网关网际互连网际互连网际互连网际互连本讲稿第八页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法44 4、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备 互连层：网关的工作层，即实现互连的（最互连层：网关的工作层，即实现互连的（最互连层：网关的工作层，即实现互连的（最互连层：网关的工作层，即实现互连的（最互连层：网关的工作层，即实现互连的（最互连层：网关的工作层，即实现互连的（最 高）功能层。高）功能层。高）功能层。高）功能层。高）功能层。高）功能层。网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数网络互连是通信子网间的互连，只涉及物理层、数据链路层、网络层。据链路层、网络层。据链路层、网络层。据链路层、网络层。据链路层、网络层。据链路层、网络层。注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属注：更高层网关用于特定端系统的连接，不属于网络互连。于网络互连。于网络互连。于网络互连。于网络互连。于网络互连。本讲稿第九页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法44、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备 互连层次选择的原则：对于网络互连层次选择的原则：对于网络互连层次选择的原则：对于网络互连层次选择的原则：对于网络11和网络和网络和网络和网络和网络和网络22 2的端的端的端的端系统，若（系统，若（系统，若（系统，若（N-1N-1N-1）及以下层不同，（）及以下层不同，（）及以下层不同，（）及以下层不同，（）及以下层不同，（）及以下层不同，（N+1N+1N+1）及以上层）及以上层）及以上层）及以上层）及以上层）及以上层完全相同，而（完全相同，而（完全相同，而（完全相同，而（完全相同，而（完全相同，而（NNN）层相同或可以转换为对方的（）层相同或可以转换为对方的（）层相同或可以转换为对方的（）层相同或可以转换为对方的（）层相同或可以转换为对方的（）层相同或可以转换为对方的（NNN）层，则（层，则（层，则（层，则（层，则（层，则（NN）层是互连实现层，称为）层是互连实现层，称为）层是互连实现层，称为）层是互连实现层，称为）层是互连实现层，称为）层是互连实现层，称为“第第第第第第NNN层同构互连层同构互连层同构互连层同构互连层同构互连层同构互连”。本讲稿第十页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法44 4、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备、网络互连原则及互连设备 网关的类型：物理层网关（中继器网关的类型：物理层网关（中继器网关的类型：物理层网关（中继器网关的类型：物理层网关（中继器网关的类型：物理层网关（中继器网关的类型：物理层网关（中继器RepeaterRepeaterRepeater、共享、共享、共享、共享、共享、共享HUBHUBHUB）、数据链路层网关（网桥）、数据链路层网关（网桥）、数据链路层网关（网桥）、数据链路层网关（网桥BridgeBridge）、网络层）、网络层）、网络层）、网络层）、网络层）、网络层网关（路由器网关（路由器网关（路由器网关（路由器网关（路由器网关（路由器RouterRouterRouter）、高层网关（网关机）、高层网关（网关机）、高层网关（网关机）、高层网关（网关机）、高层网关（网关机）、高层网关（网关机Gateway Gateway Gateway HostHostHost）。）。）。）。）。）。本讲稿第十一页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法55 5、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成输入端口输入端口输入端口输入端口输出端口输出端口输出端口输出端口路路由由选选择择分分组组转转发发路由选择协议路由选择协议路由表路由表111122223333转发表转发表分组处理分组处理交换结构交换结构路由选择处理机路由选择处理机本讲稿第十二页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法55、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成 路由选择部分路由选择部分路由选择部分路由选择部分 分组转发部分分组转发部分分组转发部分分组转发部分分组转发部分分组转发部分 交换结构交换结构交换结构交换结构交换结构交换结构 