计算机网络层协议.ppt

《计算机网络层协议.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络层协议.ppt（47页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第第第5-75-7章内容回顾章内容回顾章内容回顾章内容回顾v数据链路层的功能数据链路层的功能v以太网的以太网的CSMA/CD、帧格式和、帧格式和MAC地址地址v以太网交换机的转发原理以太网交换机的转发原理v配置交换机的主机名、密码、配置交换机的主机名、密码、IP地址和网关地址和网关v划分划分VLAN的作用的作用vVLAN的种类的种类静态静态动态动态vVLAN 和和VLAN Trunk的配置的配置Page 1/46Version 2.0计算机网络层协议计算机网络层协议第第8 8章章课程目标课程目标课程目标课程目标v掌握掌握IP地址的分类地址的分类v能够进行子网划分计算能够进行子网划分计算能够根

2、据子网掩码的长度计算出子网中可用的主机数能够根据子网掩码的长度计算出子网中可用的主机数量量能够根据网络中要求的子网数和每子网主机数计算出能够根据网络中要求的子网数和每子网主机数计算出掩码的长度掩码的长度v理解网络层的协议的工作原理理解网络层的协议的工作原理了解了解ARP、RARP和和ICMP协议的工作过程协议的工作过程了解了解ARP、RARP和和ICMP协议在什么情况下使用协议在什么情况下使用了解代理了解代理ARP的工作原理的工作原理Page 3/46本章结构本章结构网络层网络层网络层数据：网络层数据：IP数据包格式数据包格式网络层地址：网络层地址：IP地址地址网络层协议网络层协议可变长子网掩

3、码可变长子网掩码IP地址分类地址分类ARP协议协议ICMP协议协议Page 4/46网络层的功能网络层的功能网络层的功能网络层的功能v定义了基于定义了基于IP协议的逻辑地址协议的逻辑地址v连接不同的媒介类型连接不同的媒介类型v选择数据通过网络的最佳路径选择数据通过网络的最佳路径Page 5/46IPIP包头的格式包头的格式包头的格式包头的格式版本版本（4）首部长度首部长度（4）优先级与服务类型优先级与服务类型（8）总长度（总长度（16）标识符（标识符（16）标志标志（3）段偏移量（段偏移量（13）TTL（8）协议号（协议号（8）首部校验和（首部校验和（16）源地址（源地址（32）目标地址（目标

4、地址（32）可选项可选项数据数据20字字节节版本字段，版本字段，IP v4优先级与服务类优先级与服务类型，提供型，提供3层的层的QoSIP包头部长度，包头部长度，因为长度可变，因为长度可变，因此需要定义因此需要定义IP数据总长度数据总长度上层来的数据到上层来的数据到IP层会被分段，这几层会被分段，这几个字段用来对数据包进行标识，使在个字段用来对数据包进行标识，使在数据到达目的端重组的时候，不会乱数据到达目的端重组的时候，不会乱序序生命周期字段，经过一个生命周期字段，经过一个路由器值减路由器值减1，为，为0时，数时，数据包丢弃。为了防止一个据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循数据包在网络

5、中无限的循环下去。环下去。协议字段，用来标识封协议字段，用来标识封装的上层数据是装的上层数据是UDP还还是是TCP，UDP是是17，TCP是是6Page 6/46IP地址的作用地址的作用192.168.1.0192.168.2.0192.168.3.0v用来标识一个节点的网络地址用来标识一个节点的网络地址Page 7/462 2进制进制进制进制v10进制逢进制逢10升位升位包含数字包含数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 v2进制逢进制逢2升位升位只包含数字只包含数字0、1 10进制数进制数2进制数进制数001121031141005101611071118100091001101010

6、Page 8/462 21010进制转换进制转换进制转换进制转换v10进制的进制的8转换成转换成2进制数是多少？进制数是多少？因此，因此，10进制的进制的8转换成转换成2进制为进制为100082422210001余数余数Page 9/4610102 2进制转换进制转换进制转换进制转换v2进制的进制的1001对应对应10进制数是多少？进制数是多少？因此，因此，2进制的进制的1001是是10进制中的进制中的9 1 0 0 1 23 22 21 20 23 0 0 20 819Page 10/46IPIP地址的组成地址的组成地址的组成地址的组成点分十进制点分十进制最大值最大值 10101100二进制

7、二进制十进制例子十进制例子二进制例子二进制例子 255 255255 255NetworkHost1286432168421 11111111 11111111 11111111 11111111 00010000 01111010 11001100 172 16 12218 916 1724 253212864321684211286432168421128643216842132bits 202 255 10101100Page 11/46IPIP地址的分类地址的分类地址的分类地址的分类1A类类:Bits:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532范围范围(1-

