网络基础课件-NET17第6章：网络层.ppt

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1、计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层1复习上章内容复习上章内容1、决定局域网特性的三要素决定局域网特性的三要素网网络拓扑、拓扑、传输介介质、介、介质访问控制方法控制方法 2、从采用介、从采用介质访问控制方法角度，局域网可分控制方法角度，局域网可分为共享介共享介质式局域网、交式局域网、交换式局域网式局域网3、局域网交、局域网交换机的工作原理机的工作原理端口端口MAC地址映射表地址映射表交交换控制中心控制中心实现连接到交接到交换机端口的机端口的结点之点之间的多个并的多个并发连接接4、VLAN交交换技技术的的发展成展成为VLAN发展的基展的基础，什么叫，什么叫VLAN，V

2、LAN与与LAN有何主要区有何主要区别？5、10GE已已经成成为现代校园的主干网首代校园的主干网首选，100GE已已经在研究中在研究中。10GE成功成功应用解决了广域网与局域网的用解决了广域网与局域网的瓶瓶颈。6、WLAN成成为现代代办公网公网络的主要接入方式的主要接入方式计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层210万兆以太网发展趋势！万兆以太网发展趋势！2006年下半年年下半年IEEE着手制定着手制定100G标准标准 2007年年7月月IEEE确定开发一项包括确定开发一项包括40G和和100G以太网的标准以太网的标准802.3ba 2009年年底年年底40G和和10

3、0G以太网设备研发产品出货以太网设备研发产品出货 2010年年6月月17日日融合融合40G/100G的的IEEE 802.3ba规范获得批准规范获得批准 2015年年百万兆速率以太网将成为现实百万兆速率以太网将成为现实计算机科学与工程学院算机科学与工程学院Cisco CRS-3单端口单端口10万兆以太网接口模块万兆以太网接口模块IP下一代网络（下一代网络（NGN）中的视频和多媒体正在）中的视频和多媒体正在从各个方面逐步取代分组数据通信，对当前使从各个方面逐步取代分组数据通信，对当前使用的公共网络和专用网络的架构基础提出了更用的公共网络和专用网络的架构基础提出了更高的挑战。高的挑战。作为作为me

4、dianet（媒体感知型（媒体感知型Cisco IP NGN）的）的组成部分，它的工效设计达到了业界领先水平，组成部分，它的工效设计达到了业界领先水平，将能耗、散热和机架空间资源降至最少，并提将能耗、散热和机架空间资源降至最少，并提供可灵活承载丰富业务的带宽容量。供可灵活承载丰富业务的带宽容量。第六章第六章 网络层网络层3计算机科学与工程学院算机科学与工程学院新闻：切客新闻：切客(未来未来510年互联网淘金点年互联网淘金点?)在拍客、秒杀客、团客之后，一个全新的名词在拍客、秒杀客、团客之后，一个全新的名词“切客切客”开始出现。开始出现。伴随着伴随着3G网络、智能手机的广泛应用，在通信业和互联网

5、巨头的强力推网络、智能手机的广泛应用，在通信业和互联网巨头的强力推进下，中国进下，中国“切客切客”浪潮正在悄然兴起。浪潮正在悄然兴起。切客：源自英文切客：源自英文check in，他们是热衷于用一种，他们是热衷于用一种LBS(Location Based Services)基于地理位置服务的手机移动互联网软件即时记录生活轨迹的基于地理位置服务的手机移动互联网软件即时记录生活轨迹的都市潮人。他们通过软件发现并探索身边的城市，并与他人分享此地的都市潮人。他们通过软件发现并探索身边的城市，并与他人分享此地的精彩图片和攻略。他们是移动互联网时代的潮流引领者，让互联网应用精彩图片和攻略。他们是移动互联网

6、时代的潮流引领者，让互联网应用从虚拟走向现实，影响并改变每个人的生活。从虚拟走向现实，影响并改变每个人的生活。互动百科网的解释：切客就是通过手机向他人分享餐厅或商场的地理位互动百科网的解释：切客就是通过手机向他人分享餐厅或商场的地理位置，可获消费优惠。置，可获消费优惠。“切客切客”是国内手机网民为是国内手机网民为LBS(Location Based Service，基于地理位置的服务，基于地理位置的服务)取的中文名，因为取的中文名，因为LBS典型的应用是典型的应用是Check in(签到签到)。国内互联网巨头近来纷纷推出国内互联网巨头近来纷纷推出LBS，据艾媒市场咨询研究数据显示，过，据艾媒市