一组输入端口一组输入端口一组输入端口一组输入端口 一组输出端口一组输出端口一组输出端口一组输出端口 本讲稿第十三页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法55 5、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成 输入端口的处理输入端口的处理输入端口的处理输入端口的处理输入端口的处理输入端口的处理物理层处物理层处理理数据链路数据链路层处理层处理网络层处理网络层处理分组排队分组排队查表和转发查表和转发从从线线路路接接收收分分组组交交换换结结构构本讲稿第十四页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法55 5、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成 输出端口的处理输出端口的处理输出端口的处理输出端口的处理物理层处物理层处理理数据链路数据链路层处理层处理网络层处理网络层处理分组排队分组排队缓存管理缓存管理向向线线路路发发送送分分组组交交换换结结构构本讲稿第十五页，共八十二页第一节第一节 网络互连原理及一般方法网络互连原理及一般方法55、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成、路由器的构成交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：交换结构：路由器的关键构件。常用的交换方法：vv v 通过存储器：通过存储器：通过存储器：通过存储器：通过存储器：通过存储器：Cisco Cisco 公司的公司的公司的公司的Catalyst 8500Catalyst 8500系列系列系列系列系列系列 Bay NetworkBay NetworkBay Network公司的公司的公司的公司的 Accelar 1200Accelar 1200系列系列系列系列系列系列vv v 通过总线：通过总线：通过总线：通过总线：通过总线：通过总线：Cisco Cisco Cisco 公司的公司的公司的公司的公司的公司的Catalyst 1900Catalyst 1900Catalyst 1900系列系列系列系列vv 通过互联网络：通过互联网络：通过互联网络：通过互联网络：通过互联网络：通过互联网络：CiscoCiscoCisco公司的公司的公司的公司的公司的公司的 120001200012000系列系列系列系列系列系列 本讲稿第十六页，共八十二页第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP各种应用层协议各种应用层协议各种应用层协议各种应用层协议TELNETTELNET，FTPFTPTCPTCP，UDPUDPICMP IGMPICMP IGMPIPIPRARPRARP，ARPARP与各种网络接口与各种网络接口与各种网络接口与各种网络接口物理硬件物理硬件物理硬件物理硬件应用层应用层应用层应用层运输层运输层运输层运输层网际层网际层网际层网际层网络接口层网络接口层网络接口层网络接口层本讲稿第十七页，共八十二页NN个网络互连，每两个网络之间需要一个协议转个网络互连，每两个网络之间需要一个协议转个网络互连，每两个网络之间需要一个协议转个网络互连，每两个网络之间需要一个协议转换器，则换器，则换器，则换器，则NN个网络共需要个网络共需要个网络共需要个网络共需要NN（N-1N-1）/2/2个协议个协议个协议个协议转换器。由于互连的计算机网络使用相同的转换器。由于互连的计算机网络使用相同的转换器。由于互连的计算机网络使用相同的转换器。由于互连的计算机网络使用相同的网际协议网际协议网际协议网际协议IPIP，可将其称为，可将其称为，可将其称为，可将其称为IPIP网或互连网。网或互连网。网或互连网。网或互连网。网际协议网际协议网际协议网际协议IPIP配套使用的还有四个协议：地址解配套使用的还有四个协议：地址解配套使用的还有四个协议：地址解配套使用的还有四个协议：地址解析协议析协议析协议析协议ARPARP、逆地址解析协议、逆地址解析协议、逆地址解析协议、逆地址解析协议RARPRARP、InternetInternet控制报文协议控制报文协议控制报文协议控制报文协议ICMPICMP、因特网组管理、因特网组管理、因特网组管理、因特网组管理协议协议协议协议IGMPIGMP。