[互联网]刘克成郑柯计算机网络ppt第6章 网络层.ppt

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1、第6章 网络层,第6章 网络层,6.1 网络层概述6.2 IPv4协议（重点）6.3 网络层的协议（重点）6.4 路由算法和路由协议（重点、难点）6.5 IPv6 协议（了解）6.6 网络层设备（了解）,6.1 网络层概述,6.1.1网络层的功能网络层是解决网络与网络之间，即网际的通信问题，将分布在不同地理位置、相同或不同类型的计算机网络连成一个网，进行高速数据通信，实现资源共享和分布式处理。网络层的主要功能：提供路由，选择到达目标主机的最佳路径，并沿该路径传送数据包。消除网络拥挤，具有流量控制和拥挤控制的能力。建立和拆除网络连接，网络连接多路复用，分段和组块，服务选择和传输。,网络层的位置,

2、网络层位于数据链路层之上，传输层之下。网络层向下使用了数据链路层所提供的相邻节点之间的数据传输服务，向上为传输层提供了从源到目标的数据传输服务。网络层是处理端到端（end to end）数据传输的最低层，同时又是通信子网的最高层。,应用层,应用层,表示层,表示层,会话层,会话层,传输层,传输层,网络层,网络层,数据链路层,数据链路层,物理层,物理层,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,通信子网,主机A,主机B,应用层协议,传输介质,表示层协议,会话层协议,运输层协议,网络层协议,数据链路层协议,物理层协议,开放系统互联参考模型,6.1.2 网络层提供的服务,网络层提供：面向

3、连接的网络服务（虚电路）无连接的网络服务（数据报）,因特网采用的设计思路数据报服务,网络层只向上层提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。优点：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，运行方式灵活，能够适应多种应用而且价格低廉。如果用户主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由主机中的传输层负责（包括差错处理、流量控制等）。,6.2 IPv4协议,IP（Internet Protocol，互联网协议）是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前使用的是IP协议第四版（IPv4），也是第一个被广泛使用，

4、构成现今互联网技术的基石的协议。,IP 协议及配套协议,各种应用层协议,网络接口层,(HTTP,FTP,SMTP 等),物理硬件,运输层,TCP,UDP,应用层,ICMP,IP,RARP,ARP,与各种网络接口,网络层（网际层）,IGMP,6.2.2 IPv4地址及子网划分,我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IPv4 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。IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。,重点：

5、分类IP地址的表示方法各类地址范围的确定,重点：掌握子网划分的方法理解子网掩码的概念难点：掌握子网划分的方法,6.2.2 IPv4地址及子网划分,为什么要使用IP地址？,？,MAC地址也叫物理地址、硬件地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。设备在出厂时都有一个唯一的MAC地址，这个地址与网络无关，无论将硬件（如网卡路由器等）接入到网络的何处，它都有相同的MAC地址。,为什么要使用IP地址？,？,（1）物理网络的差异已经存在（以太网、令牌环网、FDDI、帧中继、X.25、HDLC、PPP）。（2）使用IP地址寻址时，设备更易于移动和维修。例如，如果一个网卡坏了，可以被更换，而无须取得一个新的

6、IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络，可以给它一个新的IP地址，而无须换一个新的网卡。（3）IP地址的分配是根据网络的拓朴结构，而不是根据谁制造了网络设置。,主要原因有以下几点：,IP地址,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标识符。,IPv4协议,IPv6协议,32位的地址结构,128位的地址结构,IP协议,二进制位,IP 地址的编址方法,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。子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950在 1985

7、 年通过。构成超网。这是比较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,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）。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,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地

8、 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,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,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,A 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,0,A 类地址,host-id16 位,B

9、 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,B 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和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节,net-id24 bit,host-id24

10、 位,net-id16 位,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,A 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,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后

11、 使 用,1 1 1 1,0,1,B 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,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,net-id24 位,host-id24 位,net-id16 bit,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,h

12、ost-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,D 类地址是多播地址,net-id24 位,host-id24 位,net-id16 bit,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 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 1,0,1,E 类地址保留为今后使用,点分十进制记法,采用点分十进制记法则进一步提高可读性,128.11.3.

13、31,128 11 3 31,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 A 126(27 2)1 126 16,777,214 B 16,383(214 1)128.1 191.255 65,534 C 2,097,151(221 1)192.0.1 223.255.255 254,3 IP 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：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

14、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。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（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。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(multihomed host)。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

15、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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,22

16、2.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,

17、222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2

18、.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.