7、场咨询研究数据显示，过去三年，中国去三年，中国LBS个人个人“切客切客”应用市场规模保持快速增长态势，应用市场规模保持快速增长态势，2008年的市场规模为年的市场规模为3.35亿元，亿元，2009年突增为年突增为6.44亿元，到了亿元，到了2010年，这一数年，这一数据改写为据改写为9.98亿元。亿元。随着移动互联网的兴起，越来越多的用户不再满足于打电话发短信的生随着移动互联网的兴起，越来越多的用户不再满足于打电话发短信的生活方式，如何寻找更便利的潮流方式，自然成了这个群体用户的期待。活方式，如何寻找更便利的潮流方式，自然成了这个群体用户的期待。LBS经经Google Map的推广后在国外一直

8、风起云涌。近两年随着智能手机的推广后在国外一直风起云涌。近两年随着智能手机逐步走向潮流，基于手机互联网的地理位置的应用也逐步走向社区化和逐步走向潮流，基于手机互联网的地理位置的应用也逐步走向社区化和实用化。实用化。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院切客网切客网http:/在信息大爆炸的世纪，每天要面对和处理的信息多如在信息大爆炸的世纪，每天要面对和处理的信息多如牛毛，哪些是真哪些是假，无从辨别；在物质极度丰牛毛，哪些是真哪些是假，无从辨别；在物质极度丰富的时代，在迷眼于琳琅满目的商品时、迷惘于五花富的时代，在迷眼于琳琅满目的商品时、迷惘于五花八门的广告时，无所适从。非常希望能找个地方，问八

9、门的广告时，无所适从。非常希望能找个地方，问问经历过的人，听听他真实的体验。问经历过的人，听听他真实的体验。“切客网切客网”正是为大家提供记录生活经验积累、消费正是为大家提供记录生活经验积累、消费体验的平台，把你的生活体验和你所知产品的消费体体验的平台，把你的生活体验和你所知产品的消费体验写下来与大家分享，当所有人都来记录时，相信这验写下来与大家分享，当所有人都来记录时，相信这里会成为我们生活的里会成为我们生活的“经验库经验库”，购物的，购物的“导向先锋导向先锋”，而你也已成为了切客一员，而你也已成为了切客一员-。也许个体的力量。也许个体的力量是渺小的，但请相信网络的力量能让弱势的我们团结是渺

10、小的，但请相信网络的力量能让弱势的我们团结强大起来。强大起来。“切客网切客网”意义和宗旨：让意义和宗旨：让“切客切客”无处不在，让每无处不在，让每一次选择无怨无悔。一次选择无怨无悔。计算机科学与工程系算机科学与工程系第第6 6章章 网络层网络层计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层7本章学本章学习要求要求：理解：理解：网网络层与网与网络互互联的基本概念的基本概念掌握：掌握：IP地址的基本概念与分地址的基本概念与分类方法方法掌握：掌握：IP分分组的交付与路由的交付与路由选择的概念的概念掌握：掌握：Internet路由路由选择协议的概念的概念掌握：掌握：IP协议的基本内容

11、的基本内容掌握：地址解析的基本概念与方法掌握：地址解析的基本概念与方法掌握：路由器与第三掌握：路由器与第三层交交换的基本概念的基本概念掌握：网掌握：网络层互互联设备掌握：掌握：IP地址的子网地址的子网规划划了解：了解：Internet控制控制报文文协议ICMP与与组 管理管理协议IGMP 计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层86.1 网络层与网络互联的基本概念网络层与网络互联的基本概念 6.1.1 网网络层基本概念基本概念 网网络层主要任主要任务：通通过路由路由选择算法，算法，为分分组通通过通信子网通信子网选择最适当的路径；最适当的路径；网网络层使用数据使用数据链路