8、126)1B类类:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532范围范围(128-191)1C类类:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532范围范围(192-223)1D类类:Bits:1110MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group8 916 17242532范围范围(224-239)Page 12/46特殊地址特殊地址特殊地址特殊地址v保留地址保留地址 127v广播地址广播地址 主机位全为主机位全为1v公有地址公有地址00010000 00

9、011111v私有地址私有地址 v10.0.0.0 10.255.255.255v172.16.0.0 172.31.255.255v192.168.0.0 192.168.255.255v192.168.1.255/24 Page 13/46子网掩码的使用子网掩码的使用子网掩码的使用子网掩码的使用子网掩码子网掩码:255.0 .0 .0100.50.20.2100.50.20.3100.50.30.2100.60.30.2ABCD网络网络ID相同，相同，在同一网段，在同一网段，可以通信可以通信网络网络IDA的主机的主机ID255.255.0 .0100.0.0.0.50.20.2100.50

10、.0.0.20.2A与与C不在同不在同一网段，不能一网段，不能通信通信255.255.255.0100.50.20.0.2A与与C、D不不在同一网段，在同一网段，不能通信不能通信Page 14/46划分子网划分子网划分子网划分子网v划分子网的作用划分子网的作用通过将子网掩码变长，将大的网络划分成多个小的网络通过将子网掩码变长，将大的网络划分成多个小的网络Page 15/46v网络网络172.16.0.0，掩码，掩码255.255.0.0172.16.0.0未划分子网的未划分子网的未划分子网的未划分子网的IPIP地址地址地址地址172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.1

11、72.16.255.253172.16.255.254划分子网后的划分子网后的划分子网后的划分子网后的IPIP地址地址地址地址172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0v掩码变成掩码变成255.255.255.0，网络划分为网络划分为172.16.1.0、172.16.2.0、172.16.254.0网络网络ID变长子网掩码（变长子网掩码（VLSM）v标准长度的子网掩码：标准长度的子网掩码：255.0.0.0 或或 /8255.255.0.0 或或 /16255.255.255.0 或或 /24v可变长的子网掩码：可变长的子网掩码：128（10000000

12、）例如：例如：255.255.255.128 或或 /25192（11000000）例如：例如：255.255.192.0 或或 /18224（11100000）例如：例如：255.255.255.224 或或 /27240（11110000）例如：例如：255.240.0.0 或或 /12248（11111000）例如：例如：255.255.255.248 或或 /29252（11111100）例如：例如：255.255.255.252 或或 /30子网计算子网计算子网计算子网计算4 41 1Other subnets192.168.1.32192.168.1.64192.168.1.96子

13、网掩码为子网掩码为255.255.255.224时，可以划分的时，可以划分的子网子网个数个数和和每子网的主机数每子网的主机数是多少？是多少？Page 19/46子网计算子网计算子网计算子网计算4 42 2网络网络ID可可以是：以是：主机主机ID可可以是：以是：000010001000011.111101.192.168.1.0，掩码由，掩码由/24变为变为/27（255.255.255.224）2.将掩码变成将掩码变成2进制进制 224：111 00000 000 001 010 011 100 101 110 111Page 20/46子网计算子网计算子网计算子网计算4 43 33.网络网络

14、ID变成变成10进制：进制：000 00000 0 001 00000 25 32 010 00000 26 64 011 00000 26+25 96 100 00000 27 128 101 00000 27+25 160 110 00000 27+26 192 111 00000 27+26+25 2244.主机主机ID变成变成10进制：进制：00001 20 1 00010 21 2 00011 21 20 3 11110 24 23 22 21 30Page 21/46子网计算子网计算子网计算子网计算4 44 4v可用的网段是：可用的网段是：192.168.1.0192.168.1.

15、32192.168.1.64192.168.1.96192.168.1.128192.168.1.160192.168.1.192192.168.1.224v每段可用的每段可用的IP地址是：地址是：192.168.1.1 192.168.1.30192.168.1.33 192.168.1.62192.168.1.65 192.168.1.94192.168.1.96 192.168.1.126192.168.1.129 192.168.1.158192.168.1.161 192.168.1.191192.168.1.193 192.168.1.222192.168.1.225 192.16

16、8.1.254Page 22/46Other subnets192.168.5.16192.168.5.32192.168.5.4820 个子网个子网每子网每子网5 台主机台主机C类类IP地址地址:192.168.5.0子网规划子网规划子网规划子网规划2 21 1应该使用的子网掩码的长度是多少？应该使用的子网掩码的长度是多少？子网规划子网规划子网规划子网规划2 22 2v2n 20v2m2 5vm+n=8当当n5时，时，2n32 20 m3，2m2 6 5因此，掩码为因此，掩码为29位，位，255.255.255.248Page 24/46阶段总结阶段总结阶段总结阶段总结IP数据包格式数据包格

