计算机网络(第 5 版)第四章 网络层.ppt

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1、计算机网络（第5版）第4章网络层课件制作人：谢希仁大纲要求n（一）网络层的功能1.异构网络互联2.路由与转发3.拥塞控制（二）路由算法1.静态路由与动态路由2.距离-向量路由算法3.链路状态路由算法4.层次路由n（三）IPv41.IPv4分组2.IPv4地址与NAT3.子网划分与子网掩码、CIDR4.ARP协议、DHCP协议与ICMP协议大纲要求n（四）IPv6 1.IPv6的主要特点 2.IPv6地址（五）路由协议 1.自治系统 2.域内路由与域间路由 3.RIP路由协议 4.OSPF路由协议 5.BGP路由协议（六）IP组播 1.组播的概念 2.IP组播地址 3.组播路由算法考研大纲要求n

2、（一）网络层的功能1.异构网络互联2.路由与转发3.拥塞控制（二）路由算法1.静态路由与动态路由2.距离-向量路由算法3.链路状态路由算法4.层次路由n（三）IPv41.IPv4分组2.IPv4地址与NAT3.子网划分与子网掩码、CIDR4.ARP协议、DHCP协议与ICMP协议n（四）IPv61.IPv6的主要特点2.IPv6地址n（五）路由协议1.自治系统2.域内路由与域间路由3.RIP路由协议4.OSPF路由协议5.BGP路由协议n（六）IP组播1.组播的概念2.IP组播地址3.组播路由算法第4章网络层4.1网络层提供的两种服务4.2网际协议IP4.2.1虚拟互连网络 4.2.2分类的I

3、P地址4.2.3IP地址与硬件地址4.2.4地址解析协议ARP与逆地址解析协议RARP4.2.5IP数据报的格式4.2.6IP层转发分组的流程第4章网络层（续）4.3划分子网和构造超网4.3.1划分子网4.3.2使用子网时分组转发4.3.3无分类编址CIDR（构造超网）4.4网际控制报文协议ICMP4.4.1ICMP报文的种类4.4.2ICMP的应用举例4.5因特网的路由选择协议4.5.1有关路由选择协议的几个基本概念4.5.2内部网关协议RIP4.5.3内部网关协议OSPF4.5.4外部网关协议BGP第4章网络层（续）4.5.6路由器的构成4.6IP多播4.6.1IP多播的基本概念4.6.2

4、在局域网上进行硬件多播4.6.2因特网组管理协议IGMP和多播路由选择协议4.7虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT4.7.1虚拟专用网VPN4.7.2网络地址转换NAT本章最重要的内容(1)虚拟互连网络的概念(2)IP地址与物理地址的关系(3)传统的分类的IP地址（包括子网掩码）和无分类域间路由选择CIDR(4)路由选择协议的工作原理网络层的功能基本功能：实现端到端的网络连接，屏蔽不同子网技术的差异，向上层提供一致的服务.主要功能：路由选择和转发(Routing and Forwarding)通过网络连接在主机之间提供分组交换功能 分组的分段与成块，差错控制、顺序化、流量控制 4.1网络层提

5、供的两种服务n在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“面向连接”还是“无连接”）曾引起了长期的争论。n争论焦点的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？电信网的成功经验让网络负责可靠交付n面向连接的通信方式n建立虚电路(VirtualCircuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。n如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点。应用层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层网络层数据链路层物理层虚电路服务H1H2虚电路H1发送给H2的所有分组都沿着同一条虚电路传送提供虚电路服务的特点H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网

6、H1要和H5通信主机H1先向主机H5发出一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找一条合适路由。若主机H5同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路。虚电路H1向H5发送的所有分组都沿此虚电路传送。提供虚电路服务的特点H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网同理，主机H2和主机H6通信之前，也要建立虚电路。提供虚电路服务的特点H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网在虚电路建立后，网络向用户提供的服务就好像在两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。所有发送的分组都按顺序进入管道，然后按照先进先出的原则沿着此管道传送到目的站主机。提供虚电路服务的特点H1H5H2H4H3ACDB

