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1、第7章 网络层本讲稿第一页，共七十五页7.1 网络层功能概述网络层是资源子网与通信子网的交汇处，它主要提供以下功能：1、路径选择功能（路由）：为数据到达目的主机选择一条最佳路径。2、数据的统一封装：用统一的格式对数据进行封装。3、协议转换：当数据要经过不同种类的网络时，将帧拆开，再交由数据链路层重新打包，这样就可以解决异构网互连的问题。4、拥塞控制和负载均衡：使网络资源得到均衡的利用，尽量避免网络拥塞。本讲稿第二页，共七十五页网络层提供的服务网络层可提供面向连接的服务和无连接的服务。面向连接的服务主要面向帧中继网络用户，它在传输时为用户建立一个固定的逻辑通路，称为虚电路。用户使用此路径通信时不
2、再需要路由，数据传输的次序不会打乱。无连接的服务面向普通用户，每个数据报都是独立路由到目的地的，各数据报经过的路径可以不同，到达次序也可与发送次序不同。本讲稿第三页，共七十五页7.2 TCP/IP的网络层TCP/IP的网际层提供的是无连接的服务，数据分组的形式是IP数据报。TCP/IP网际层中的主要协议有：IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP和RIP、OSPF等路由协议。本讲稿第四页，共七十五页7.2.1 IP协议IP协议又称网际协议，是TCP/IP协议的核心协议。IP协议有IPv4和IPv6两个版本，目前广泛使用的是IPv4。使用IPv6的网络一般称为下一代互联网，目前还处于实验测试阶
3、段。TCPUDPIP物理网络IP报头数据数据IP报头数据帧头帧尾IP数据报帧本讲稿第五页，共七十五页IP数据报版本报头长度服务类型总长度标识标志片偏移生存时间协议首部校验和源地址目的地址可选字段（长度可变）填充数据部分048161931首部20字节040字节首部数据部分IP数据报本讲稿第六页，共七十五页版本：4位，值一般为4，表示IPv4数据报。报头长度：4位，表示首部的长度，单位为4字节。取值范围为515。IP数据报的首部固定部分长度为20字节，可选部分长度为040字节，所以首部长度为2060字节。由于首部长度必须为4的整数倍，如果不是，用填充补足。总长度：16位，标示数据报的总长度(包括首
4、部和数据)，以字节为单位。一个IP数据报的最大长度为65535字节(64KB)。服务类型：8位，包括优先级、延迟、吞吐量、可靠性和代价。本讲稿第七页，共七十五页生存时间(TTL)：8位，建议值为32，最大值为255。IP数据报每经过一个路由器，TTL值减1，当减到0时就丢弃该数据报。TTL的目的是防止出现循环路由时数据报被无限的传递。协议：8位，指明上层协议的类型。接收方收到数据报后，根据它的值决定将数据交给哪个协议处理。首部校验和：16位，用于检验数据报在传输中报头是否出错。本讲稿第八页，共七十五页IP数据报的封装IP数据报送入物理网络前被封装为帧。IP报头数据数据IP报头数据帧头帧尾IP数
5、据报帧MTUMTU是一帧能携带的最大数据量。以太网的MTU为1500字节，所以如果数据报由以太网传输，则IP数据报的长度被限定在1500字节以内。本讲稿第九页，共七十五页IP数据报的分片和重组发送数据报的主机可以根据它所连接的网络限定一个数据报的长度。如果一个数据报传输中要穿过MTU值小的网络，就需要对数据报进行分片，到达目的主机后，再将各分片重组为原来的数据报。以太网X.25网帧帧帧帧本讲稿第十页，共七十五页帧头IP报头数据帧尾IP报头数据帧头IP报头数据帧尾帧头IP报头数据帧尾帧头IP报头数据帧尾以太网帧IP数据报X.25帧本讲稿第十一页，共七十五页在IP数据报的报头中有3个字段与分片有关
6、：标识：16位，属于同一个IP数据报的各分片具有相同的标识值。目的主机把标识相同的分片进行重组。标志：3位，只有2位有意义。MF标志：为1，表示有其它分片；为0，表示是最后一个分片。DF标志：为0，表示允许分片；为1，表示不允许分片。当IP数据报经过的网络MTU值小于IP数据报的长度，且DF=1，则该数据报被丢弃，并向源端返回一个错误信息。片偏移：13位，指出该分片在原始数据报中的位置。用于数据报的重组。本讲稿第十二页，共七十五页IP数据报的选项字段可选字段最长40字节，包括保密级别、路由要求、路由记录、时间戳等。比如：源路由选项用于规定数据报是必须采用预先定义的路径传输，还是可以重新路由。时