19、2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,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

20、,互联网中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,路由器总是具有两个或两个以上

21、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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.

22、6.,N1,LAN2,LAN1,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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,L

23、AN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,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,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,22

24、2.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明 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。,4、特殊IP地址,回送地址 IP地址中以127开始的IP地址作为保留地址，被称为“回送地址”。回送地址用于网络软件的测试，以及本地进程的通信。任何程序一旦接到使用了回送地址为目的地址的数据，则该程序将不再转发数据，而是将其立即回送给源地址。例如，使用“ping 1

25、27.0.0.1”可以通过ping软件测试本地网卡进程之间的通信。,特殊IP地址就是不能分配给用户的IP地址,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。,进程间回送地址的应用,直接广播地址（Directed Brordcasting）将主机号各位全为“1”的IP地址称为直接广播地址。该地址主要用于广播，在使用时，用来代表该网络上所有的主机，例如，202.112.144是一个C类的网络标识，该网络的广播地址就是202.112.144.255；当该网络中的某台主机需要发送广播时，就可以使用这个地址向该网络上的所有主机发送报文,路由器

26、使用直接广播地址,有限广播地址（Limiting Brordcasting）TCP/IP协议规定，32比特位全为“1”的IP地址（255.255.255.255）为“有限广播地址”，这个地址主要用来进行本网广播。当需要在本网内广播，又不知道本网的网络号时，即可使用“有限（受限）广播地址”,某主机可以用来将一个分组以广播方式发送给本网的所有主机;分组将被本网的所有主机将接受该分组，路由器则阻挡该分组通过。,主机使用受限广播地址,本网地址本网地址：将IP地址中主机地址位全为“0”的IP地址叫做本网地址。这个地址用来表示“本主机所连接的网络”。例如，用“128.16.0.0”表示“128.16”这个

27、B类网络；用“202.112.144.0”表示“202.112.144”这个C类网络。本网地址又被称为“0”地址。,私有IP地址,公有地址（全局地址）：能够在整个广域网（因特网）中使用，可以被世界各地联网的主机所访问到。私有地址（局部地址）：只能在一个局域网中使用，其作用域的范围就是一个局域网（出了局域网就无效）。所以不同的局域网中的主机IP地址可以一样。,在A、B、C 3类地址中各有一段地址作为保留地址不在 全网分配，而作为私有地址。这些地址只可在一个网络内部使用，不可进入外网私有地址范围：1个A类地址：10.0.0.0 16个B类地址：172.16.0.0 172.31.0.0 256个C

28、类地址：192.168.0.0 192.168.255.0,6子网掩码,子网掩码（Subnet Mask）可以指出一个IP地址中的哪些位对应于网络地址、哪些位对应于主机地址。子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边对应于IP地址中的网络位，用二进制数字“1”表示；右边对应于IP地址中的主机位，用二进制数字“0”表示。,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

29、1 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,net-id,net-id,host-id 为全 0,net-id,网络地址,A类地址,默认子网掩码255.0.0.0,网络地址,B类地址,默认子网掩码255.255.0.0,网络地址,C类地址,默认子网掩码255.255.255.0,host-id 为全 0,host-id 为全 0,默认子网掩码,7子网划分,子网划分能够使单个分类网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。可以使用路由器将它们连接起来，达到充分使用地址、划分管理职责、提高网络

30、性能的作用。,三层的IP地址,IP地址是一种层次型的编址方案。通过划分子网，从主机号借用若干位作为子网号形成一个三层的结构，即：网络号子网号主机号通过网络号确定了一个网络，通过子网号确定一个物理子网，而通过主机号则确定了与子网相连的主机地址。因此，一个IP数据报的路由就涉及到三部分：传送到网络传送到子网传送到主机,网络号,主机号,网络号,子网号,主机号,用子网掩码判断IP地址的网络号与主机号的方法是用IP地址与相应的子网掩码的对应位进行与运算（对应的二进制位进行相与），结果就是对应的网络号主机号=ip-网络号,网络号和主机号的计算方法,145.13.3.10,145.13.3.11,145.1

31、3.3.101,145.13.7.34,145.13.7.35,145.13.7.56,145.13.21.23,145.13.21.9,145.13.21.8,所有到网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器,我的网络地址是 145.13.0.0,R1,R3,R2,一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0,划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。,145.13.3.10,145.13.3.11,145.13.3.101,145.13.7.34,145.13.7.35,145.13.7.56,145.13.21.23,145.13.21.9,145.1