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第十八页，共八十二页第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP11 1、因特网的网络互连体系结构、因特网的网络互连体系结构、因特网的网络互连体系结构、因特网的网络互连体系结构、因特网的网络互连体系结构、因特网的网络互连体系结构应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层网际层网际层网际层网际层网络接口层网络接口层网络接口层网络接口层应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层网际层网际层网际层网际层网络接口层网络接口层网络接口层网络接口层网络网络网络网络11网络网络网络网络11中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统网络网络网络网络22网络网络网络网络网络网络22 2中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统中的端系统接口接口接口接口22接口接口接口接口11路由器路由器路由器路由器网际层网际层网际层网际层 参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络参与互连的子网络在网络层以下是异构的，而在网络层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层层以上是同构的，或者网络层也是异构的，但可在网络层上增加一个同构的网际层，该情形称为上增加一个同构的网际层，该情形称为上增加一个同构的网际层，该情形称为上增加一个同构的网际层，该情形称为上增加一个同构的网际层，该情形称为上增加一个同构的网际层，该情形称为“网络同构互连网络同构互连网络同构互连网络同构互连网络同构互连网络同构互连”。本讲稿第十九页，共八十二页22、IPIP地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法IPIP地址现在由因特网名字与号码指派公司地址现在由因特网名字与号码指派公司地址现在由因特网名字与号码指派公司地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANNICANN进行分配。进行分配。进行分配。进行分配。IPIP地址的编址经历了三个阶段：地址的编址经历了三个阶段：地址的编址经历了三个阶段：地址的编址经历了三个阶段：vv分类的分类的分类的分类的IPIP地址，地址，地址，地址，19811981年通过相应标准年通过相应标准年通过相应标准年通过相应标准vv子网的划分，子网的划分，子网的划分，子网的划分，19851985年通过相应标准年通过相应标准年通过相应标准年通过相应标准vv构成超网，构成超网，构成超网，构成超网，19931993年通过并得到推广应用年通过并得到推广应用年通过并得到推广应用年通过并得到推广应用第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第二十页，共八十二页22、IPIP地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法IPIP地址：给每一个连接在地址：给每一个连接在地址：给每一个连接在地址：给每一个连接在Internet Internet 上的主机分上的主机分上的主机分上的主机分配一个唯一的配一个唯一的配一个唯一的配一个唯一的3232位地址。位地址。位地址。位地址。IPIP地址分类：地址分类：地址分类：地址分类：AA、BB、CC、DD、EE类。常用类。常用类。常用类。常用AA、BB、CC类。类。类。类。IPIP地址结构：由网络号字段（地址结构：由网络号字段（地址结构：由网络号字段（地址结构：由网络号字段（net-idnet-id）和主机号）和主机号）和主机号）和主机号字段（字段（字段（字段（host-idhost-id）组成。）组成。）组成。）组成。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第二十一页，共八十二页22、IPIP地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法地址及其表示方法常见常见常见常见AA、BB、CC类地址：类别比特分别占类地址：类别比特分别占类地址：类别比特分别占类地址：类别比特分别占11、22、33位，其值分别为位，其值分别为位，其值分别为位，其值分别为00、1010、110110；网络号字段分别为；网络号字段分别为；网络号字段分别为；网络号字段分别为11、22、33字节长；主机号字段分别为字节长；主机号字段分别为字节长；主机号字段分别为字节长；主机号字段分别为33、22、11字段字段字段字段长。长。长。长。DD类地址是多播（组播）地址，留给类地址是多播（组播）地址，留给类地址是多播（组播）地址，留给类地址是多播（组播）地址，留给InternetInternet体系结构委员会体系结构委员会体系结构委员会体系结构委员会IABIAB使用。