7、间戳是数据报经过每个路由器的时间。它可用于分析网络的拥塞情况等。本讲稿第十三页，共七十五页IP数据报的地址字段IP数据报中有两个地址：源地址、目的地址。每个地址长32位，均为逻辑地址（IP地址）。数据报被封装为帧时，帧中的地址是48位的物理地址（MAC地址）。逻辑地址可用于在网络之间选择路由，物理地址用于在网络内选择具体的设备。逻辑地址对物理层和数据链路层是不可见的，它只能被工作在网络层以上的设备使用。本讲稿第十四页，共七十五页7.2.3 IP地址目前使用的IP地址有IPv4和IPv6两种格式，常用的是IPv4。IPv4地址是一个32位二进制数。0781516232431为了表示方便，常用“点
8、分十进制表示法点分十进制表示法”，把32位地址按字节分为4段，每个字节用一个十进制数表示，中间用“.”隔开，这样IP地址就成了4个用“.”分开的十进制数。每个数字的取值范围为0255。1 0 0 0 0 0 1 10 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 10 0 0 1 0 1 1 0点分十进制表示法：点分十进制表示法：131.127.3.22本讲稿第十五页，共七十五页IP地址通常划分为两部分或三部分：网络地址主机地址网络地址子网地址主机地址当网络管理员将整个网络划分为若干子网时，子网地址才有意义。在分类编址模式下，IP地址分为A、B、C、D、E五类，它们在网络地址和主机地址
9、上的划分是不同的。本讲稿第十六页，共七十五页A类地址007 831网络地址网络地址主机地址主机地址01270000000001111111共128个224=16 777 216约一千六百万个网络地址中0和127保留，所以可以使用的A类网络只有1126，共126个。A类地址用于组建超大规模的网络。A类地址：1.hhh.hhh.hhh126.hhh.hhh.hhh最高位为0，前8位为网络地址，后24位为主机地址。本讲稿第十七页，共七十五页B类地址最高两位为10，前16位为网络地址，后16位为主机地址。1 007831网络地址网络地址主机地址主机地址128.0191.25510000000 0000
10、000010111111 11111111共16384个216=65536约六万个1516B类地址：128.0.hhh.hhh191.255.hhh.hhh如：137.55.90.8 190.254.8.204 150.30.72.65本讲稿第十八页，共七十五页C类地址最高三位为110，前24位为网络地址，后8位为主机地址。1 1 007831网络地址网络地址主机地址主机地址192.0.0223.255.255110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn共2 097 152个（两百万）28=256个15 16C类地址：192.0.0.hhh223.255.255.hhh如：204.23
11、8.7.15 192.153.186.20 222.5.222.2452324本讲稿第十九页，共七十五页D类地址最高四位为1110，32位均为网络地址。作为组播地址使用。1 1 1 007831网络地址：网络地址：224.0.0.0239.255.255.255151623 24本讲稿第二十页，共七十五页E类地址最高四位为1111，留作工程研究使用。1 1 1 107831网络地址：网络地址：240.0.0.0255.255.255.25515 162324本讲稿第二十一页，共七十五页IP地址的管理和分配机构是Internet地址分配中心（IANA）。IANA将IP地址块分配地区性因特网注册机
12、构，再由他分配给各个地区。三个地区性注册机构是：ARIN：管理北美、南美、撒哈拉以南非洲的IP地址；RIPE：管理欧洲、中东、北非的IP地址；APNIC：管理亚太地区的IP地址。各国的ISP向相应的注册机构申请IP地址块。局域网和个人用户再从ISP处获得IP地址。本讲稿第二十二页，共七十五页保留IP地址保留IP地址不能用来分配给主机使用，这些地址具有特定的含义。0.0.0.0：表示本机。当一台计算机没有配置IP地址时，它的IP地址就是0.0.0.0。地址中的网络地址全为0：表示本网络中的一台主机。255.255.255.255：表示本网络中的广播。地址中的主机地址全为0：表示本网络。地址中的主