32、3.21.8,子网 145.13.21.0,子网 145.13.3.0,子网 145.13.7.0,所有到达网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器,网络145.13.0.0,R1,R3,R2,141.14.0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0,【例6-1】已知 IP 地址是 141.14.72.24，子网掩码是 255.255.192.0。试求网络地址。,(a)点分十进制表示的 IP 地址,(c)子网掩码是 255.255.192.0,0 0 0 0 0 0 0 0,141.14.,72.24,1

33、41.14.,64.0,.0,0 1 0 0 1 0 0 0,141.14.,.24,(b)IP 地址的第 3 字节是二进制,(d)IP 地址与子网掩码逐位相与,(e)网络地址（点分十进制表示）,141.14.0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0,【例6-2】在上例中，若子网掩码改为255.255.224.0。试求网络地址，讨论所得结果。,(a)点分十进制表示的 IP 地址,(c)子网掩码是 255.255.224.0,0 0 0 0 0 0 0 0,141.14.,72.24,141.14.,64.0,

34、.0,0 1 0 0 1 0 0 0,141.14.,.24,(b)IP 地址的第 3 字节是二进制,(d)IP 地址与子网掩码逐位相与,(e)网络地址（点分十进制表示）,不同的子网掩码得出相同的网络地址。但不同的掩码的效果是不同的。,1.假设一个主机的IP地址为192.168.5.121，而子网掩码为255.255.255.248，那么该IP地址的网络号为多少？主机号为多少？,2.已知子网掩码为255.255.255.192，下面各组IP地址是否属于同一子网？（1）200.200.200.178与200.200.200.147（2）200.200.200.78与200.200.200.80（

35、3）200.200.200.198与200.200.200.152,练习：,习题,3.以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？（1）176.0.0.0（2）96.0.0.0（3）127.192.0.0（4）255.128.0.0答：只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。,我们以一个B类网络为例，说明可以有多少种子网划分的方法。在采用固定长度子网时，所划分的所有子网的子网掩码都是相同的。,子网划分举例,B类网络的子网划分选择,习题,1.某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为129.250.0.0。该单位有4000台机器，平均分布在16个不同的地点。如选用子网掩码为255.2

36、55.255.0，试给每一地点分配一个子网号码，并计算出每个地点主机号码的最小值和最大值。答:4000/16=250，平均每个地点250台机器。如选255.255.255.0为子网掩码，则每个网络所连主机数=28-2=254250，共有子网数=28=25616，能满足实际需求。,可给每个地点分配如下子网号码地点 子网号 子网网络号 主机IP的最小值和最大值 1:00000000 129.250.0.0 129.250.0.1-129.250.0.254 2:00000001 129.250.1.0 129.250.1.1-129.250.1.254 3:00000010 129.250.2.0

37、 129.250.2.1-129.250.2.254 4:00000011 129.250.3.0 129.250.3.1-129.250.3.254 5:00000100 129.250.4.0 129.250.4.1-129.250.4.254 6:00000101 129.250.5.0 129.250.5.1-129.250.5.254 7:00000110 129.250.6.0 129.250.6.1-129.250.6.254 8:00000111 129.250.7.0 129.250.7.1-129.250.7.254 9:00001000 129.250.8.0 129.2

38、50.8.1-129.250.8.25410:00001001 129.250.9.0 129.250.9.1-129.250.9.25411:00001010 129.250.10.0 129.250.10.1-129.250.10.25412:00001011 129.250.11.0 129.250.11.1-129.250.11.25413:00001100 129.250.12.0 129.250.12.1-129.250.12.25414:00001101 129.250.13.0 129.250.13.1-129.250.13.25415:00001110 129.250.14.

39、0 129.250.14.1-129.250.14.25416:00001111 129.250.15.0 129.250.15.1-129.250.15.254,3.假设一个主机的IP地址为192.168.5.121，而子网掩码为255.255.255.248，那么该IP地址的网络号为多少？主机号为多少？,2.已知子网掩码为255.255.255.192，下面各组IP地址是否属于同一子网？（1）200.200.200.178与200.200.200.147（2）200.200.200.78与200.200.200.80（3）200.200.200.198与200.200.200.152,练