7、H6E分组交换网到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致，因此网络提供虚电路服务对通信的服务质量QoS(QualityofService)有较好的保证。虚电路交换的特点虚电路交换的特点n连接性：主机建立虚连接以后才能发送分组，分组携带链路范围内有效的VCI沿同一虚电路转发n服务质量保证：在建立连接阶段为每条虚电路分配足够的资源，以保证带宽、延时等需求虚电路是逻辑连接n虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。n请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。虚电

8、路建立方法虚电路建立方法n永久虚电路（永久虚电路（PVC：Permanent VC）n管理员配置或者由管理员通过发起信令建立管理员配置或者由管理员通过发起信令建立n交换虚电路（交换虚电路（SVC：Switched VC）n主机通过发起信令建立主机通过发起信令建立1.A发送建立消息给网络，最终目的地是D，该分组含有双方的DTE地址以及呼叫方的虚电路号，VCI为3。2.交换机1为建立消息分配输入VCI为53.交换机2为建立消息分配输入VCI为74.交换机4为建立消息分配输入VCI为45.输入VCI通过反向路径返回给沿途各个节点交换机交换机1交换机交换机2交换机交换机3交换机交换机4n分组发送前建立

9、虚连接（VC：Virtual Circuit），即在源和目的主机之间的每个交换机上建立“连接状态”n分组只需携带链路范围有效的VCI（虚电路标识符）交换机交换机1交换机交换机2交换机交换机3交换机交换机4交换机交换机1输入接口输入接口输入输入VCI输出端口输出端口输出输出VCI0345交换机交换机2输入端口输入端口输入输入VCI输出端口输出端口输出输出VCI1527交换机交换机4输入端口输入端口输入输入VCI输出端口输出端口输出输出VCI0744虚电路建立与分组转发建立连接：n源结点发送一个连接建立分组，分组中携带完整完整的源地址和目的地址源地址和目的地址，以及源结点与源路由器之间线路上的一个

10、虚电路号虚电路号；n每个中间结点根据目的地址查找路由表，选择一条合适的输出线路，在输出线路上选择一个当前未用的虚电路号，替换分组头中的虚电路号，并在结点的虚电路表中记录下这条连接（输入线路，输入虚电路号，输出线路，输出虚电路号），然后从输出线路上转发分组；n该过程不断重复直至到达目的结点，目的结点发送一个连接确认分组，分组沿相反路径返回源结点，全双工的虚电路就建立起来了；数据传输：n其后，每一个分组只需要携带相应的虚电路号虚电路号，中间结点用输入线路和输入虚电路号查找虚电路表，用输出虚电路号替换分组头中的虚电路号，并从输出线路上转发分组，该过程不断重复直至到达目的结点；释放连接：n传输结束后，

11、任何一方发出一个连接拆除分组，各结点删除相应的虚电路表项，并向下转发分组，当连接拆除分组到达另一方时，虚电路就被拆除了。因特网采用的设计思路n网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。n网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即IP数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。n网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。尽最大努力交付的好处n由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。n如果主机（即端系统）中的进

12、程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。n采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。n因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。应用层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层网络层数据链路层物理层数据报服务H1H2IP数据报丢失H1发送给H2的分组可能沿着不同路径传送数据报交换数据报交换n分组中携带完整的目的地址n交换机根据转发表（forwardingtable）或者称为路由表（routingtable）来转发分组目的地址目的地址端口端口A、B、C1H0D、E、E2转发表转发表数据报交

13、换的特点数据报交换的特点n无连接性：主机不需要建立连接就可以发送分组，每个分组的转发根据其携带的全局地址进行，并且独立于前面的分组n健壮性：如果存在可替代路径则可以绕开故障交换机或者链路网络层的两种操作方式：l虚电路服务虚电路服务(virtual circuit)(virtual circuit)n在传送数据之前，首先通过虚呼叫建立一条虚电路在传送数据之前，首先通过虚呼叫建立一条虚电路n所有分组沿同一条路径传送，并且按发出顺序到达所有分组沿同一条路径传送，并且按发出顺序到达n类似电路交换类似电路交换n建立连接之后，分组中只需要携带连接标识建立连接之后，分组中只需要携带连接标识n可以在建立连接时