13、机地址全为1：表示到指定网络中的广播。127.*.*.*：回送地址。其中127.0.0.1是回送到本机。本讲稿第二十三页，共七十五页如：172.16.0.0是一个B类网络。0.0.0.0是本网络一台没有IP地址的主机。0.0.33.44表示本网络中的一台主机(172.16.33.44)。172.16.255.255是一个本网络中的广播。也可以用255.255.255.255。172.17.255.255是一个送往172.17.0.0网络的广播。实际上，在每个网络中都有2个地址是保留IP，主机地址全0的表示本网络，主机地址全1的表示本网络中的广播。所以每个网络中能容纳的主机数量为2n-2台，n为
14、主机地址长度。本讲稿第二十四页，共七十五页例：IP地址：1001 0001 1100 1010 0010 0101 0000 1110它是几类IP地址？把它转换为点分十进制表示法；它的网络地址和主机地址分别是什么？1001 0001 1100 1010 0111 0101 0000 111014520211714它是B类IP地址：145.202.117.14网络地址：145.202.0.0主机地址：0.0.117.14本讲稿第二十五页，共七十五页例：201.15.133.0是个C类网络，它有多少个IP地址？该网络最多可以有多少台主机？IP地址范围为201.15.133.0201.15.133.
15、255，共256个。其中：201.15.133.0表示该网络本身，201.15.133.255为本网络内的广播地址，该网络可连接的最大主机数为254个，可用的主机IP地址为201.15.133.1201.15.133.254本讲稿第二十六页，共七十五页私有IP地址Internet特别划分出来了3块地址，它们不会注册给任何组织。任何人不需要申请就可以使用它们组建网络。IP地址范围网络类型网络个数10.0.0.010.255.255.255A1172.16.0.0172.31.255.255B16192.168.0.0192.168.255.255C256私有IP地址只能在局域网内部使用，当用它们
16、访问外网时需要翻译成公用地址，这种地址翻译技术称为NAT。本讲稿第二十七页，共七十五页子网划分为了方便管理，网络管理员可以把一个网段划分为更小的单元，称为子网。如：网络地址主机地址网络地址子网地址主机地址IP地址划分子网后子网地址所占位数取决于需要划分的子网数目。本讲稿第二十八页，共七十五页子网掩码（Subnet Mask）为了指定IP地址中子网地址所占位数，采用了子网掩码。子网掩码的格式和表示方法与IP地址相同，它将IP地址中除了主机地址之外的所有二进制位均设置为1。如：某B类地址中网络地址占16位，子网地址占4位，主机地址占12位，则该网络的子网掩码为：111111111111111111
17、110000000000000781516192031网络地址子网地址主机地址即11111111 11111111 11110000 00000000记作：255.255.240.0本讲稿第二十九页，共七十五页例：某B类IP地址130.47.151.3，子网掩码255.255.248.0，则该地址的网络地址，子网地址、主机地址各是什么？130.47.151.3的二进制形式：10000010 00101111 10010111 00000011子网掩码：11111111 11111111 11111000 00000000网络地址为130.47.0.0子网地址为10010，即18主机地址为111
18、 00000011，即7.3网络地址子网地址主机地址本讲稿第三十页，共七十五页子网掩码的简写：用1的个数表示子网掩码。如：子网掩码255.0.0.0可简写为8子网掩码255.255.240.0可简写为20IP地址：200.1.50.6/24表示：IP地址为200.1.50.6，子网掩码为255.255.255.0子网掩码中只能出现1连续的数字，可用的数字有：1111 1111255(8)1111 1110254(7)1111 1100252(6)1111 1000248(5)1111 0000240(4)1110 0000224(3)1100 0000192(2)1000 0000128(1)