12、路层的服的服务，实现路由路由选择、拥塞控制与网塞控制与网络互互联等基本功能，向等基本功能，向传输层的的端一端端一端传输连接提供服接提供服务。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层96.1.2 网网络互互联基本概念基本概念 网网络互互联：利用网利用网桥、路由器、网关等互路由器、网关等互联 设备将两个及两个以将两个及两个以 上的网上的网络相互相互联接起接起 来构成的系来构成的系统。INTERNET网：就是用网：就是用路路由器由器连接起来的互接起来的互联网网络，也属于，也属于WAN。VPN：(Virtual Private Network)虚虚拟专用网，用网，是通是通过因特

13、网建立一个因特网建立一个临时的、安全的的、安全的连接，接，为用用户提供提供专用网的所用网的所有各种功能。有各种功能。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层106.1.3 网网络互互联的的层次及次及设备 网络互连实质上是网络协议之间的转换。网络体系结构层网络互连实质上是网络协议之间的转换。网络体系结构层次不同，使用的互连设备也不同。互连层次主要有次不同，使用的互连设备也不同。互连层次主要有:物理层互连物理层互连 互联设备：互联设备：中继器、转发器、集线器、光纤收发器中继器、转发器、集线器、光纤收发器完成对信号的再生和放大，延长网络距离，或者对光电信号进行完成对信号的再生

14、和放大，延长网络距离，或者对光电信号进行转换。转换。(同一冲突域、同一广播域同一冲突域、同一广播域)数据链路层互连数据链路层互连互联设备：互联设备：网桥、二层交换机网桥、二层交换机网桥起到数据接收、地址过滤、数据转发的作用。主要用于隔离网桥起到数据接收、地址过滤、数据转发的作用。主要用于隔离冲突的网段。冲突的网段。(隔离冲突域、同一广播域隔离冲突域、同一广播域)交换机除了具有网桥的功能外，更重要的是用硬件实现多对结点交换机除了具有网桥的功能外，更重要的是用硬件实现多对结点同时通信与数据交换。同时通信与数据交换。(隔离冲突域：每个端口都是一个冲突域；默认隔离冲突域：每个端口都是一个冲突域；默认情

15、况下所有端口处于同一广播域，设置情况下所有端口处于同一广播域，设置VLAN时，有多少个时，有多少个VLAN，就，就有多少个广播域。有多少个广播域。)计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层116.1.3 网网络互互联的的层次及次及设备（续）网络层互连？网络层互连？互联设备：互联设备：路由器、三层交换机路由器、三层交换机主要用于主要用于LAN、MAN之间的连接。之间的连接。隔离冲突域、隔离广播域隔离冲突域、隔离广播域高层互连？高层互连？互联设备：互联设备：网关、多层交换机网关、多层交换机传输层以上协议层的网络之间互连，如应用网关等。传输层以上协议层的网络之间互连，如应用网

16、关等。(隔离异构网：用于连接不同类型、不同协议的网络隔离异构网：用于连接不同类型、不同协议的网络)计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层126.2 IP地址地址6.2.1 IP地址的基本概念地址的基本概念 有关有关IP地址的概念你知道多少？：地址的概念你知道多少？：大型的互大型的互连网网络中需要有一个全局的地址系中需要有一个全局的地址系统，它能，它能够给每一台主机或路由器的网每一台主机或路由器的网络连接分配一个全局惟一的接分配一个全局惟一的地址；地址；TCP/IP协议的网的网络层使用的使用的地址地址标识符符叫做叫做IP地址；地址；IP v.4中中IP地址是一个地址是一

17、个32位的二位的二进制地址制地址；IP v.6中中IP地址是一个地址是一个128位的二位的二进制地址制地址；网网络中的每一个主机或路由器至少有一个中的每一个主机或路由器至少有一个IP地址；地址；在在Internet中不允中不允许有两个有两个设备具有同具有同样的的IP地址；地址；如果一台主机或路由器如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网接到两个或多个物理网络，那，那么它可以么它可以拥有两个或多个有两个或多个IP地址。地址。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层13IP地址地址处理方法演理方法演变的的过程程 1985年年计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六

