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第1章网络集成及布线本讲稿第一页，共五十三页课程地位计算机网络是信息社会的基础设施，局域网和企业网是信息传输和信息枢纽不可或缺的平台，构建稳定可靠、高效经济的计算机网络不仅能够促进信息的高速传输，加速信息共享的进程，进而提高信息系统的整体性能。通过本门课程的教学，可以使学生具有设计和实现局域设计和实现局域网和企业网的能力，和一定的工程质量管理的能力网和企业网的能力，和一定的工程质量管理的能力。网络工程专业的专业课，其他专业的选修课。22023/4/92023/4/9本讲稿第二页，共五十三页3课程目的了解网络工程设计的一般步骤和方法，掌握设计小、中、大型局域网/企业网的基本技术和技巧，积累网络工程经验，培养分析和解决网络工程应用问题的能力，提高综合素质，为后继任职或研究工作奠定必要的理论和实践基础。2023/4/92023/4/9本讲稿第三页，共五十三页授课方式课时分配：13(12)次理论课、11次实验课考核方式:上机实验和平时（回答问题/考勤）占40%期末考试占60%2023/4/92023/4/9本讲稿第四页，共五十三页授课要求一门实践性相当强的技术课程！几点要求：听：上课认真听练：课后多练习看：上网多看看2023/4/92023/4/9本讲稿第五页，共五十三页网络工程设计与系统集成网络工程设计与系统集成强调网络设计原理强调网络设计原理 突出系统集成实践突出系统集成实践 案例学习贯穿全书案例学习贯穿全书2023/4/92023/4/9本讲稿第六页，共五十三页问题思考回顾计算机技术类课程，系统集成思回顾计算机技术类课程，系统集成思想对计算机系统的作用想对计算机系统的作用联想你熟悉的联想你熟悉的“工程项目工程项目”，设想，设想计算机网络工程包含的内容计算机网络工程包含的内容2023/4/92023/4/9本讲稿第七页，共五十三页 学习目标学习目标了解系统集成的发展和层面，理解网络工程设计和了解系统集成的发展和层面，理解网络工程设计和系统集成概念。系统集成概念。掌握网络系统结构与协议的基本知识，会使用掌握网络系统结构与协议的基本知识，会使用掌握网络系统结构与协议的基本知识，会使用掌握网络系统结构与协议的基本知识，会使用OSIOSI与与TCP/IPTCP/IP对比，分析实际网络体系结构。对比，分析实际网络体系结构。对比，分析实际网络体系结构。对比，分析实际网络体系结构。了解智能了解智能DNSDNS工作原理，理解工作原理，理解工作原理，理解工作原理，理解IPIP协议要点与使用规范。协议要点与使用规范。协议要点与使用规范。协议要点与使用规范。理解域名系统表示与域名解析方法。理解域名系统表示与域名解析方法。理解域名系统表示与域名解析方法。理解域名系统表示与域名解析方法。熟练掌握熟练掌握熟练掌握熟练掌握IPv4IPv4子网地址设置与子网掩码设置。子网地址设置与子网掩码设置。子网地址设置与子网掩码设置。子网地址设置与子网掩码设置。了解系统集成体系结构和系统集成步骤，理解网络结构特了解系统集成体系结构和系统集成步骤，理解网络结构特了解系统集成体系结构和系统集成步骤，理解网络结构特了解系统集成体系结构和系统集成步骤，理解网络结构特点与区别。点与区别。点与区别。点与区别。基本掌握网络各种结构的使用范围。基本掌握网络各种结构的使用范围。基本掌握网络各种结构的使用范围。基本掌握网络各种结构的使用范围。第1章 绪论2023/4/92023/4/9本讲稿第八页，共五十三页本章重点：网络系统集成内容和步骤网络系统集成内容和步骤网络系统集成内容和步骤网络系统集成内容和步骤 OSIOSI与与与与TCP/IPTCP/IP体系结构和协议体系结构和协议体系结构和协议体系结构和协议 使用使用使用使用OSIOSI与与与与TCP/IPTCP/IP对比，分析实际网络体系结构对比，分析实际网络体系结构对比，分析实际网络体系结构对比，分析实际网络体系结构 IPv4IPv4子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码 本章难点：IPv4IPv4子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码子网划分与子网掩码 智能智能智能智能DNSDNS工作原理工作原理工作原理工作原理第1章 绪论2023/4/92023/4/9本讲稿第九页，共五十三页n1.1.1 网络工程概念网络工程概念网件工程（Network Engineering，NE）是从整体出发，合理规划、设计、实施和运用计算机网络的工程技术。