14、协商参数、开销等可以在建立连接时协商参数、开销等l数据报数据报(datagram)(datagram)n每个分组单独传送每个分组单独传送n网络为每个分组单独选路，路径可能不同网络为每个分组单独选路，路径可能不同n分组达到顺序可能与发出顺序不同分组达到顺序可能与发出顺序不同n分组中需要携带完整的目的地址分组中需要携带完整的目的地址 两种服务的思路来源不同n虚电路服务的思路来源于传统的电信网。n电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此电信网的结点交换机复杂而昂贵。n数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的控制功能分散，因而只能要求网络提供尽最大努力的服务。n可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来保

15、证。数据报服务与虚电路服务之争n让网络只提供数据报服务就可大大简化网络层的结构。n但技术的进步使得网络出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担，反而能够使更多的应用在这种简单的网络上运行。n因特网发展到今天的规模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。n网络上传送的报文长度，在很多情况下都很短。n用数据报既迅速又经济。n若用虚电路，为了传送一个分组而建立虚电路和释放虚电路就显得太浪费网络资源了。数据报服务和虚电路服务都各有一些优缺点n在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信息。n在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整的目的地址，而仅需要有

16、个很简单的虚电路号码的标志。n这就使分组的控制信息部分的比特数减少，因而减少了额外开销。数据报服务和虚电路服务都各有一些优缺点n在使用数据报时，主机承担端到端的差错控制和流量控制。n在使用虚电路时，分组按顺序交付，网络可以负责差错控制和流量控制。数据报服务和虚电路服务都各有一些优缺点n数据报服务对军事通信有其特殊的意义。当某个结点发生故障时，后续的分组就可另选路由，因而提高了可靠性。n但在使用虚电路时，结点发生故障就必须重新建立另一条虚电路。n数据报服务还很适合于将一个分组发送到多个地址(即广播或多播)。数据报服务和虚电路服务都各有一些优缺点数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面 虚电路

17、服务 数据报服务 思路 可靠通信应当 可靠通信应当 由网络来保证 由用户主机来保证连接的建立 必须有 不要目的站地址 仅在连接建立阶段 每个分组都有 使用，每个分组使 目的站的全地址 用短的虚电路号数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面 虚电路服务 数据报服务分组的转发 属于同一条虚电路 每个分组独立选择 的分组均按照同一 路由进行转发 路由进行转发当结点出 所有通过出故障的 故障结点可能丢失 故障时 结点的虚电路 分组，一些路由 均不能工作 可能会发生变化数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面 虚电路服务 数据报服务分组的顺序 总是按发送顺序 到达目的站时不一定 到达目的站 按发

18、送顺序 端到端的 可以由分组交换网 由用户主机负责差错处理和 负责也可以由用户 流量控制 主机负责4.2网际协议IPn网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：n地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)n逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)n网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)n网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)网际层的IP协议及配套协议各种应用层协议网络接口

19、层(HTTP,FTP,SMTP等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网络层（网际层）IGMPn互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决，如：n不同的寻址方案n不同的最大分组长度n不同的网络接入机制n不同的超时控制n不同的差错恢复方法n不同的状态报告方法n不同的路由选择技术n不同的用户接入控制n不同的服务（面向连接服务和无连接服务）n不同的管理与控制方式4.2.1虚拟互连网络n中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。n物理层中继系统：转发器(repeater)。n数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。n网络层中继系统：路由器(

20、router)。n网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。n网络层以上的中继系统：网关(gateway)。网络互相连接起来要使用一些中间设备n当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。n网关由于比较复杂，目前使用得较少。n互联网都是指用路由器进行互连的网络。n由于历史的原因，许多有关TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。网络互连使用路由器互连网络与虚拟互连网络网络网络网络网络网络(a)互连网络(b)虚拟互连网络路由器虚拟互连网络（互联网）虚拟互连网络的意义n所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的

21、各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。n使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。n使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。5432154321主机H1主机H2R1R4R5R2R3R1R2R3H1R5H2R4间接交付间接交付间接交付间接交付间接交付直接交付3221132211322113221132211分组在互联网中的传送 从网络层看IP数据报的传送n如果我们只从网络层考虑问题，那么IP数据报就可以想象是在网络层中传送。网络层网络层网络

