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1、DA010002 TCP/IP之网络层协议介绍ISSUE1.4Page 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.Page 3参考资料lTCP/IP协议详解卷一：协议l用TCP/IP进行网际互联 第一卷Page 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Page 5第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第2章章 ARP/RARP协议协议第第3章章 ICMP协议协议Page 6第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第
2、第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分Page 7网络层协议概述IPARPRARPICMPHTTP、Telnet、FTPTFTP、Ping、etcTCP/UDPIPEthernet、802.3、PPP接口和线缆接口和线缆Page 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0 15 16 3120字节Page 9IP分片（一）l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l分片可以发生在发送端主机上，也可以发送在
3、中间路由器上l把一份IP数据包分片后，只有到达目的地才能重组lIP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Page 10第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分Page 11IP路由功能l查找路由表，确定下一跳ABCPage 12第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构第第2节节 IP路由功能路由功能第第3
4、节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分Page 13IP地址lIP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进制位组成lIP地址分为两部分网络地址部分主机地址部分lIP地址采用点分十进制格式显示Page 14二进制与十进制的转化111111111286432168421十进制总合为2558bitPage 15二进制与十进制的转化示例27262524232221201286432168421111010011*1281*641*320*161*80*40*21*164320233010128+8例子：Page 16IP地址的进制转化lIP地址：192.168.1.11 字节（8位）
5、字节（8位）字节（8位）字节（8位）2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 等于 192 168 1 11Page 17IP地址分类1.0.0.0126.255.255.255 128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0223.255.255.255 224.0.0.0239.255.255.255240.0.0.0255.255.255.255P
6、age 18私有IP地址l私有IP地址10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255Page 19特殊IP地址网络部分网络部分 主机部分主机部分地址类型地址类型用用 途途127127anyany全全“0 0”全全“1 1”AnyAny全全“0 0”AnyAny全全“1 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华为Quidway路由器用于指定默认路由Page 20第第第第1 1章章章章 IPIP协议协议协议协议第第1节节 IP报文结构报文结构
7、第第2节节 IP路由功能路由功能第第3节节 IP地址介绍地址介绍第第4节节 IP子网划分子网划分Page 21子网掩码介绍l使用子网掩码（subnet masking）区分网络部分和主机部分l子网掩码使用与IP地址一样的格式l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：例如：B类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为255.255.0.0Page 22网络地址与子网掩码IP地址：子网掩码：网络地址：192.168.1255.255.255192.168.110000Page 23子网掩码的表示方法 255 .255 .255 .240 11111111 11111111 11111
8、111 11110000 192 .168 .1 .7 11000000 10101000 00000001 000001118+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Page 24网络地址的计算192.168.1.0/2811000000 10101000 00000001 00000000IP地址为:192.168.1.7/28 192 .168 .1 .711000000 10101000 00000001 00000111 255 .255 .255 .24011111111 11111111 11111111 11110000IP地址子
9、网掩码网络地址(二进制)网络地址Page 25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1111111111111100000000000000Page 26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：11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络位4bits主机位主机总数为：24 可用主机数为:24-2Page 27子网数计算举例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：1111
10、1111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络位4bits主机位子网总数：284 24=16Page 28无子网编址l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。/16/16/16Page 29带子网编址lB类网段172.16.0.0172.16.8.1，255.255.255.0172.16.4.1，255.255.255.0Page 30子网规划举例l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
11、.222.5.0/29201.222.5.1201.222.5.6201.222.5.8/29201.222.5.9201.222.5.14201.222.5.16/29201.222.5.17201.222.5.22201.222.5.232/29201.222.5.233201.222.5.238201.222.5.240/29201.222.5.241201.222.5.246201.222.5.248/29201.222.5.249201.222.5.254Page 31B类子网规划实例子网地址172.16.2.0主机地址172.16.2.1172.16.2.254广播地址172.16
12、.2.255IP主机地址172.16.2.120子网掩码255.255.255.0Page 32C类子网规划实例子网地址192.168.5.120主机地址192.168.5.121-192.168.5.126广播地址192.168.5.127IP主机地址192.168.5.121子网掩码255.255.255.248Page 33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
13、/30ISP通告192.168.1.0Page 34第第1章章 IP协议协议第第第第2 2章章章章 ARP/RARPARP/RARP协议协议协议协议第第3章章 ICMP协议协议Page 35ARP/RARPlARP-地址解析协议(Address Resolution Protocol)lRARP-逆地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol)Page 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-00-00-12ARP Requ
14、est?ARP Reply10.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12Page 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请求除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值Page 38Proxy ARPl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(Proxy ARP)。Page 39免费ARPl免费ARP：gratuitous ARPl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AR
15、P Cache中的硬件地址Page 40RARP我的IP地址是什么？无盘工作站无盘工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是10.0.0.1Page 41RARP的问题lRARP请求是在硬件层上进行广播的不能经过路由器进行转发lRARP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Page 42第第1章章 IP协议协议第第2章章 ARP/RARP协议协议第第第第3 3章章章章 ICMPICMP协议协议协议协议Page 43ICMP协议lICMP(Internet Control Message Protocol)：一种主机与
16、路由器传达控制与差错信息的协议。l它传递差错、控制、查询报文等信息。lICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用。20字节Page 44ICMP报文格式l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Page 45ICMP报文类型l差错报文信宿不可达超时参数出错l控制报文拥塞控制与源抑制路径控制与重定向报文l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Page 46ICMP协议检测目的站的可达性B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABPage 47ICMP重定向E0/1IP=1.1.1.1E0/1IP=1.1.1.2IP=1.1.1.12IP=3.3.3.3HostAHostBRT1RT2IPPage 48问题l网络层的功能是什么？lIP地址可以分为哪几类？l如何对子网进行规划？Page 49lIP协议lARP/RARP协议lICMP协议小结小结小结小结