根据网络组建需求，综合应用计算机科学和管理科学中有关的思想、理论和方法，对网络系统结构、要素、功能和应用等进行分析，以达到最优规划、最优设计、最优实施和最优管理的目的。1.11.1网络工程概述网络工程概述2023/4/92023/4/9本讲稿第十页，共五十三页n网络工程设计概念网络工程设计概念网络工程设计是按照用户组网需求，从网络综合布线、数据通信、系统集成等方面综合考虑，选用先进网络技术和成熟产品；为用户提供科学、合理，实用、好用、够用的网络系统解决方案；为网络系统集成提供技术文档和工程实施依据。1.11.1网络工程概述网络工程概述2023/4/92023/4/9本讲稿第十一页，共五十三页n1.1.2系统集成的概念系统集成的概念系统（系统（系统（系统（SystemSystem）的意思是）的意思是）的意思是）的意思是“体系，制度，体制，秩序，体系，制度，体制，秩序，体系，制度，体制，秩序，体系，制度，体制，秩序，规律，方法规律，方法规律，方法规律，方法”。集成（。集成（。集成（。集成（IntegrationIntegration）的意思是）的意思是）的意思是）的意思是“成为整体，成为整体，成为整体，成为整体，组合，综合，一体化组合，综合，一体化组合，综合，一体化组合，综合，一体化”。集成可以表示将单个元件组装成一台设备或一种结构的过集成可以表示将单个元件组装成一台设备或一种结构的过集成可以表示将单个元件组装成一台设备或一种结构的过集成可以表示将单个元件组装成一台设备或一种结构的过程。程。程。程。例如，将大量的晶体管组成一个例如，将大量的晶体管组成一个例如，将大量的晶体管组成一个例如，将大量的晶体管组成一个“集成集成集成集成”电路。集成也可以电路。集成也可以电路。集成也可以电路。集成也可以表示由某种规则的相互作用形式而联结的部件组合体，即有组织表示由某种规则的相互作用形式而联结的部件组合体，即有组织表示由某种规则的相互作用形式而联结的部件组合体，即有组织表示由某种规则的相互作用形式而联结的部件组合体，即有组织的整体。的整体。的整体。的整体。例如，将软件的多个功能模块组合成例如，将软件的多个功能模块组合成例如，将软件的多个功能模块组合成例如，将软件的多个功能模块组合成“一体化一体化一体化一体化”系统，使系统，使系统，使系统，使整体系统从一个程序到另一个程序能够共享命令和信息流。这整体系统从一个程序到另一个程序能够共享命令和信息流。这整体系统从一个程序到另一个程序能够共享命令和信息流。这整体系统从一个程序到另一个程序能够共享命令和信息流。这种软件被称为是种软件被称为是种软件被称为是种软件被称为是“集成集成集成集成”软件。软件。软件。软件。1.11.1网络工程概述网络工程概述2023/4/92023/4/9本讲稿第十二页，共五十三页 网网网网络络络络系系系系统统统统集集集集成成成成是是是是在在在在信信信信息息息息系系系系统统统统工工工工程程程程方方方方法法法法的的的的指指指指导导导导下下下下，根根根根据据据据网网网网络络络络应应应应用用用用的的的的需需需需求求求求，将将将将网网网网络络络络硬硬硬硬件件件件设设设设备备备备、系系系系统统统统软软软软件件件件和和和和应应应应用用用用软软软软件件件件等等等等产产产产品品品品和和和和技技技技术术术术，系系系系统统统统性性性性地地地地集集集集合合合合在在在在一一一一起起起起，成成成成为为为为满满满满足足足足用用用用户户户户需需需需求求求求的的的的、较较较较高高高高性性性性价价价价比比比比的的的的计计计计算算算算机网络系统。机网络系统。机网络系统。机网络系统。1.1.3 网络系统集成的发展 网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展 LAN-LANLAN-LAN互连和互连和互连和互连和LAN-WANLAN-WAN的互连的互连的互连的互连 网络已经具有了网络已经具有了网络已经具有了网络已经具有了“网格（网格（网格（网格（gridgrid）”的雏形的雏形的雏形的雏形 网络集成正朝着高速率、大容量的方向发网络集成正朝着高速率、大容量的方向发网络集成正朝着高速率、大容量的方向发网络集成正朝着高速率、大容量的方向发展展展展局局局局 域域域域 网网网网 速速速速 度度度度 已已已已 经经经经 从从从从 共共共共 享享享享 式式式式10Mbps10Mbps升升升升 级级级级 到到到到 交交交交 换换换换 式式式式100Mbps1000Mbps100Mbps1000Mbps，甚至已达到，甚至已达到，甚至已达到，甚至已达到10Gbps10Gbps。