18、章 网络层网络层14IP地址地址结构构IP 地址地址长度度为32位位IP地址采用二地址采用二级分分级结构；构；IP地址是由网地址是由网络号（号（net ID）与主机号（与主机号（host ID）两部分两部分组成的；成的；计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层15发送分送分组的主机的主机 源主机源主机 源源IP地址地址 源源MAC地址地址接收分接收分组的主机的主机 目的主机目的主机 目的目的IP地址地址 目的目的MAC地址地址计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层166.2.2 标准准IP地址分地址分类二二级结构：网构：网络号字段号字段+主机号

19、字段主机号字段 net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层17net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1h

20、ost-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层18net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址

21、的网络号字段 net-id 为 2 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层19net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层20net-id24 bi

22、thost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层21net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段

23、和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层22net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1

24、0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层23net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001D 类地址是多播地址 计算机科学与工程学院算机科学与工

25、程学院第六章第六章 网络层网络层24net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001E 类地址保留为今后使用 计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层25IP地址表示方法：点分十进制记法地址表示方法：点分十进制记法 1000000000001011000000110001

26、1111 机器中存放的 IP 地址是 32 bit 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 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128.11.3.31 128 11 3 31 将每 8 bit 的二进制数转换为十进制数111111112 27 72 26 62 25 52 24 42 23 32 22 22 21 12 20 01281286464323216168 84 42 21 1计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层1A类类:0NNNNNNNHostHostHost8 916

27、 1724 2532(1-127)1B类类:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532(128-191)1C类类:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532(192-223)1D类类:1110MMMM多播组多播组多播组多播组多播组多播组8 916 17242532(224-239)IP地址的分类汇总及网络号第地址的分类汇总及网络号第1字节范围字节范围11110MMMreservationreservationreservation(240-247)E类类:18 916 17242532计算机科学与工程学院算机科学与工程学院

28、第六章第六章 网络层网络层27标准准IP地址的主机地址范地址的主机地址范围 计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层28A类IP地址特点地址特点A类IP地址的网地址的网络ID长度度为7位，主机位，主机ID长度度为24位；位；A类IP地址范地址范围：0.127.255.255.255；A类网网络ID(0*)：理理论上上 有有27=128 个，但网个，但网络ID为全全0和全和全1（用十（用十进制制表示表示为0与与127）的两个地址保留用于特殊目的，）的两个地址保留用于特殊目的，实际允允许有有126个不同的个不同的A类网网络；实际有效网有效网络ID范范围：1126，共有，共有

29、27-2=126个个每个每个A类网网络中中的主机的主机ID：理理论上有上有224=16 777 216 个个主机主机IP为全全0和全和全1的两个地址保留用于特殊目的；的两个地址保留用于特殊目的；每个每个A类网网络ID实际有效的主机有效的主机ID有有224-2=16 777 214个个A类IP地址地址结构适用于有大量主机的大型网构适用于有大量主机的大型网络。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层29B类IP地址特点地址特点B类IP地址的网地址的网络ID长度度14位，主机位，主机ID长度度16位；位；B类IP地址范地址范围：128.0.0.0191.255.255.255

30、；B类网网络ID(10*)：214=16384个不同的个不同的B类网网络；前两个字前两个字节：128.0 191.255每个每个B类网网络中主机中主机ID：长度度为16位，有位，有216=65536个，除去全个，除去全0和全和全1的特殊用途的特殊用途实际一个一个B类网网络：允：允许使用使用216-2=65534个主机个主机ID；B类IP地址适用于一些国地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中性大公司与政府机构等中等大小的等大小的组织使用。使用。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层30C类IP地址特点地址特点C类IP地址的网地址的网络ID长度度:21位，主机位，主机I

31、D长度度:8位；位；C类IP地址是从：地址是从：.0.255；C类网网络ID(110*)长度度为21位，因此允位，因此允许有有221=2097152个不同的个不同的C类网网络；前三个字前三个字节：.每个每个C类网网络中主机中主机ID：长度度为8位，每个位，每个C类网网络的主机地址数最多的主机地址数最多为28=256个，个，除去全除去全0和全和全1的特殊用途。的特殊用途。实际允允许连接接28-2=254个主机或路由器；个主机或路由器；C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。地址适用于一些小公司与普通的研究机构。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层31三类三类 I

