4.5.2-1-2 数据专业基础知识培训2 TCPIP之-网络层协议介绍

1TCP/IP－网络层协议介绍新疆通信规划设计院2010年7月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5第1章IP协议第2章ARP/RARP协议第3章ICMP协议新疆通信规划设计院6第1章IP协议第1节IP报文结构第2节IP路由功能第3节IP地址介绍第4节IP子网划分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存时间协议报头校验和源IP地址目的IP地址IP选项015163120字节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数据中UDP分片举例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12第1章IP协议第1节IP报文结构第2节IP路由功能第3节IP地址介绍第4节IP子网划分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14第1章IP协议第1节IP报文结构第2节IP路由功能第3节IP地址介绍第4节IP子网划分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）272625242322212027262524232221202726252423222120272625242322212011000000101010000000000100001011等于192●168●1●11新疆通信规划设计院19IP地址分类010110111011110Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址1.0.0.0~126.255.255.255128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.255新疆通信规划设计院20私有IP地址•私有IP地址–10.0.0.0~10.255.255.255–172.16.0.0~172.31.255.255–192.168.0.0~192.168.255.255新疆通信规划设计院21特殊IP地址网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点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22第1章IP协议第1节IP报文结构第2节IP路由功能第3节IP地址介绍第4节IP子网划分新疆通信规划设计院23子网掩码介绍•使用子网掩码（subnetmasking）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：B类网络的子网掩码为255.255.0.0新疆通信规划设计院24网络地址与子网掩码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25子网掩码的表示方法255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.7110000001010100000000001000001118+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26网络地址的计算192.168.1.0/2811000000101010000000000100000000IP地址为:192.168.1.7/28192.168.1.711000000101010000000000100000111255.255.255.24011111111111111111111111111110000IP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28主机数计算举例IP地址为：192.168.1.100/28/28=255.255.255.240该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，1111000028bits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。以太网172.16.30.10172.16.30.1172.16.28.1/16/16/16新疆通信规划设计院30带子网编址•B类网段172.16.0.0以太网以太网172.16.8.1，255.255.255.0172.16.4.1，255.255.255.0新疆通信规划设计院31子网规划举例•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201.222.5.0/29201.222.5.1~201.222.5.6201.222.5.8/29201.222.5.9~201.222.5.14201.222.5.16/29201.222.5.17~201.222.5.22…………201.222.5.232/29201.222.5.233~201.222.5.238201.222.5.240/29201.222.5.241~201.222.5.246201.222.5.248/29201.222.5.249~201.222.5.254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33无类域间路由（CIDR）•CIDR(ClasslessInterDomainRouting)减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16新疆通信规划设计院34第1章IP协议第2章ARP/RARP协议第3章ICMP协议新疆通信规划设计院35ARP/RARP•ARP--地址解析协议(AddressResolutionProtocol)•RARP--逆地址解析协议(ReverseAddressResolutionProtocol)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-00-00-11IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARPRequest?ARPReply10.0.0.2对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12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新疆通信规划设计院38ProxyARP•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(ProxyARP)。新疆通信规划设计院39免费ARP•免费ARP：gratuitousARP•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ARPCache中的硬件地址新疆通信规划设计院40RARP我的IP地址是什么？无盘工作站RARPServerRARPRequest?RARPReply你的IP地址是10.0.0.1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42第1章IP协议第2章ARP/RARP协议第3章ICMP协议新疆通信规划设计院43ICMP协议•ICMP(InternetControlMessageProtocol)：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。IP报头ICMP报文（IP数据区）IP数据报ICMP数据的封装20字节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45ICMP报文类型•差错报文–信宿不可达–超时–参数出错•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46ICMP协议检测目的站的可达性B可达吗？ICMPEchoRequestICMPEchoReply我在。AB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49•IP协议•ARP/RARP协议•ICMP协议小结新疆通信规划设计院50谢谢!