2023/4/92023/4/9本讲稿第十三页，共五十三页 1.网络软硬件产品的集成网络软硬件产品的集成 网网网网络络络络信信信信道道道道采采采采用用用用传传传传输输输输介介介介质质质质（电电电电缆缆缆缆、光光光光缆缆缆缆）组组组组成成成成，网网网网络络络络通通通通信信信信平平平平台台台台采采采采用用用用信信信信息息息息交交交交换换换换和和和和路路路路由由由由设设设设备备备备（交交交交换换换换机机机机、路路路路由由由由器器器器、收收收收发发发发器器器器）组组组组成成成成，网网网网络络络络信信信信息息息息资资资资源源源源平平平平台台台台采采采采用用用用服服服服务务务务器器器器和和和和操操操操作系统组成作系统组成作系统组成作系统组成 。1.1.4 网络系统集成的层面 2.网络技术的集成网络技术的集成 全双工交换式以太网、全双工交换式以太网、全双工交换式以太网、全双工交换式以太网、1000Mbps1000Mbps以太网、以太网、以太网、以太网、10Gbps10Gbps以太网，第三层交换，虚拟个人网以太网，第三层交换，虚拟个人网以太网，第三层交换，虚拟个人网以太网，第三层交换，虚拟个人网（VPNVPN，Virtual Private NetworkVirtual Private Network），双址（源地址、目标地址）路由，双栈（），双址（源地址、目标地址）路由，双栈（），双址（源地址、目标地址）路由，双栈（），双址（源地址、目标地址）路由，双栈（IPv4IPv4、IPv6IPv6）路由，多路（）路由，多路（）路由，多路（）路由，多路（CPUCPU）对称处理，网络附加存储（）对称处理，网络附加存储（）对称处理，网络附加存储（）对称处理，网络附加存储（NASNAS）、区域存储网络）、区域存储网络）、区域存储网络）、区域存储网络（SANSAN），），），），Client/ServerClient/Server模式、模式、模式、模式、Browser/ServerBrowser/Server模式和模式和模式和模式和Browser/Application/ServerBrowser/Application/Server模式，分布式互连网应用结构等。模式，分布式互连网应用结构等。模式，分布式互连网应用结构等。模式，分布式互连网应用结构等。3.网络应用的集成网络应用的集成 DNSDNS，WWWWWW，E-mailE-mail，FTPFTP，VODVOD（视频点播），杀毒软件（视频点播），杀毒软件（视频点播），杀毒软件（视频点播），杀毒软件（网络版），网络管理与故障诊断系统等（网络版），网络管理与故障诊断系统等（网络版），网络管理与故障诊断系统等（网络版），网络管理与故障诊断系统等 2023/4/92023/4/9本讲稿第十四页，共五十三页网络协议网络协议语法、语义和时序语法、语义和时序 体系结构体系结构 完成计算机间的协同工作，把计算完成计算机间的协同工作，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务议及相邻层之间的接口服务 1.2.1网络协议与结构网络协议与结构 1.21.21.21.2网络体系结构与协议网络体系结构与协议网络体系结构与协议网络体系结构与协议2023/4/92023/4/9本讲稿第十五页，共五十三页1.21.21.21.2网络体系结构与协议网络体系结构与协议网络体系结构与协议网络体系结构与协议n n体系体系结结构构n n服服务务定定义义n n协议规协议规格格1.2.2 OSI模型模型2023/4/92023/4/9本讲稿第十六页，共五十三页PDU与数据封装与数据封装 OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）。