32、P 地址的使用范围汇总地址的使用范围汇总网网络络类别类别最大网最大网络络数数第一个可第一个可用的网用的网络络号号最后一个可用最后一个可用的网的网络络号号每个网每个网络络中中的最大的最大主机数主机数A126(27-2)112616777214B16384(214)128.0191.25565534C2097152(221)192.0.0223.255.255254计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层32 D类和和E类IP地址地址D类IP地址地址不不标识网网络;地址范地址范围：224.0.0.0239 用于其他特殊的用途，如多播地址用于其他特殊的用途，如多播地址Mult

33、icasting；E类IP地址地址暂时保留；保留；地址范地址范围：240.0.0.0247；用于某些用于某些实验和将来使用。和将来使用。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层33IPIP地址分类练习地址分类练习地址分类练习地址分类练习地址地址类别类别网络网络主机主机计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层34IPIP地址分类练习（答案）地址分类练习（答案）地址分类练习（答案）地址分类练习（答案）地址地址类别类别网络网络主机主机ABCCBNonexistent计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层35私有私有IP地址地址

34、(RFC1918)A类：类：10.0.0.010.255.255.255 1个网络个网络,可有可有224-2=16 777 214主机和路由器主机和路由器B类：类：172.16.0.0172.31.255.25516个网络个网络,每个网络可有每个网络可有216-2=65534台主机和路由器台主机和路由器C类：类：.0.255256个网络个网络,每个网络可有每个网络可有28-2=254台主机和路由器台主机和路由器私有地址被大量用于企业内部网络中。某些宽带路由器往往私有地址被大量用于企业内部网络中。某些宽带路由器往往使用使用作为缺省地址。作为缺省地址。私有网络不与外部互连，可能使用随意的私有网络不

35、与外部互连，可能使用随意的IPIP地址。保留这样地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入使用私有地址的私有网络在接入InternetInternet时，要使用地址翻时，要使用地址翻译译(NAT)(NAT)，将私有地址翻译成公用合法地址。，将私有地址翻译成公用合法地址。在在InternetInternet上，私有地址是不能出现的。上，私有地址是不能出现的。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层36其他特殊的其他特殊的IP地址地址回送地址回送地址网网络地址地址直接广播

36、地址直接广播地址受限广播地址受限广播地址“某个网某个网络上的特定主机上的特定主机”地址地址全零全零IP地址地址组播地址播地址计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层37A类网网络地址地址127是一个保留地址，用于网是一个保留地址，用于网络软件件测试以及本地机以及本地机进程程间通信，叫做回送地址（通信，叫做回送地址（loopback address）。）。无无论什么程序，一旦使用回送地址什么程序，一旦使用回送地址发送数据，送数据，协议软件立件立即返回之，不即返回之，不进行任何网行任何网络传输。TCP/IP协议规定：定：含网含网络号号为127的分的分组不能出不能出现在任何网

37、在任何网络上；上；主机和路由器不能主机和路由器不能为该地址广播任何地址广播任何寻址信息址信息。回送地址使用技巧回送地址使用技巧，如果反馈信息失败，说明，如果反馈信息失败，说明IP协议栈有错，必须重新安装协议栈有错，必须重新安装TCP/IP协议。协议。如果成功，再如果成功，再ping本机本机IP地址地址,如果反馈信息失败如果反馈信息失败,说明你说明你的网卡不能和的网卡不能和IP协议栈进行通信。协议栈进行通信。如果网卡没接网线，用本机的一些服务如如果网卡没接网线，用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用这个地址。等就可以用这个地址。回送地址：回送地址：计算机科学与工程学院算机科学与