19、0000 00000(0)本讲稿第三十一页，共七十五页若网络不进行子网划分，则采用默认的子网掩码。A类地址的默认掩码为：255.0.0.0-8B类地址的默认掩码为：255.255.0.0-16C类地址的默认掩码为：255.255.255.0-24本讲稿第三十二页，共七十五页在网络中网络地址和子网地址相同的地址组成一个网段。处在同一网段中的主机可以直接通信，而不同网段中的主机进行通信时，必须通过路由器才能互相访问。例：两台主机153.88.240.4和153.88.3.19，子网掩码均为255.255.255.0，它们能否直接通信？答：由于两台主机处于同一网络中的不同子网中，所以它们不能直接通信
20、，必须通过路由器才能互访。若子网掩码为255.255.0.0，它们能否直接通信？答：由于两台主机处于同一网段中，所以它们可以直接通信。本讲稿第三十三页，共七十五页200.200.0.11/24200.200.0.12/24200.200.1.5/24200.200.1.6/24200.200.0.2/24200.200.1.2/24200.200.0.1/24200.200.1.1/24-路由器-交换机网络1：200.200.0.0网络2：200.200.1.0本讲稿第三十四页，共七十五页IP地址配置为主机配置IP地址有两种方法：手工配置和自动配置。交换机、路由器、服务器等通常使用手工配置。网
21、络中的计算机多采用自动配置。本讲稿第三十五页，共七十五页在Windows中手工配置IP地址右键单击“网上邻居”“属性”右键单击“网络连接”“属性”选择“Internet协议(TCP/IP)”，单击“属性”选中“使用下面的IP地址”单选框，输入“IP地址”、“子网掩码”、“默认网关”和DNS服务器的IP地址。本讲稿第三十六页，共七十五页在Windows中自动配置IP地址在“TCP/IP属性”页中选中“”选中“自动获取IP地址”单选框即可。注：使用“自动获取IP地址”的前提条件是网络中有“DHCP服务器”。本讲稿第三十七页，共七十五页动态主机配置协议（DHCP）DHCP利用租赁方式为上网主机分配动
22、态IP地址，这样可以提高IP地址的利用率，也解决了手工配置IP地址容易出错的问题。DHCP多用于社会公众用户和规模较大的局域网用户。动态分配IP地址由DHCP服务器进行，当客户机上网时，它自动访问DHCP服务器，由DHCP服务器分配一个IP地址给它，当租约到期时，这个地址由DHCP服务器收回，如果客户机还在继续上网，就再向DHCP服务器重新租用一个IP地址。有些种类的交换机也可以提供DHCP服务，这种网络中客户机可直接从DHCP服务器获取IP地址。本讲稿第三十八页，共七十五页InternetRourerMultilayer SwitchWorkgroup SwitchDHCP ServerPC
23、PC本讲稿第三十九页，共七十五页IP地址的查看手工配置的IP地址可以在网络连接的“属性”中查看。自动获取的IP地址可使用ipconfig命令查看：ipconfig：显示处于活动状态的连接的IP地址、子网掩码、网关。ipconfig/all：显示主机名、网卡型号和MAC地址，从DHCP服务器租用的IP地址、子网掩码、网关，DNS服务器地址等。ipconfig/release：释放从DHCP租用的IP地址。ipconfig/renew：重新租用一个IP地址。本讲稿第四十页，共七十五页默认网关默认网关是一个网络出口处的IP地址，它通常是一个路由器或三层交换机，当一台主机向其它网络发送数据时，该数据被
24、送往指定的默认网关，由它将数据报路由到目的网络中。200.200.0.11/24200.200.0.12/24200.200.1.5/24200.200.1.6/24200.200.0.2/24200.200.1.2/24200.200.0.1/24200.200.1.1/24本讲稿第四十一页，共七十五页PC1参数：IP-192.168.10.21，子网掩码：255.255.255.0，默认网关：192.168.10.1，DNS服务器地址：192.168.1.10PC4参数：IP-192.168.200.51，子网掩码：255.255.255.0，默认网关：192.168.200.1，DNS服
25、务器地址：192.168.1.10InternetRourerDNS ServerPC1PC2192.168.1.10/24PC3PC4192.168.0.1/24192.168.10.1/24192.168.10.21/24192.168.10.22/24192.168.200.1/24192.168.200.74/24192.168.200.51/24本讲稿第四十二页，共七十五页7.2.4 地址解析协议 ARPARP协议可以根据IP地址查找MAC地址。当把IP数据报包装成帧时，需要在帧中添加源主机和目的主机的MAC地址。源主机的MAC地址在本机的网卡中，可直接获得，目的主机的MAC地址需要