传输层及以下各层的PDU有各自特定的名称：传输层数据段（Segment），网络层分组数据报文（Packet），数据链路层数据帧（Frame），物理层二进制比特流（Bit）2023/4/92023/4/9本讲稿第十七页，共五十三页数据多层封装与拆封数据多层封装与拆封2023/4/92023/4/9本讲稿第十八页，共五十三页 1.TCP/IP1.TCP/IP协议协议 (1)(1)协议集协议集1.2.31.2.3 TCP/IP TCP/IP体系结构体系结构FTP FTP 文件传输协议；文件传输协议；文件传输协议；文件传输协议；HTTPHTTP-超文本传输协议；超文本传输协议；超文本传输协议；超文本传输协议；SMTPSMTP 简单邮件传输协议；简单邮件传输协议；简单邮件传输协议；简单邮件传输协议；DNSDNS 域名解析服务系统；域名解析服务系统；域名解析服务系统；域名解析服务系统；TFTPTFTP-一般文件传输协议；一般文件传输协议；一般文件传输协议；一般文件传输协议；SNMSNMP-P-P-P-简单网络管理协议；简单网络管理协议；简单网络管理协议；简单网络管理协议；TCP TCP 文件传输控制协议；文件传输控制协议；文件传输控制协议；文件传输控制协议；UDP-UDP-用户报文协议；用户报文协议；用户报文协议；用户报文协议；IP IP IP IP 网际互连协议。网际互连协议。网际互连协议。网际互连协议。2023/4/92023/4/9本讲稿第十九页，共五十三页 TCP/IP模型模型 TCP/IPTCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署起源于美国国防部高级研究规划署起源于美国国防部高级研究规划署起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)(DARPA)的一项研究计划的一项研究计划的一项研究计划的一项研究计划实现若干台主机的相实现若干台主机的相实现若干台主机的相实现若干台主机的相互通信。互通信。互通信。互通信。现在现在现在现在TCP/IPTCP/IP已成为已成为已成为已成为InternetInternet上通信的标准。上通信的标准。上通信的标准。上通信的标准。TCP/IPTCP/IP模型包括模型包括模型包括模型包括4 4个概念层次：个概念层次：个概念层次：个概念层次：应用层（应用层（应用层（应用层（applicationapplication）传输层（传输层（传输层（传输层（transporttransport）网际层（网际层（网际层（网际层（internetinternet）网络接口（网络接口（网络接口（网络接口（network interfacenetwork interface）2023/4/92023/4/9本讲稿第二十页，共五十三页TCP/IP体系结构及功能 2023/4/92023/4/9本讲稿第二十一页，共五十三页TCP/IP的应用层的应用层应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、WebWeb浏览等应用。浏览等应用。浏览等应用。浏览等应用。应用层应用层传输层传输层网络接口网络接口网际层网际层文件传输文件传输 FTP、TFTP、NFS电子邮件电子邮件 SMTP、POP3WWW应用应用 HTTP远程登录远程登录 Telnet、rlogin网络管理网络管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 2023/4/92023/4/9本讲稿第二十二页，共五十三页TCP/IP的传输层的传输层传输层的两项主要功能：传输层的两项主要功能：传输层的两项主要功能：传输层的两项主要功能：流量控制：通过滑动窗口实现；流量控制：通过滑动窗口实现；流量控制：通过滑动窗口实现；流量控制：通过滑动窗口实现；可靠传输：由序号和确认来实现。可靠传输：由序号和确认来实现。可靠传输：由序号和确认来实现。可靠传输：由序号和确认来实现。传输层提供了传输层提供了传输层提供了传输层提供了TCPTCP和和和和UDPUDP两种传输协议：两种传输协议：两种传输协议：两种传输协议：TCPTCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。新发送没有收到的段。新发送没有收到的段。新发送没有收到的段。UDPUDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠不可靠不可靠不可靠”的。的。的。的。2023/4/92023/4/9本讲稿第二十三页，共五十三页应用层应用层传输层传输层网络接口网络接口网际层网际层面向连接的面向连接的 TCP无连接的无连接的 UDP传输层提供了两种传输协议传输层提供了两种传输协议2023/4/92023/4/9本讲稿第二十四页，共五十三页 TCP/UDP 端口号端口号TCPTCP和和和和UDPUDP都用端口都用端口都用端口都用端口(socket)(socket)号把信息传到上层。