38、工程学院第六章第六章 网络层网络层38网网络地址：地址：IP地址的网地址的网络位随意位随意,主机位全主机位全为0A类、B类与与C类IP地址中主机号全地址中主机号全0的地址的地址为相相应的网的网络地址地址;网络地址标识某一个网络网络地址标识某一个网络;TCP/IP协议规定，主协议规定，主机位全为机位全为“0”的网络号被解释成的网络号被解释成“本本”网络。网络。示例：示例：A类网网络：120.B类网网络：129.10.0.0C类网网络：202.102.10.0从以上规定可以看出，主机号全从以上规定可以看出，主机号全0全全1的地址的地址在在TCP/IP协议中有特殊含义，一般不能用作一协议中有特殊含义

39、，一般不能用作一台主机的有效地址。台主机的有效地址。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层39直接广播地址直接广播地址A类、B类与与C类IP地址中地址中主机位主机位为全全1的的IP地址地址称称为直接广播地址，表示在直接广播地址，表示在该网网络内广播内广播。用于使路由器将一个分。用于使路由器将一个分组以广播以广播方式方式发送送给特定网特定网络上的所有主机上的所有主机;示例：示例：A类网网络直接广播地址：直接广播地址：120.B类网网络直接广播地址：直接广播地址：129.10.255.255C类网网络直接广播地址：直接广播地址：202.102.10.255计算机科学与工程

40、学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层40受限广播地址受限广播地址(全全1的的IP地址地址)网网络号与主机号的号与主机号的32位全位全为1的地址的地址为受限受限广播地址广播地址;即即，用作目用作目标网网络地址。地址。(如如DHCP DISCOVER的目的的目的IP地址地址)用来将一个分用来将一个分组以广播方式以广播方式发送送给本网的本网的所有主机所有主机;分分组将被本网的所有主机接受，将被本网的所有主机接受，路由器路由器则阻阻挡该分分组通通过。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层41“某个网某个网络上的特定主机上的特定主机”地址地址主机或路由器向本网主机或

41、路由器向本网络上的某个特定的主机上的某个特定的主机发送分送分组；网网络ID部分部分为全全0 0，主机，主机ID部分部分为某个确定的某个确定的值；这样的分的分组被限制在被限制在本网本网络内部内部，表示，表示给特定的主特定的主机机ID，路由器不会，路由器不会转发。示例：示例：A类网网络上的一个主机：上的一个主机：0.B类网网络上的一个主机：上的一个主机：0.0.20.30C类网网络上的一个主机：上的一个主机：0.0.0.30计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层42全零全零IP地址：地址：IP地址的网络位和主机位全为地址的网络位和主机位全为0，对应于当前主机。，对应于当前

42、主机。全零全零IP地址用于路由器中，表示所有不清楚地址用于路由器中，表示所有不清楚*的主机的主机和目的网络的集合和目的网络的集合*不清楚是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到不清楚是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个达。对本机来说，它就是一个“收容所收容所”，所有不认识的，所有不认识的“三无三无”人员，一律送进去。人员，一律送进去。全零全零IP地址用作为分组的源地址用作为分组的源IP地址时，表示本机没有地址时，表示本机没有IP地址，需要申请一个地址，需要申请一个IP地址。地址。如：如：DHCP DISCOVER 的源的源IP地址：地址：0.0.0.0 计算机

43、科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层43组播地址：播地址：224.0.0.0239224.0.0.1 特指所有主机特指所有主机224.0.0.2 特指所有路由器特指所有路由器 特殊特殊IP地址：地址：169.254.x.x 当当主机主机动态获动态获得得IP地址失地址失败时败时，Windows系系统统会会为为你你分配分配这样这样一一个个地址：地址：计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层44网网络接口与接口与IP地址地址计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层45网网络接口与接口与IP地址的关系地址的关系连接到接到Intern

44、et的每一台主机或路由器至的每一台主机或路由器至少有一个少有一个IP地址；地址；连接到接到Internet的任何两台主机或路由器的任何两台主机或路由器不能使有相同的不能使有相同的IP地址；地址；IP地址是与网地址是与网络接口相关接口相关联的，如果一的，如果一台主机或路由器分台主机或路由器分别连接到两个或更多接到两个或更多的网的网络上，那么它必上，那么它必须有两个或更多的有两个或更多的IP地址。地址。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层466.6.2.3 2.3 子网、子网划分、子网规划子网、子网划分、子网规划为什么要研究子网什么要研究子网IP地址的有效利用率地址的有