使用。使用。使用。EE类地址为保留类地址为保留类地址为保留类地址为保留地址。地址。地址。地址。AA类地址不对社会分配。类地址不对社会分配。类地址不对社会分配。类地址不对社会分配。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第二十二页，共八十二页IPIP地址的地址的地址的地址的“点分十进制记数法点分十进制记数法点分十进制记数法点分十进制记数法”：10000010 00001011 00000011 0001111010000010 00001011 00000011 00011110 130 130 11 11 3 3 30 30第一字段：第一字段：第一字段：第一字段：128191128191为为为为BB类，类，类，类，192223192223为为为为CC类。类。类。类。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP0net-idhost-id01682431A类10net-idhost-id1 1 0net-idhost-id1110组播地址组播地址1 1 1 1 0留为今后使用留为今后使用B类C类D类E类本讲稿第二十三页，共八十二页不分配的特殊不分配的特殊不分配的特殊不分配的特殊不分配的特殊不分配的特殊IPIP地址：地址：地址：地址：地址：地址：第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IPNet-idHost-id地址类型地址类型意义意义全0全0源地址源地址启动时标识源主机启动时标识源主机全0Host-id源源/宿地址宿地址本网络的指定主机本网络的指定主机全1全1宿地址宿地址本网络内广播本网络内广播Net-id全1宿地址宿地址对指定网络广播对指定网络广播127任意宿地址宿地址机器内部测试（不进入网络）机器内部测试（不进入网络）本讲稿第二十四页，共八十二页第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP IPIP地址的特点：分等级地址结构、同一主机地址的特点：分等级地址结构、同一主机地址的特点：分等级地址结构、同一主机地址的特点：分等级地址结构、同一主机多个地址、网桥或转发器连接的局域网仍为一个多个地址、网桥或转发器连接的局域网仍为一个多个地址、网桥或转发器连接的局域网仍为一个多个地址、网桥或转发器连接的局域网仍为一个网络（具有相同网络号）、所有网络的网络号的网络（具有相同网络号）、所有网络的网络号的网络（具有相同网络号）、所有网络的网络号的网络（具有相同网络号）、所有网络的网络号的分配是平等的、路由器的每个端口具有一个分配是平等的、路由器的每个端口具有一个分配是平等的、路由器的每个端口具有一个分配是平等的、路由器的每个端口具有一个IPIP地地地地址、址、址、址、IPIP地址可用来指明一个网络（主机号为全地址可用来指明一个网络（主机号为全地址可用来指明一个网络（主机号为全地址可用来指明一个网络（主机号为全00）。）。）。）。如：如：如：如：12.0.0.012.0.0.0，188.23.0.0188.23.0.0，202.17.78.0202.17.78.0。本讲稿第二十五页，共八十二页33 3、IPIP地址与物理地址地址与物理地址地址与物理地址地址与物理地址 物理地址：因特网中在单个子网内部寻址所物理地址：因特网中在单个子网内部寻址所物理地址：因特网中在单个子网内部寻址所物理地址：因特网中在单个子网内部寻址所使用的地址，又称硬件地址或使用的地址，又称硬件地址或使用的地址，又称硬件地址或使用的地址，又称硬件地址或使用的地址，又称硬件地址或使用的地址，又称硬件地址或MACMACMAC地址（网卡地地址（网卡地地址（网卡地地址（网卡地址）。址）。址）。址）。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。说明：网际间不能通过物理地址直接寻址。路由器中的路由器中的路由器中的路由器中的路由器中的路由器中的ARPARPARP协议实体从本站出和入端口协议实体从本站出和入端口协议实体从本站出和入端口协议实体从本站出和入端口协议实体从本站出和入端口协议实体从本站出和入端口IPIP地地地地地地址解析出址解析出址解析出址解析出址解析出址解析出MACMACMAC地址，写入帧中。地址，写入帧中。地址，写入帧中。地址，写入帧中。