号把信息传到上层。号把信息传到上层。号把信息传到上层。端口号指示了正在使用的上层协议。端口号指示了正在使用的上层协议。端口号指示了正在使用的上层协议。端口号指示了正在使用的上层协议。F FT TP PS SMMT TP PT TF FT TP PD DN NS ST Te el ln ne et tS SN NMMP P21212323252553536969161161TCP UDPTCP UDP应用层应用层应用层应用层传输层传输层传输层传输层保留的端口号：保留的端口号：保留的端口号：保留的端口号：255255，公共应用，公共应用，公共应用，公共应用255-1023255-1023，公司，公司，公司，公司10231023，未规定，未规定，未规定，未规定2023/4/92023/4/9本讲稿第二十五页，共五十三页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络接口网络接口网络接口网络接口网际层网际层网际层网际层 IP IP ICMP ICMP ARP ARP RARP RARPTCP/IP网际层的四个主要协议网际层的四个主要协议TCPTCPUDPUDP6 61717IPIP传传传传输输输输层层层层网网网网际际际际层层层层IPIP数据报的协议域确定目数据报的协议域确定目数据报的协议域确定目数据报的协议域确定目的端的上层协议的端的上层协议的端的上层协议的端的上层协议2023/4/92023/4/9本讲稿第二十六页，共五十三页 （1 1）网络接口层）网络接口层）网络接口层）网络接口层。该层。该层。该层。该层是整个体系是整个体系是整个体系是整个体系结结结结构的基构的基构的基构的基础础础础部分，部分，部分，部分，负责负责负责负责接收接收接收接收IPIPIPIP层层层层的的的的IPIPIPIP数据数据数据数据报报报报，通，通，通，通过过过过网网网网络络络络向外向外向外向外发发发发送；或接收送；或接收送；或接收送；或接收处处处处理从网理从网理从网理从网络络络络上来的物理上来的物理上来的物理上来的物理帧帧帧帧，抽出，抽出，抽出，抽出IPIPIPIP数据数据数据数据报报报报，向，向，向，向IPIPIPIP层发层发层发层发送。送。送。送。（2 2）网网网网络络络络互互互互联联联联层层层层。该该该该层层层层是是是是整整整整个个个个体体体体系系系系结结结结构构构构的的的的核核核核心心心心部部部部分分分分，负负负负责责责责处处处处理理理理互互互互联联联联网中网中网中网中计计计计算机之算机之算机之算机之间间间间的通信，向的通信，向的通信，向的通信，向传输层传输层传输层传输层提供提供提供提供统统统统一的数据一的数据一的数据一的数据报报报报。（3 3）传传传传输输输输层层层层。该该该该层层层层是是是是整整整整个个个个体体体体系系系系结结结结构构构构的的的的控控控控制制制制部部部部分分分分，负负负负责责责责应应应应用用用用进进进进程程程程之之之之间间间间的的的的端端端端到到到到端端端端通通通通信信信信。传传传传输输输输层层层层定定定定义义义义了了了了两两两两种种种种协协协协议议议议：传传传传输输输输控控控控制制制制协协协协议议议议TCPTCPTCPTCP与用与用与用与用户户户户数据数据数据数据报协议报协议报协议报协议UDPUDPUDPUDP （4 4）应应应应用用用用层层层层。该该该该层层层层是是是是整整整整个个个个体体体体系系系系结结结结构构构构的的的的协协协协议议议议部部部部分分分分，它它它它包包包包括括括括了了了了所所所所有有有有的高的高的高的高层协议层协议层协议层协议，并且，并且，并且，并且总总总总是不断有新的是不断有新的是不断有新的是不断有新的协议协议协议协议加入。加入。加入。加入。TCP/IP体系结构体系结构各层的功能各层的功能2023/4/92023/4/9本讲稿第二十七页，共五十三页网际控制报文协议（网际控制报文协议（ICMP）ICMPICMP消息被封装在消息被封装在消息被封装在消息被封装在IPIP数据报里，用来发送差错报告和控数据报里，用来发送差错报告和控数据报里，用来发送差错报告和控数据报里，用来发送差错报告和控制信息。制信息。制信息。制信息。