17、式IP数据包头部长度为多少个字节？数据包头部长度为多少个字节？在在IP数据包头中主要包含哪些信息？数据包头中主要包含哪些信息？IP地址的分类地址的分类A、B、C类地址的地址范围是什么？类地址的地址范围是什么？D类地址是什么地址？类地址是什么地址？子网掩码的作用是什么？子网掩码的作用是什么？可变长子网掩码的计算以及子网规划可变长子网掩码的计算以及子网规划Page 25/46阶段练习阶段练习阶段练习阶段练习JIP数据包头中的数据包头中的Time to live表示什么？有什么作用？表示什么？有什么作用？J152.11.22.33是哪一类是哪一类IP地址？掩码长度应该是多少？地址？掩码长度应该是多少

18、？J192.168.100.0/26，包含的子网数与每子网包含的主机数，包含的子网数与每子网包含的主机数是多少？每个子网的网络地址是什么？是多少？每个子网的网络地址是什么？J你是你是ABC公司的网络管理员，公司原来使用公司的网络管理员，公司原来使用192.168.2.0网段，现在公司网络重新设计，并划分网段，现在公司网络重新设计，并划分VLAN，公司共有，公司共有5个部门，最大的部门个部门，最大的部门30人，子网掩码的长度是多少？人，子网掩码的长度是多少？Page 26/46ARPARP协议协议协议协议4 41 1v IP地址解析为地址解析为MAC地址地址主机主机10.1.1.1想发送数据给主

19、机想发送数据给主机10.1.1.2，检查缓存，检查缓存，发现没有发现没有10.1.1.2的的MAC地址地址10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4ARP CacheInternet Adress Physical Adress TypePage 27/46ARPARP协议协议协议协议4 42 2v IP地址解析为地址解析为MAC地址地址主机主机10.1.1.1发送发送ARP广播广播10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4我需要我需要10.1.1.2的的MAC地址地址Page 28/46ARPARP协议协议协议协议4 43 3v IP地址解析为地址

20、解析为MAC地址地址所有主机都接收到所有主机都接收到10.1.1.1的的ARP广播，但只有广播，但只有10.1.1.2给它一个单播回复，并缓存给它一个单播回复，并缓存10.1.1.1的的MAC地址地址10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4我的我的MAC地址是地址是0800.0020.1111 Page 29/46ARPARP协议协议协议协议4 44 4v IP地址解析为地址解析为MAC地址地址主机主机10.1.1.1将将10.1.1.2的的MAC地址保存到缓存中，发地址保存到缓存中，发送数据送数据10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4ARP

21、CacheInternet Adress Physical Adress Type10.1.1.2 0800.0020.1111 DynamicPage 30/46ARPARP缓存的查询缓存的查询缓存的查询缓存的查询v在在Windows操作系统中：操作系统中：v在在Cisco路由器上：路由器上：R2#show ip arpProtocol Address Age(min)Hardware Addr Type InterfaceInternet 10.1.1.2 -0013.c3c0.04c0 ARPA FastEthernet0/0Internet 10.1.1.1 0 0013.8044.f

22、f40 ARPA FastEthernet0/0Page 31/46RARPRARP协议协议协议协议2 21 1v MAC地址解析为地址解析为IP地址地址主机主机A需要一个需要一个IP地址，发送地址，发送RARP广播广播10.1.1.25410.1.1.310.1.1.4A我需要一个我需要一个IP地地址，我的址，我的MAC是是0800.0020.1111Page 32/46RARPRARP协议协议协议协议2 22 2v MAC地址解析为地址解析为IP地址地址主机主机10.1.1.254是分配是分配IP地址的地址的Server，它将给，它将给A一个一个回复回复10.1.1.25410.1.1.3

23、10.1.1.4A你的你的IP地址是地址是10.1.1.1Page 33/46代理代理代理代理ARPARP工作原理工作原理工作原理工作原理2 21 110.1.1.110.1.1.2172.16.1.1v IP地址解析为网关的接口地址解析为网关的接口MAC地址地址主机主机10.1.1.1需要给不在同一网段的主机需要给不在同一网段的主机172.16.1.1发送数发送数据，但是不知道它的据，但是不知道它的MAC地址，因此发送地址，因此发送ARP广播广播10.1.1.254我需要知道我需要知道 172.16.1.1的的MAC地址地址Page 34/46代理代理代理代理ARPARP工作理工作理工作理工