22、层网络层网络层网络层网络层IP数据报H1R1R2R3R4R5H24.2.2分类的IP地址1.IP地址及其表示方法n我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。nIP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)进行分配IP地址的编址方法n分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。n子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC950在1985年通过。n构成超网。这是比较

23、新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。分类IP地址n每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。n两级的IP地址可以记为：IP地址:=,(4-1):=代表“定义为”net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101net-id24位host-id24位net-id

24、16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101A类地址的网络号字段net-id为1字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的网络号字段net-id为2字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段

25、和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的网络号字段net-id为3字节net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101A类地址的主机号字段host-id为3字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id1

26、6位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的主机号字段host-id为2字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的主机号字段host-id为1字节net-id24位host-id24位net-id16bitnet-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host

27、-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101D类地址是多播地址 net-id24位host-id24位net-id16bitnet-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址01 1host-id8位D类地址 1110多播地址E类地址保留为今后使用111101E类地址保留为今后使用 A类 IP地址nA类IP地址的网络号长度为7位，主机号长度为24位；nA类地址是从：0.0.0.0127.255.255.255；n网络号长度为7位，从理论上可以有27=128个网络；n网络号为全网络号为全0 0和全和全1 1（用十进制表示为0

28、与127）的两个地址保留用于特殊目的用于特殊目的，实际允许有126个不同的A类网络；n由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机IP数理论上为224=16 777 216；n主机主机IPIP为全为全0 0和全和全1 1的两个地址保留用于特殊目的用于特殊目的，实际允许连接16 777 214个主机；nA类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。B类IP地址nB类IP地址的网络网络IPIP长度为长度为1414位位，主机主机IPIP长度为长度为1616位位；nB类IP地址是从：128.0.0.0191.255.255.255；n由于网络IP长度为14位，因此允许有214=16384个不同的B类网

29、络，实际允许连接16383个网络；n由于主机IP长度为16位，因此每个B类网络可以有216=65536个主机或路由器，实际一个B类IP地址允许连接65534个主机或路由器；nB类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织使用。C类IP地址nC类IP地址的网络号网络号长度为2121位位，主机号主机号长度为8 8位位；nC类IP地址是从：192.0.0.0223.255.255.255；n网络号长度为21位，因此允许有221=2097152个不同的C类网络,实际允许连接2097151个网络；n主机号长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为28=256个，实际允许连接254个主机或路

30、由器；nC类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。D类和E类IP地址nD类IP地址不标识网络;地址范围：224.0.0.0239.255.255.255 用于其他特殊的用途，如多播地址Multicasting；nE类IP地址暂时保留；地址范围：240.0.0.0255.255.255.255；用于某些实验和将来使用。点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32位二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8位插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.31128

31、11331将每8位的二进制数转换为十进制数2.常用的三种类别的IP地址IP地址的使用范围 网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数A126(272)112616,777,214B16,383(2141)128.1191.25565,534C2,097,151(221 1)192.0.1223.255.255254IP地址的一些重要特点(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：n第一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理。n第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络

32、号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。IP地址的一些重要特点(2)实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。n当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomedhost)。n由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。IP地址的一些重要特点(3)用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的

33、网络号net-id。(4)所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1L

34、AN2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是IP地址中的net-id互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LA

35、N2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是IP地址中的net-id互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN

36、2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是IP地址中的net-id互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2

37、LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是IP地址中的net-id互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2L

38、AN1互联网路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址。互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互联网路由器

39、总是具有两个或两个以上的IP地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址。互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互联网路由器总是具有两个或两个

40、以上的IP地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址。互联网中的IP地址B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互联网两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指

41、明IP地址。如指明IP地址，则这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特殊“网络”。现在常不指明IP地址。特殊IP地址形式 n直接广播地址n受限广播地址n“这个网的这个主机”地址n“这个网络上的特定主机”地址n回送地址1)直接广播地址1.A类、B类与C类IP地址中主机号全1的地址为直接广播地址;2.用来使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机;3.只能作为分组中的目的地址;4.物理网络采用的是点-点传输方式，分组广播需要通过软件来实现。2)受限广播地址1.网络号与主机号的32位全为1的地址为受限广播地址;2.用来将一个分组以广播方式发送给本网的所有主机;3.分组将被本网的所有主机将

