452-1-2 数据专业基础知识培训2 TCPIP之-网络层协议.ppt

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1、1TCP/IPTCP/IP网络层协议介绍网络层协议介绍新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院20102010年年7 7月月新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院2网络层位于TCP/IP协议栈数据链路层和传输层中间，为了保证数据包的成功转发，定义了一些协议.新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院3参考资料TCP/IP协议详解卷一：协议用TCP/IP进行网际互联 第一卷新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院4学习完此课程，您将会：阐述IP协议复述IP地址分类和进行子网地址划分了解ARP协议了解RARP协议了解ICMP协议新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院5第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议

2、第第2章章 ARP/RARP协议协议第第3章章 ICMP协议协议新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院6第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院7网络层协议概述IPARPRARPICMPIGMPHTTP、Telnet、FTPTFTP、Ping、etcTCP/UDPIPEthernet、802.3、PPP接口和线缆接口和线缆新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院8IP报文格式版本报文长度服务类型总 长 度标 识 符标志片 偏 移生

3、存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项0 15 16 3120字节新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院9IP分片（一）分片原则：IP把数据长度与MTU进行比较，前者大于后者则需要进行分片分片可以发生在发送端主机上，也可以发送在中间路由器上把一份IP数据包分片后，只有到达目的地才能重组IP首部用于分片的字段有：版本报文长度服务类型总 长 度标 识 符标志片 偏 移生存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院10IP分片（二）即使丢失一片数据也要重传整个数据报任何传输层首部只出现在第一片

4、数据中UDP分片举例新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院11IP分片（三）举例：分别以数据长度为1471,1472,1473和1474字节运行sock程序新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院12第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院13IP路由功能查找路由表，确定下一跳ABC新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院14第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功

5、能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院15IP地址IP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进制位组成IP地址分为两部分网络地址部分主机地址部分IP地址采用点分十进制格式显示新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院16二进制与十进制的转化111111111286432168421十进制总合为2558bit新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院17二进制与十进制的转化示例27262524232221201286432168421111010011*1281*641*320*161*80*40*21*164320233010128+8例子：新

6、疆通信规划设计院新疆通信规划设计院18IP地址的进制转化IP地址：192.168.1.11 字节（8位）字节（8位）字节（8位）字节（8位）2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 等于 192 168 1 11新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院19IP地址分类1.0.0.0126.255.255.255 128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0

7、223.255.255.255 224.0.0.0239.255.255.255240.0.0.0255.255.255.255新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院20私有IP地址私有IP地址10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院21特殊IP地址网络部分网络部分 主机部分主机部分地址类型地址类型用用 途途127127anyany全全“0 0”全全“1 1”AnyAny全全“0 0”AnyAny全全“1 1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点

8、环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络常用于指定默认路由新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院22第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院23子网掩码介绍使用子网掩码（subnet masking）区分网络部分和主机部分子网掩码使用与IP地址一样的格式子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0例如：例如：B类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为255.255.0.0新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院24网络

9、地址与子网掩码IP地址：子网掩码：网络地址：192.168.1255.255.255192.168.110000新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院25子网掩码的表示方法 255 .255 .255 .240 11111111 11111111 11111111 11110000 192 .168 .1 .7 11000000 10101000 00000001 000001118+8+8+4=28192.168.1.7/28IP地址子网掩码子网掩码比特数子网掩码表示新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院26网络地址的计算192.168.1.0/2811000000 10101000 00000

10、001 00000000IP地址为:192.168.1.7/28 192 .168 .1 .711000000 10101000 00000001 00000111 255 .255 .255 .24011111111 11111111 11111111 11110000IP地址子网掩码网络地址(二进制)网络地址新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院27主机数的计算主机数为：2n可用主机数为:2n-2子网掩码N网络位主机位1111111111111100000000000000新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院28主机数计算举例IP地址为：192.168.1.100/28 /28=255.25

11、5.255.240该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络位4bits主机位主机总数为：24 可用主机数为:24-2新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院29无子网编址无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如B类网段172.16.0.0，采用255.255.0.0作为掩码。/16/16/16新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院30带子网编址B类网段172.16.0.0172.16.8.1，255.255.255.0172.16.4.1，255.255.255.0新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院31子网规划举例

12、例子：某公司分配到C类地址201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？子网地址可用的主机地址201.222.5.0/29201.222.5.1201.222.5.6201.222.5.8/29201.222.5.9201.222.5.14201.222.5.16/29201.222.5.17201.222.5.22201.222.5.232/29201.222.5.233201.222.5.238201.222.5.240/29201.222.5.241201.222.5.246201.222.5.248/29201.222.5.249201.222.5.2

13、54新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院32变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院33无类域间路由（CIDR）CIDR(Classless Inter Domain Routing)减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168

14、.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院34第第1章章 IP协议协议第第第第2 2章章章章 ARP/RARPARP/RARP协议协议协议协议第第3章章 ICMP协议协议新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院35ARP/RARPARP-地址解析协议(Address Resolution Protocol)RARP-逆地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol)新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院36ARP作用需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11

15、IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply10.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院37ARP报文格式（以太网）用于以太网的ARP请求或应答分组格式ARP请求除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值请求除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院38Proxy ARP如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络上的主机，那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求，这个过程称作委托ARP或ARP代理(Proxy ARP)。新疆

16、通信规划设计院新疆通信规划设计院39免费ARP免费ARP：gratuitous ARP免费ARP的作用：相同IP地址检查：发送ARP查找自己的IP地址更新ARP Cache中的硬件地址新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院40RARP我的IP地址是什么？无盘工作站无盘工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是10.0.0.1新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院41RARP的问题RARP请求是在硬件层上进行广播的不能经过路由器进行转发RARP服务器的实现与系统相关并不是所有的TCP/IP实现都提供RARP服务器新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院42第

17、第1章章 IP协议协议第第2章章 ARP/RARP协议协议第第第第3 3章章章章 ICMPICMP协议协议协议协议新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院43ICMP协议ICMP(Internet Control Message Protocol)：一种主机与路由器传达控制与差错信息的协议。它传递差错、控制、查询报文等信息。ICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用。20字节新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院44ICMP报文格式类型字段可以有15个不同的值，以描述特定类型的ICMP报文ICMP报文新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院45ICMP报文类型差错报文信宿不可达超时参数出

18、错控制报文拥塞控制与源抑制路径控制与重定向报文请求/应答报文对回显请求/应答时戳请求/应答地址掩码请求/应答新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院46ICMP协议检测目的站的可达性B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。AB新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院47ICMP重定向E0/1IP=1.1.1.1E0/1IP=1.1.1.2IP=1.1.1.12IP=3.3.3.3HostAHostBRT1RT2IP新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院48问题网络层的功能是什么？IP地址可以分为哪几类？如何对子网进行规划？新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院49IP协议ARP/RARP协议ICMP协议小结小结小结小结新疆通信规划设计院新疆通信规划设计院50谢谢谢谢!