ICMPICMP定义了如下消息类型：定义了如下消息类型：定义了如下消息类型：定义了如下消息类型：目的端无法到达（目的端无法到达（Destination unreachable）数据报超时（数据报超时（Time exceeded）数据报参数错（数据报参数错（Parameter problem）重定向（重定向（Redirect）回声请求（回声请求（Echo）回声应答（回声应答（Echo reply）信息请求（信息请求（Information request）信息应答（信息应答（Information reply）地址请求（地址请求（Address request）地址应答（地址应答（Address reply）2023/4/92023/4/9本讲稿第二十八页，共五十三页最常用的是最常用的是“目的无法到达目的无法到达”和和“回声回声”消息消息AB数据网数据网发数据给发数据给发数据给发数据给Z Z到到Z的数据的数据 我不知道如何我不知道如何我不知道如何我不知道如何到达到达到达到达Z Z？用用用用ICMPICMP通知通知通知通知A A目的端无法到达目的端无法到达路由器用路由器用ICMP通知目的地不可达的示意图通知目的地不可达的示意图2023/4/92023/4/9本讲稿第二十九页，共五十三页A AB BB B可以到可以到可以到可以到达吗？达吗？达吗？达吗？ICMPICMP回声请求回声请求回声请求回声请求 可以，可以，可以，可以，我在这里。我在这里。我在这里。我在这里。ICMPICMP回声应答回声应答回声应答回声应答用用PING命令产生的回声及其应答示意图命令产生的回声及其应答示意图2023/4/92023/4/9本讲稿第三十页，共五十三页地址解析协议地址解析协议(ARP,Address Resolution ProtocolARP,Address Resolution Protocol)ARPARP用于将一个已知的用于将一个已知的用于将一个已知的用于将一个已知的IPIP地址映射到地址映射到地址映射到地址映射到MACMAC地址。方法：地址。方法：地址。方法：地址。方法：1 1）检查）检查）检查）检查ARPARP高速缓存表；高速缓存表；高速缓存表；高速缓存表；2 2）若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该）若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该）若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该）若地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该IPIP地地地地址的目的站用其址的目的站用其址的目的站用其址的目的站用其MACMAC地址作为响应。地址作为响应。地址作为响应。地址作为响应。ARPARP只能用于具有广播能力的网络只能用于具有广播能力的网络只能用于具有广播能力的网络只能用于具有广播能力的网络。AC我需要我需要10.1.0.5的的MAC地址地址IP=10.1.0.5 MAC=?我就是。我就是。这是我的这是我的MAC地址地址IP=10.1.0.5MAC=0800.0020.2C0A0800.0020.2C0AB10.1.0.110.1.0.510.1.0.22023/4/92023/4/9本讲稿第三十一页，共五十三页反向地址解析协议反向地址解析协议(RARP,Reversed ARP)RARP用于将一个已知的用于将一个已知的MAC地址映射到地址映射到IP地址。地址。RARP要依赖于要依赖于RARP服务器，该服务器中有一张服务器，该服务器中有一张MAC地址与地址与IP地址的映射表。地址的映射表。需要查找自己需要查找自己IP地址的站点向网上发送包含有其地址的站点向网上发送包含有其MAC地址的地址的RARP广播，广播，RARP服务器收到后将该服务器收到后将该MAC地址翻译成地址翻译成IP地址予以响应。地址予以响应。RARPRARP同样只能用于具有广播能力的网络。同样只能用于具有广播能力的网络。同样只能用于具有广播能力的网络。同样只能用于具有广播能力的网络。AC我的我的IP地址地址是什么？是什么？MAC:0800.0020.2C0A0800.0020.2C0AIP=?我听到广播了。我听到广播了。