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第二十六页，共八十二页第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP首部首部应用层数据应用层数据首部首部应用层数据应用层数据首部首部应用层数据应用层数据IP数据报数据报网络层及网络层及以上使用以上使用IP地址地址TCP报文报文MAC帧帧IP地址地址硬件地址硬件地址链路层及链路层及以下使用以下使用硬件地址硬件地址本讲稿第二十七页，共八十二页第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IPIP层上的互联网层上的互联网IP1HA1IP4IP5IP6IP2IP3路由器路由器R1路由器路由器R2主机主机H2HA2HA3HA4HA5HA6IP1到到IP2IP1到到IP2IP1到到IP2主机主机H1HA1到到HA3HA4到到HA5HA6到到HA2硬件硬件地址地址IP地址地址IP数据报数据报MAC帧帧本讲稿第二十八页，共八十二页44、子网的划分、子网的划分、子网的划分、子网的划分 问题：问题：问题：问题：问题：问题：BB B类地址含主机数目大，在同一网络类地址含主机数目大，在同一网络类地址含主机数目大，在同一网络类地址含主机数目大，在同一网络类地址含主机数目大，在同一网络类地址含主机数目大，在同一网络中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产中需要用网桥，而网桥不易防止故障，且容易产生广播风暴，不便管理。生广播风暴，不便管理。生广播风暴，不便管理。生广播风暴，不便管理。改进方法：将改进方法：将改进方法：将改进方法：将改进方法：将改进方法：将IPIPIP地址中主机号字段的前若干地址中主机号字段的前若干地址中主机号字段的前若干地址中主机号字段的前若干地址中主机号字段的前若干地址中主机号字段的前若干个比特作为个比特作为个比特作为个比特作为“子网号子网号子网号子网号”。对外部为一个。对外部为一个。对外部为一个。对外部为一个net-idnet-id，内，内，内，内，内，内部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置部自主划分子网，子网由路由器连接，便于配置和管理。和管理。和管理。和管理。和管理。和管理。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第二十九页，共八十二页44 4、子网的划分、子网的划分、子网的划分、子网的划分子网的表示与识别：子网的表示与识别：子网的表示与识别：子网的表示与识别：子网的表示与识别：子网的表示与识别：第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IPNet-idHost-idNet-idSubnet-id Host-id全全1全全0IPIP地址地址地址地址划分出子网字段划分出子网字段划分出子网字段划分出子网字段子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码本讲稿第三十页，共八十二页例：某单位分配一个例：某单位分配一个例：某单位分配一个例：某单位分配一个BB类地址的网络号类地址的网络号类地址的网络号类地址的网络号130.50.0.0130.50.0.0。要划分成。要划分成。要划分成。要划分成6060个子个子个子个子网。网。网。网。解：取解：取解：取解：取66位子网字段，子网掩码为：位子网字段，子网掩码为：位子网字段，子网掩码为：位子网字段，子网掩码为：FFFFFC00FFFFFC00第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP子网号子网号子网号子网号网络号网络号网络号网络号主机号主机号主机号主机号可取第一个子网为：可取第一个子网为：可取第一个子网为：可取第一个子网为：IPIP地址为地址为地址为地址为130.50.4.0130.50.4.011111111111111111111110000000000100000100011001000000100 00000000100000100011001000001000 00000000可取第二个子网为：可取第二个子网为：可取第二个子网为：可取第二个子网为：IPIP地址为地址为地址为地址为130.50.8.0130.50.8.0本讲稿第三十一页，共八十二页例：已知某主机的例：已知某主机的例：已知某主机的例：已知某主机的IPIP地址为地址为地址为地址为140.252.20.68140.252.20.68，所在子网的子网掩码为，所在子网的子网掩码为，所在子网的子网掩码为，所在子网的子网掩码为FFFFFE0FFFFFE0，求该主机所在的子网，求该主机所在的子网，求该主机所在的子网，求该主机所在的子网IPIP地址和主机号。地址和主机号。地址和主机号。地址和主机号。