26、通过ARP协议查询获得。本讲稿第四十三页，共七十五页ARP协议的工作方法ARP的查询可分为3种情况：1、查询本机中的ARP高速缓存，如果在缓存中找到了，则查询完成。2、如果目的IP地址与本机在同一个网络中，ARP协议就向网络广播一个带有目的IP地址的查询，目的主机收到后，向源主机发送一个带有本机MAC地址的回应，源主机将该MAC地址记录在ARP缓存中，然后启动帧的封装。3、如果目的IP地址不在本网络中，源主机就用默认网关的MAC地址作为目的地址封装帧，将帧送往路由器，由路由器进行下一步的转发。本讲稿第四十四页，共七十五页ARP命令Windows内置的ARP命令可以查看和设置本机的ARP缓存。A
27、RP缓存中的项目包括动态表项和静态表项两种。动态表项是ARP协议利用广播查询到表项，如果一个动态表项在2分钟内没有被使用，就自动删除，如果一个动态表项始终在使用，在10分钟后也会被删除。静态表项是手工添加的表项，它不会自动过期，但在关机或重启后，它们会消失。本讲稿第四十五页，共七十五页1、查看ARP缓存：arp a2、添加ARP静态表项：arp s IP地址 MAC地址如：arp s 108.10.0.111 00-0A-E6-DF-F3-74注：一台主机的MAC地址可以用 ipconfig/all 命令查看。3、删除ARP表项：arp d IP地址如：arp d 108.10.0.111删除
28、的可以是静态表项也可以是动态表项。本讲稿第四十六页，共七十五页7.2.5 反向地址解析协议RARPRARP用于根据MAC地址查找IP地址。这项功能主要用于早期的无盘工作站，现在已很少使用。本讲稿第四十七页，共七十五页7.2.6 ICMP协议Internet控制消息协议(ICMP)用于网络的探查和差错信息的传输。回声请求回声响应网络探查：源主机基于一定的目的向目的主机发送一个回声请求数据包，目的主机收到后，向源主机返回一个回声响应数据包。差错报告：如果数据报在传输中发生问题，该数据报会被丢弃，同时向源主机发送一个差错报告数据报。差错报告本讲稿第四十八页，共七十五页ICMP报文ICMP报文是封装在
29、IP数据报之中的。IP报头ICMP报文IP数据报类型(8位)代码(8位)校验和(16位)报文内容ICMP报文类型、代码：指定报文的作用。报文内容：不同类型的报文有不同的内容。本讲稿第四十九页，共七十五页常见差错种类：(1)目的端不可达可能由于路由错误、目的主机错误、地址错误等原因造成。(2)超时传输期间TTL超时、重组时各分片未及时到达等。(3)参数错误IP数据报中某些字段出现错误。本讲稿第五十页，共七十五页Ping命令Ping命令是网络调试中最常用的一个命令。Ping命令向目的主机发送若干ICMP回声请求报文(类型8)，目的主机会返回对应的ICMP回声响应报文(类型0)。Ping命令的基本用
30、途是测试网络的连通性。Ping本讲稿第五十一页，共七十五页Ping命令的基本用法：Ping IP地址 或 Ping 域名如：ping 192.168.200.1 ping 默认情况下，Ping命令发送4个ICMP回声请求数据包，每个包32个字节。如果运行正常会收到4个回声响应数据包，如果Ping不成功，显示“Request timeout.”信息。注：为了防范ICMP数据攻击，有些路由器和防火墙启用了过滤ICMP数据包的功能，所以有时Ping不成功不意味着网络有问题。本讲稿第五十二页，共七十五页带参数的Ping命令：(1)t：连续发送探查报文，直至用Ctrl+C或Ctrl+Break终止。如：
31、ping 192.168.100.1 t(2)l size：用长度为size字节的报文探查，size最大取值为65535。如：ping 192.168.100.1 l 1000(3)n count：指定发送的探查数据包个数。如：ping 192.168.100.1 n 10(4)i TTL：指定起始TTL值，最大为255。如：ping 192.168.100.1 i 255本讲稿第五十三页，共七十五页7.2.7 IGMP协议多播（组播）是一种一对多的传输方式，数据报会被传输给一组主机。每个多播组用一个D类IP地址标识，多播组的成员是动态的，任何人都可以申请加入一个多播组，也可以自由离开。多播功