这是你的这是你的IP地址地址MAC=0800.0020.2C0A0800.0020.2C0AIP=10.1.0.5BRARP Server2023/4/92023/4/9本讲稿第三十二页，共五十三页 1.2.4 1.2.4 网络拓扑结构网络拓扑结构选择拓扑结构考虑因素选择拓扑结构考虑因素选择拓扑结构考虑因素选择拓扑结构考虑因素:费用费用费用费用 、灵活性、灵活性、灵活性、灵活性 、可靠性、可靠性、可靠性、可靠性 首选首选首选首选2023/4/92023/4/9本讲稿第三十三页，共五十三页 n n目目目目前前前前正正正正在在在在使使使使用用用用的的的的IPIP协协协协议议议议是是是是第第第第四四四四版版版版的的的的，称称称称之之之之为为为为“IPv4IPv4”，IPv4IPv4地地地地址址址址采采采采用用用用3232位。位。位。位。n n按照按照按照按照IPIPIPIP协议规定协议规定协议规定协议规定InternetInternetInternetInternet上的地址共有上的地址共有上的地址共有上的地址共有A A A A、B B B B、C C C C、D D D D、E E E E五类五类五类五类 1.2.5 IPv4协议相关知识协议相关知识类别类别类别类别第一字节范围第一字节范围第一字节范围第一字节范围网络地址长度网络地址长度网络地址长度网络地址长度最大的主机数目最大的主机数目最大的主机数目最大的主机数目适用的网络规模适用的网络规模适用的网络规模适用的网络规模A A1 11261261 1个字节个字节个字节个字节16,387,06416,387,064大型网络大型网络大型网络大型网络B B1281281911912 2个字节个字节个字节个字节64,51664,516中型网络中型网络中型网络中型网络C C1921922232233 3个字节个字节个字节个字节254254小型网络小型网络小型网络小型网络2023/4/92023/4/9本讲稿第三十四页，共五十三页IP数据报（数据报（IP分组、分组、IP包）包）版本号版本号版本号版本号报头长度报头长度报头长度报头长度服务类型服务类型服务类型服务类型数据报长度数据报长度数据报长度数据报长度DFDFMFMF段偏移段偏移段偏移段偏移0 3 7 15 19 31 0 3 7 15 19 31 标识标识标识标识生存时间生存时间生存时间生存时间TTLTTL协议协议协议协议报头校验和报头校验和报头校验和报头校验和源源源源IPIP地址地址地址地址目的目的目的目的IPIP地址地址地址地址选项和填充（最大为选项和填充（最大为选项和填充（最大为选项和填充（最大为4040字节）字节）字节）字节）数据区数据区数据区数据区2023/4/92023/4/9本讲稿第三十五页，共五十三页保留的保留的IP地址地址00.0000.0000.0000.000000 .00000000 .00000000 .00000000 .000011.1111.1111.1111.111111 .11111111 .11111111 .11111111 .1111本机本机本机本机本网中的主机本网中的主机本网中的主机本网中的主机局域网中的广播局域网中的广播局域网中的广播局域网中的广播对指定网络的广播对指定网络的广播对指定网络的广播对指定网络的广播回路回路回路回路00.0000.0000.0000.00主主主主 机机机机 号号号号1111 .11111111 .11111111 .11111111 .1111网络号网络号网络号网络号127127127127任任任任 意意意意 值值值值以下这些以下这些以下这些以下这些IPIP地址具有特殊的含义地址具有特殊的含义地址具有特殊的含义地址具有特殊的含义:一般来说，主机号部分为全一般来说，主机号部分为全一般来说，主机号部分为全一般来说，主机号部分为全“1 1”的的的的IPIP地址保留用作广播地址；地址保留用作广播地址；地址保留用作广播地址；地址保留用作广播地址；主机号部分为全主机号部分为全主机号部分为全主机号部分为全“0 0”的的的的IPIP地址保留用作网络地址。地址保留用作网络地址。地址保留用作网络地址。地址保留用作网络地址。0000 .00000000 .00000000 .00000000 .0000网络号网络号网络号网络号网络地址网络地址网络地址网络地址2023/4/92023/4/9本讲稿第三十六页，共五十三页子网子网（Subnet）划分划分因特网规模的急剧增长，对因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增。带来的问题是：地址的需求激增。