24、作理2 22 210.1.1.110.1.1.2172.16.1.1v IP地址解析为网关的接口地址解析为网关的接口MAC地址地址网关网关10.1.1.254给给10.1.1.1一个单播回复，将自己的接一个单播回复，将自己的接口口MAC地址告诉给地址告诉给10.1.1.110.1.1.254用我的用我的MAC地址封地址封装数据帧吧，我的装数据帧吧，我的MAC是是0800.0020.2222Page 35/46ICMPICMP协议协议协议协议vICMP消息通过消息通过IP数据报传送，被用来发送错误和数据报传送，被用来发送错误和控制信息。控制信息。vICMP定义了很多信息类型，例如：定义了很多信息

25、类型，例如：目的地不可达目的地不可达 TTL 超时超时 信息请求信息请求 信息应答信息应答 地址请求地址请求 地址应答地址应答 Page 36/46ICMPICMP协议的应用协议的应用协议的应用协议的应用2 21 1vICMP检测双向通路的连通性检测双向通路的连通性vPing命令使用命令使用ICMP协议协议Ping-t-a-l 字节数字节数 Ip _Adress|Target_namePage 37/46ICMPICMP协议的应用协议的应用协议的应用协议的应用2 22 2v在一台计算机上向远程主机发起在一台计算机上向远程主机发起ping连接时，连接时，可能收到的返回信息有：可能收到的返回信息有

26、：连接建立成功连接建立成功Reply from 192.168.1.1:bytes=32 time1ms TTL=128目标主机不可达目标主机不可达Destination host unreachable.请求时间超时请求时间超时Request timed out.未知主机名未知主机名Unknown host abc.Page 38/46PingPing命令的参数命令的参数命令的参数命令的参数3 31 1v-t：一直：一直ping，直到手动关闭（，直到手动关闭（C）为止）为止Page 39/46PingPing命令的参数命令的参数命令的参数命令的参数3 32 2v-a：显示对方的主机名：显示对

27、方的主机名Page 40/46PingPing命令的参数命令的参数命令的参数命令的参数3 33 3v-l 字节数字节数：发送指定大小的：发送指定大小的ping包包Page 41/46阶段练习阶段练习阶段练习阶段练习J在主机上怎样查看在主机上怎样查看ARP缓存表？重新启动计算机，缓存表？重新启动计算机，ARP缓存表中的条目还存在吗？缓存表中的条目还存在吗？Page 42/46本章总结本章总结本章总结本章总结网络层网络层网络层数据：网络层数据：IP数据包格式数据包格式网络层地址：网络层地址：IP地址地址网络层协议网络层协议可变长子网掩码可变长子网掩码IP地址分类地址分类ARP协议协议ICMP协议协

28、议默认长度为默认长度为20字节；字节；IP数据包头数据包头长度是多少？长度是多少？TTL字段的作用字段的作用是什么？是什么？表示表示IP数据包的生命周期，数据包的生命周期，每经过一个网段，数值减每经过一个网段，数值减1Protocol字段的含字段的含义是什么？义是什么？协议字段，用来标识上层协议协议字段，用来标识上层协议是是TCP还是还是UDP。TCP协议号协议号为为6，UDP协议号为协议号为17。Source IP Adress：源源IP地址，发送端的地址，发送端的IP地址地址Destination IP Adress：目标目标IP地址，接收端的地址，接收端的IP地址地址A:1-126B:1

29、28-191C:192-223D:224-239VLSM：改变掩码的：改变掩码的长度，来划分多个长度，来划分多个子网子网ARP:知道知道IP地址，地址，查找查找MAC地址地址检测网络连接情况。检测网络连接情况。Ping命令命令RARP:知道知道MAC地地址，查找址，查找IP地址地址代理代理ARP:路由器充当路由器充当主机的主机的ARP代理，以代理，以自己的接口自己的接口MAC来响来响应主机的应主机的ARP请求请求Page 43/46v 任务任务1 划分子网划分子网v 任务任务2 查看查看ARP地址解析过程地址解析过程v 任务任务3 ping命令的使用命令的使用实验实验实验实验Page 44/4

30、6任务任务任务任务1 1 划分子网划分子网划分子网划分子网v IP地址范围地址范围192.168.10.0/24，现在需要将此网段划分成，现在需要将此网段划分成12个子网，每个子网不少于个子网，每个子网不少于12台主机台主机v 相同子网的主机能相同子网的主机能ping通通Page 45/46任务任务任务任务2 2 查看查看查看查看ARPARP地址解析过程地址解析过程地址解析过程地址解析过程v 使用使用arp d清空清空ARP缓存表缓存表v 使用使用arp a在主机上查看在主机上查看ARP缓存表缓存表v Ping通同网段主机通同网段主机v 再查看再查看ARP缓存表缓存表Page 46/46任务任务任务任务3 ping3 ping命令的使用命令的使用命令的使用命令的使用v 用用ping命令检测主机之间的连通性命令检测主机之间的连通性v 使用使用-a、-t、-l参数参数v 查看查看ping的几种返回信息的几种返回信息Page 47/46