45、效利用率问题 IP 地址空间的利用率有时很低地址空间的利用率有时很低A、B类网的地址空间太大，若不使用路由器，则无法使用全部地址，一个B类网，有多达216-2=65534个主机，在单一网络下是无法工作的。路由器的工作效率路由器的工作效率问题给给每每一一个个物物理理网网络络分分配配一一个个网网络络号号会会使使路路由由表表变得太大因而使网络性能变坏。变得太大因而使网络性能变坏。两两级的的 IP 地址不地址不够灵活灵活计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层471 1、子网的概念、子网的概念子网（子网（subnet）将一个大的网将一个大的网络划分成几个划分成几个较小的网小的网

46、络，而每一个网，而每一个网络都有都有其自己的子网地址；其自己的子网地址；子网技术子网技术出于对管理、性能、安全方面的考虑，许多单位都把单一网络划分出于对管理、性能、安全方面的考虑，许多单位都把单一网络划分为多个物理网络，并用路由器或三层交换机将它们连接起来。以达为多个物理网络，并用路由器或三层交换机将它们连接起来。以达到以下几个目的：到以下几个目的：充分使用地址充分使用地址划分管理职责划分管理职责(划分为更多个子网，便于管理划分为更多个子网，便于管理)提高网络性能提高网络性能(减少广播流量，提高网络性能减少广播流量，提高网络性能)划划分分子子网网纯纯属属一一个个单单位位内内部部的的事事情情。单

47、单位位对对外外仍仍然然表表现现为为没没有划分子网的网络。有划分子网的网络。从从主主机机号号中中借借用用若若干干个个比比特特作作为为子子网网号号 subnet-id，而而主机号主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。也就相应减少了若干个比特。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层48划分子网的技划分子网的技术要点要点：标准的准的A类、B类与与C类IP地址是地址是两两级结构构：net ID -host ID子网子网IP地址是地址是三三级结构构：net ID-subnet ID-host ID同一个子网中所有的主机必同一个子网中所有的主机必须使用相同的网使用相同的

48、网络号号-子网号子网号（net ID-subnet ID）；）；子网的概念可以子网的概念可以应用于用于A类、B类或或C类中任意一中任意一类IP地址中；地址中；凡凡是是从从其其他他网网络发送送给本本单位位某某个个主主机机的的 IP 数数据据报，仍仍然然是是根根据据 IP 数数据据报的的目目的的网网络络号号 net-id，先先找找到到连接接在在本本单单位位网网络络上上的的路路由由器器。然然后后此此路路由由器器在在收收到到 IP 数数据据报后后，再再按按目目的的网网络号号 net-id 和和子子网网号号 subnet-id 找找到到目目的的子网。子网。最后就将最后就将 IP 数据数据报直接交付直接交

49、付给目的主机。目的主机。计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层49当当没没有有划划分分子子网网时时，IP 地地址址是是两两级级结结构构，地地址址的的网网络络号号字字段段也也就就是是 IP 地地址址的的“因因特特网网部部分分”，而而主主机机号号字字段段是是 IP 地地址址的的“本本地部分地部分”。划划分分子子网网后后 IP 地地址址就就变变成成了了三三级级结结构构。划划分分子子网网只只是是将将 IP 地地址址的的本本地地部部分分进进行行再再划划分，而分，而不改变不改变 IP 地址的因特网部分地址的因特网部分。划分子网后变成了三级结构划分子网后变成了三级结构 计算机科学与

50、工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层50如何区别如何区别IP地址是划分、还是未划分？地址是划分、还是未划分？计算机科学与工程学院算机科学与工程学院第六章第六章 网络层网络层512、子网掩码、子网掩码从从一一个个 I P数数据据报报的的首首部部并并没没有有办办法法判判断断源源主主机机或或目目的的主主机机所所连连接接的的网网络络是是否否进进行了子网的划分。行了子网的划分。使使用用子子网网掩掩码码(subnet mask)可可以以找找出出 IP 地址中的子网部分地址中的子网部分子子网网掩掩码码表表示示方方法法：网网络络号号与与子子网网号号位位全部置全部置1，主机号全部置，主机号全部置