42、接受该分组，路由器则阻挡该分组通过。3)“这个网络上的特定主机”地址1.主机或路由器向本网络上的某个特定的主机发送分组；2.网络号部分为全0，主机号为确定的值；3.这样的分组被限制在本网络内部。4)回送地址1.回送地址是用于网络软件测试和本地进程间通信；2.TCP/IP协议规定：含网络号为127的分组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址信息。一些特殊的IP地址n网络号或主机号为0或-1的地址是特殊地址，从不分配给某个单独的主机：n具有有效的网络号但主机号全为0的地址保留给网络本身；n具有有效的网络号但主机号全为1的地址保留作为定向广播，即在网络号指定的网络中广播；n32位

43、全1的地址称为本地广播地址，表示仅在发送节点所在的网络中广播；n32位全0的地址指示本机；n网络号为0但主机号有效的地址指代本网中的主机；n形如127.xx.yy.xx的地址保留作为回路测试，发送到这个地址的分组不输出到线路上，而是送回内部的接收端。n202.195.128.11是哪类IP地址n()是错误的IP地址.A.137.53.0.34B.191.122.65.234C.204.17.206.10D.50.267.45.128n下列各项中属于A类IP地址的有()A.202.204.44.1B.20.204.444.1C.10000110.11001100.00110011.1010010

44、1D.01000111.10101010.01010111.11110001C类类DD例题n下列IP地址为C类地址的是（）A4.3.2.1B266.45.78.3C192.223.78.5D150.33.7.8C练 习:IP 地 址 分 类 AddressAddressClassClassNetworkNetworkHostHost10.2.1.110.2.1.1128.63.2.100128.63.2.100201.222.5.64201.222.5.64192.6.141.2192.6.141.2130.113.64.16130.113.64.16256.241.201.10256.241

45、.201.10A A10.0.0.010.0.0.00.2.1.10.2.1.1B B128.63.0.0128.63.0.00.0.2.1000.0.2.100C C201.222.5.0201.222.5.00.0.0.640.0.0.64C C192.6.141.0192.6.141.00.0.0.20.0.0.2B B130.113.0.0130.113.0.00.0.64.160.0.64.16不存在不存在4.2.3IP地址与硬件地址TCP报文IP数据报MAC帧应用层数据首部首部尾部首部链路层及以下使用硬件地址硬件地址网络层及以上使用IP地址IP地址HA1HA5HA4HA3HA6主机

46、H1主机H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网通信的路径H1经过R1转发再经过R2转发H2查找路由表查找路由表HA1HA5HA4HA3HA6主机H1主机H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1IP2IP1IP2从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报从协议栈的层次上看数据的流动HA1HA5HA4HA3HA6主机H1主机H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2

47、IP1IP2局域网局域网局域网IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1IP2IP1IP2从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报从虚拟的IP 层上看IP数据报的流动HA1HA5HA4HA3HA6主机H1主机H2路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1IP2IP1IP2从HA1到HA

48、3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报在链路上看MAC帧的流动IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1IP2IP1IP2从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报图中的IP1IP2表示从源地址IP1到目的地址IP2两个路由器的IP地址并不出现在IP数据报的首部中IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网MAC帧IP2IP4IP3IP5路由器R2I

49、P1IP2IP1IP2IP1IP2从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1IP2IP1IP2MAC帧从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报在具体的物理网络的链路层只能看见MAC帧而看不见IP数据报IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主机H1主机H2路由器R1IP层上的互联网IP2IP4IP3IP5路由器R2IP1IP2IP1I

50、P2IP1IP2MAC帧从HA1到HA3从HA4到HA5从HA6到HA2MAC帧MAC帧IP数据报IP层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节在抽象的网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或主机和路由器之间的通信不同层次、不同区间的源地址和目的地址在网络层写入在网络层写入IP数据报首部的数据报首部的在数据链路层写入在数据链路层写入MAC帧首部的帧首部的源地址源地址目的地址目的地址源地址源地址目的地址目的地址从从H1到到R1从从R1到到R2从从R2到到H2IP1IP1IP1IP2IP2IP2HA1HA3HA4HA5HA6HA24.2.4地址解析协议ARP和逆地址解析协议RA