解：子网的解：子网的解：子网的解：子网的IPIP地址地址地址地址=主机主机主机主机IPIP地址地址地址地址 子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码 =140.252.20.68 =140.252.20.68 FFFFFFE0 FFFFFFE0 =140.252.20.64=140.252.20.64 主机号主机号主机号主机号=主机主机主机主机IPIP地址地址地址地址 子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码 =140.252.20.68 =140.252.20.68 0000001F0000001F =4 =468:01000100 68:01000100 E0:11100000E0:11100000 :01000000:01000000第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP采用子网掩码就相当于采用三级寻址：采用子网掩码就相当于采用三级寻址：采用子网掩码就相当于采用三级寻址：采用子网掩码就相当于采用三级寻址：路由器确定分组的路由器确定分组的路由器确定分组的路由器确定分组的IPIP地址中的网络号地址中的网络号地址中的网络号地址中的网络号 本网络再检查本网络再检查本网络再检查本网络再检查IPIP地址中的子网号地址中的子网号地址中的子网号地址中的子网号 本子网根据主机号确定端口号和主机本子网根据主机号确定端口号和主机本子网根据主机号确定端口号和主机本子网根据主机号确定端口号和主机本讲稿第三十二页，共八十二页55、地址的转换、地址的转换、地址的转换、地址的转换 具有具有具有具有IPIP地址的主机间通信，需要：地址的主机间通信，需要：地址的主机间通信，需要：地址的主机间通信，需要：实现实现实现实现IPIP地址与物理地址的转换：地址与物理地址的转换：地址与物理地址的转换：地址与物理地址的转换：IPIP地址是主机在网络地址是主机在网络地址是主机在网络地址是主机在网络层中的地址，若要将网络层中的数据报传送到目的层中的地址，若要将网络层中的数据报传送到目的层中的地址，若要将网络层中的数据报传送到目的层中的地址，若要将网络层中的数据报传送到目的主机，还要传到链路层变成主机，还要传到链路层变成主机，还要传到链路层变成主机，还要传到链路层变成MACMAC帧才能发送到网络。帧才能发送到网络。帧才能发送到网络。帧才能发送到网络。实现实现实现实现IPIP地址与主机名之间的转换：为便于用户使用和地址与主机名之间的转换：为便于用户使用和地址与主机名之间的转换：为便于用户使用和地址与主机名之间的转换：为便于用户使用和记忆主机名字。记忆主机名字。记忆主机名字。记忆主机名字。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第三十三页，共八十二页55、地址的转换、地址的转换、地址的转换、地址的转换 对于上述问题，给出相应的转换机制：对于上述问题，给出相应的转换机制：对于上述问题，给出相应的转换机制：对于上述问题，给出相应的转换机制：域名系统域名系统域名系统域名系统DNSDNS（Domain Name SystemDomain Name System）：由）：由）：由）：由源主机中的名字解析软件源主机中的名字解析软件源主机中的名字解析软件源主机中的名字解析软件resolverresolver自动找到域名服自动找到域名服自动找到域名服自动找到域名服务器，实现主机名字与务器，实现主机名字与务器，实现主机名字与务器，实现主机名字与IPIP地址的映射。地址的映射。地址的映射。地址的映射。地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议ARPARP（Address Resolution Address Resolution ProtocolProtocol）和逆地址解析器）和逆地址解析器）和逆地址解析器）和逆地址解析器RARPRARP：实现主机：实现主机：实现主机：实现主机IPIP地址到地址到地址到地址到4848位的物理地址的映射。位的物理地址的映射。位的物理地址的映射。位的物理地址的映射。第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP本讲稿第三十四页，共八十二页55、地址的转换、地址的转换、地址的转换、地址的转换第二节第二节 Internet的网际协议的网际协议IP源主机名源主机名Host aIP=209.0.0.5IP=209.0.0.608002B00EE0A目的主机名目的主机名Host bNet-id=209.0.0.6Host bDNS209.0.0.6ARP08002B00EE0A网卡网卡本讲稿第三十五页，共八十二页地址解析地址解析地址解析地址解析地址解析地址解析ARPARPARP原理：原理：原理：原理：原理：原理：每个主机具有一个每个主机具有一个每个主机具有一个每个主机具有一个ARPARP高速缓存（高速缓存（高速缓存（高速缓存（高速缓存（高速缓存（cacheca