带来的问题是：IP地址资源的严重匮乏地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长路由表规模的急速增长解决办法：解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号从主机号部分拿出几位作为子网号 这种在原来这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。划分。前提：网络规模较小前提：网络规模较小IP地址空间没有全部利用地址空间没有全部利用。例例如如：三三个个LAN，主主机机数数为为20，25，48，均均少少于于C类类地地址址允允许许的主机数。为这三个的主机数。为这三个LAN申请申请3个个C类类IP地址显然有点浪费。地址显然有点浪费。2023/4/92023/4/9本讲稿第三十七页，共五十三页子网划分举例子网划分举例例例如如：C类类网网络络192.10.1.0，主主机机号号部部分分的的前前三三位位用用于标识子网号，即：于标识子网号，即：11000000 00001010 00000001 xxxxxxyyyyyyyyyy网络号网络号+子网号子网号新的主机号部分新的主机号部分子子网网号号为为全全“0”全全“1”不不能能使使用用，于于是是划划分分出出23-2=6个个子子网网，子子网地址分别为：网地址分别为：11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 00100100000 -192.10.1.3200000 -192.10.1.32 11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 01001000000 -192.10.1.6400000 -192.10.1.64 11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 01101100000 -192.10.1.9600000 -192.10.1.96 11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 10010000000 -192.10.1.12800000 -192.10.1.128 11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 10110100000 -192.10.1.16000000 -192.10.1.160 11000000 00001010 00000001 11000000 00001010 00000001 11011000000 -192.10.1.19200000 -192.10.1.1922023/4/92023/4/9本讲稿第三十八页，共五十三页子网掩码（子网掩码（Subnet Mask）子网划分后，如何识别不同的子网？子网划分后，如何识别不同的子网？解决：采用子网掩码来分离网络号和主机号。解决：采用子网掩码来分离网络号和主机号。子子网网掩掩码码格格式式：32比比特特，网网络络号号(包包括括子子网网号号)部部分分全全为为“1”，主机号部分全为，主机号部分全为“0”。“网络号网络号+子网号子网号”部分部分“主机号主机号”部分部分11 11 00.002023/4/92023/4/9本讲稿第三十九页，共五十三页 子网掩码计算子网掩码计算前面的例子中：网络号前面的例子中：网络号24位，子网号位，子网号3位，总共位，总共27位。位。所以子网掩码为：所以子网掩码为：11111111 11111111 11111111 11100000即即 255 .255 .255 .224缺省子网掩码：缺省子网掩码：缺省子网掩码：缺省子网掩码：A A类：类：类：类：255.0.0.0255.0.0.0 B B类：类：类：类：255.255.0.0255.255.0.0 C C类：类：类：类：255.255.255.0255.255.255.02023/4/92023/4/9本讲稿第四十页，共五十三页子网地址计算子网地址计算子网掩码子网掩码 IP地址，结果就是该地址，结果就是该 IP地址的网络号。地址的网络号。例如：例如：IP地址地址202.117.1.207，子网掩码，子网掩码255.255.255.224 11001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 1111