32、能由多播路由器控制，它负责探查各成员的有效性，也负责把数据发送给各成员。Internet组管理协议(IGMP)是一台主机申请加入一个多播组时使用的协议，当主机离开多播组时，可通过IGMP协议通告多播路由器。本讲稿第五十四页，共七十五页7.4 下一代的网络协议 IPv6IPv4存在的问题：IPv4采用32位地址，地址数量不足的问题日益突出；IPv4地址结构不合理，当网络数量激增时导致了路由表庞大；IP数据报首部的长度可以变化，不利于硬件处理；IP数据报独立选路，缺乏相关性；在跨越网络时可能需要分片；这些都加重了路由器的负担，降低了路由效率。IPv4缺乏安全性机制；IPv4缺乏QoS（服务质量）保
33、证，对有实时要求的信息传输没有保障。本讲稿第五十五页，共七十五页IPv6的改进1、巨大的地址空间：IPv6中，IP地址增加为128位，可以支持更多的节点、设置更合理的层次结构。2、更小的路由表：IPv6的多层次地址结构有利于路由聚合，简化了路由表；路由算法也做了相应修改。3、良好的QoS支持：在数据报中增加了流标识字段，可以对有实时要求的数据流进行特殊处理。4、地址自动配置：主机地址配置更加简化，自动化程度更高，提供了多种自动地址配置方案。5、更高的安全性：IPv6提供了数据加密和校验。IPv6不是简单地将IPv4的地址加长，在技术上也作了大量的改变。这就使IPv4过渡到IPv6会是一个比较长
34、期的过程。本讲稿第五十六页，共七十五页IPv6地址体系结构首选格式：将128位地址每16位划分为一段，每段转换为一个4位16进制数，各段用冒号隔开，每个地址分为8段。称为“冒号十六冒号十六进制表示法进制表示法”。如：0010 0000 0000 0001 0000 0010 0101 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0101 1110 1111写为：2001:0250:0000:0001:0000:0000:
35、0000:45ef或：2001:250:0:1:0:0:0:45ef本讲稿第五十七页，共七十五页压缩格式：当地址中存在多个连续的16位0时，可以用“:”表示，但一个IPv6地址中只允许含有一个“:”。如：2001:250:0:1:0:0:0:45ef可以写为：2001:250:0:1:45ef内嵌格式：最后32位用IPv4的十进制格式，前面部分用十六进制表示，作为IPv4过渡机制中的特殊表示方法。如：0:0:0:0:0:0:192.168.1.201 或写为:192.168.1.20120a1:ffff:171.45.211.4本讲稿第五十八页，共七十五页IPv6地址类型IPv6定义了三种地址
36、类型：1、单播地址：用来标识一台计算机或路由器的一个接口。2、多播地址：用来标识一组计算机，这种数据报会交送这一组计算机的每个成员。3、任播地址：标识一组计算机，这种数据报会交送到这一组计算机中的任一个成员（最近的或最容易到达的）。注意：IPv6不提供广播地址，广播功能可以用多播实现。本讲稿第五十九页，共七十五页IPv6数据报格式一个IPv6数据报可以有一个基本首部和多个扩展首部。基本首部长度为40字节，它们是传输途中经过的节点必须处理的信息。版本号(4位)传输类别(8位)流标识(20位)载荷长度(16位)下一首部(8位)跳数极限(8位)源地址(128位)目的地址(128位)本讲稿第六十页，共
37、七十五页扩展首部是为了扩展功能而引入的，包括分片、加密、身份验证等项目，可根据需要加入。有的扩展首部由经过的路由器处理，有的由目的主机处理，这样可提高路由效率。本讲稿第六十一页，共七十五页第7章实例分析例1：现截获了一个以太网帧，用十六进制表示的内容如下。00 60 2f 87 01 03 00 80 c8 5a e3 88 08 00 45 0000 28 81 0e 40 00 80 06 99 43 8c 80 64 74 8c 8063 05 02 66 00 14 12 38 bb 3e aa a1 20 8e 60 1222 38 c0 7c 00 00 02 04 05 b4已知
38、帧中封装了一个IP数据报。本讲稿第六十二页，共七十五页1、该帧的源和目的的MAC地址是何值？分析：以太网帧结构目的地址(6字节)源地址(6字节)长度(2字节)IP数据报帧校验(4字节)答：目的MAC地址：00-60-2f-87-01-03源MAC地址：00-80-c8-5a-e3-88本讲稿第六十三页，共七十五页2、封装的IP数据报的总长度是多少？首部长度是多少？首部中是否含有可选字段？分析：取出封装的IP数据报。45 00 00 28 81 0e 40 00 80 06 99 43 8c 80 64 74 8c 80 63 05 02 66 00 14 12 38 bb 3e aa a1 2