40、习:子 网 掩 码(Subnet Masks),Address,Subnet Mask,Class,Subnet,172.16.2.10,10.6.24.20,172.30.36.12,255.255.255.0,255.255.0.0,255.255.255.0,B,172.16.2.0,A,10.6.0.0,B,172.30.36.0,练 习:广 播(Broadcast)地 址,地 址,类,子 网,广 播,201.222.10.60,255.255.255.248,子 网 掩 码,15.16.193.6,255.255.248.0,128.16.32.13,255.255.255.252,

41、153.50.6.27,255.255.255.128,C,201.222.10.56,201.222.10.63,A,15.16.192.0,15.16.199.255,B,128.16.32.12,128.16.32.15,B,153.50.6.0,153.50.6.127,设有A、B、C、D四台主机都处在同一个物理网络中，A主机的IP地址为192.155.12.112，B主机的IP地址是192.155.12.120，C主机的IP地址是192.155.12.176，D主机的IP地址是192.155.12.222。共同的子网掩码是255.255.255.224。问题一：四台主机那些可以直接通

42、信？那些必须通过其它路由设备才能通信？并求各主机的子网地址和主机地址。问题二：若要加入第五台主机E，要他能与D主机直接通信，其IP地址的设置范围是？问题三：不改变A主机的物理位置，将其IP地址改为192.155.12.168，试问他的广播地址 问题四：若要使主机A、B、C、D都能相互直接通信，应采取什么方法？,练习：,问题1 A主机和B主机可以直接通信，C主机和D主机需通过路由设备才能与A、B主机通信，C，D之间也需用路由设备才能通信问题2IP范围是192.155.12.193192.155.12.221问题3广播地址是192.155.12.191问题4将子网掩码改为255.255.255.0

43、,练习：设某路由器建立了如下路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示当从哪一个接口转发出去）：目的网络 子网掩码 下一跳路由器 128.96.39.0 255.255.255.128 接口0 128.96.39.128 255.255.255.128 接口1 128.96.40.0 255.255.255.128 R2 192.4.153.0 255.255.255.192 R3*（默认）R4现共有5个分组，其目的站IP地址分别为：（1）128.96.39.10（2）128.96.40.12（3）128.96.40.151（4）192.4.153.17（5

44、）192.4.153.90试分别计算其下一跳。（要写出理由）,答案：（1）接口0（2）R2（3）R4（4）R3（1）R4,实例）：一个公司有10个部门，要求给每个部门划分不同的网段，但是都在192.168.1.0这个大网内，并且每个部门要容纳20台计算机。请为这个公司选择子网掩码。A）255.255.255.192 B）255.255.255.224 C）255.255.255.240 D）不能实现,分析：根据2的N次方减2的公式，10介于2的3次方和2的4次方之间，因此应该从主机位借4位来作为子网位，二进制就是11111111.11111111.11111111.11110000，即255.

45、255.255.240。有些人就毫不犹豫地选择了255.255.255.240地子网掩码。我们知道，C类地址主机位本来就只有8位，现在已经借去4位，剩下4位，因此每个子网能够允许的主机数量为2的4次方减2，即14台计算机。而题目要求每个子网容纳主机20台，看来是无法达到目的。,已知网络地址为211.134.12.0，要有6个子网，求子网掩码及主机块。,分析：是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M，又知有4个子网，需向主机位借3，故子网掩码表示为255.255.255.224。又因为子网块的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网211.134.12.32 211.134.12.6

46、4 211.134.12.96 211.134.12.3128 211.134.12.160 211.134.12.192由于每个子网块中的可分配主机块又有首、尾两个不能使用（一个是子网网络地址，一个是子网广播地址），因此子网掩码为255.255.255.224，主机块共有6段，分别为211.134.12.33 211.134.12.62 211.134.12.65 211.134.12.94211.134.12.97 211.134.12.126 211.134.12.129 211.134.12.158211.134.12.161 211.134.12.190 211.134.12.193

47、 211.134.12.222,划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临三个必须尽早解决的问题，这就是：B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。,6.2.3 无分类编址 CIDR1.网络前缀,1987 年，RFC 1009 就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码 VLSM(Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的

48、利用率。在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR(Classless Inter-Domain Routing)。,IP 编址问题的演进,CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。,CIDR 最主要的特点,无分类的两级编址的记法是：IP地址:=,(4-3)CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)

49、，它又称为CIDR记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”。,无分类的两级编址,CIDR 地址块,128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是 12 位）。这个地址块的起始地址是 128.14.32.0。在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20 地址块”。128.14.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0128.14.3

50、2.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。,128.14.32.0/20 表示的地址（212 个地址）,10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000