39、0 8e 60 12 22 38 c0 7c 00 00本讲稿第六十四页，共七十五页答：总长度：0028，即40字节。首部长度：5，即5*4=20字节。这个IP数据报的首部中没有可选字段。注：首部长度取值为5f，单位为4字节。当取值为5时，表示只有20字节的固定部分，没有可选字段；当取值大于5时，则前20字节为固定部分，其余为可选字段。本讲稿第六十五页，共七十五页3、源和目的的IP地址是多少？(用点分十进制表示)它们是否在同一个网络之中？答：源IP地址：8c 80 64 74，即140.128.100.116目的IP地址：8c 80 63 05，即140.128.99.5它们都是B类地址，网络
40、地址均为140.128.0.0，所以在同一个网络之中。本讲稿第六十六页，共七十五页例2：某网络获得地址196.55.7.0/24的使用权，现在他想划分为4个子网：子网1：需45个IP地址；子网2：需10个IP地址；子网3：需20个IP地址；子网4：需26个IP地址。为节省IP地址用量，请尽量分割合适大小的地址块给各个子网。请给出每个地址块的地址范围和子网掩码。本讲稿第六十七页，共七十五页分析：对IP地址分块时，每个块的大小只能是2的整数次幂。所以各子网所需地址块大小为：子网1：需45个IP地址；块大小为64。子网2：需10个IP地址；块大小为16。子网3：需20个IP地址；块大小为32。子网4
41、：需26个IP地址；块大小为32。本讲稿第六十八页，共七十五页196.55.7.0/2425616643232第1块：196.55.7.0196.55.7.63（子网1）第2块：196.55.7.64196.55.7.95（子网3）第3块：196.55.7.96196.55.7.127（子网4）第4块：196.55.7.128196.55.7.143（子网2）注：分块时应该先分割大块，再分割小块。本讲稿第六十九页，共七十五页子网掩码：用子网掩码可确定一块的大小。C类地址可用的子网掩码有：255.255.255.0：块大小为256。255.255.255.128：块大小为128。255.255.
42、255.192：块大小为64。255.255.255.224：块大小为32。255.255.255.240：块大小为16。255.255.255.248：块大小为8。255.255.255.252：块大小为4。255.255.255.254：块大小为2。255.255.255.255：块大小为0。本讲稿第七十页，共七十五页答：子网1：196.55.7.0196.55.7.63，255.255.255.192子网2：196.55.7.128196.55.7.143，255.255.255.240子网3：196.55.7.64196.55.7.95，255.255.255.224子网4：196.5
43、5.7.96196.55.7.127，255.255.255.224注意：配置IP地址时，每个地址块的第一个和最后一个地址不能使用。本讲稿第七十一页，共七十五页答：子网1：196.55.7.0/26子网2：196.55.7.128/28子网3：196.55.7.64/27子网4：196.55.7.96/27注：这是”网络地址/掩码”的书写方式，是常见的一种写法。本讲稿第七十二页，共七十五页核心层(1000M)汇聚层(上行1000M，下行100M)接入层(100M，或上行100M、下行10M)1000Mbps100Mbps本讲稿第七十三页，共七十五页IP:200.1.1.11/24MAC:00-20-00-00-11-00IP:200.1.1.22/24MAC:00-20-00-00-22-00200.1.1.22200.1.1.1100-20-00-00-22-0000-20-00-00-11-00200.1.1.22200.1.1.11本讲稿第七十四页，共七十五页IP:200.1.1.11/24MAC:00-20-00-00-11-00IP:205.1.1.11/24MAC:00-20-00-00-22-00IP:200.1.1.1/24MAC:00-20-00-00-33-00本讲稿第七十五页，共七十五页