计算机网络LAN2

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,周营烽,zhouyingfenghz,局域网设计与组网实用教程,课程内容,理论课,(5*4=20,学时,),课堂讲课,+,自学,实践,(5*4=20,学时,),动手制作,小型局域网设计,9/16/2024,2,参考书目,局域网设计与组网实用教程，王宝智等编，清华大学出版社。,计算机网络，谢希仁编著，电子工业出版社。,局域网组建于,Windows Server 2003,的使用，张磊等著，高等教育出版社。,9/16/2024,3,主要内容,局域网概述,局域网硬件,局域网体系结构,以太网技术,主要网络通信协议,IP,地址及应用,物理结构和逻辑结构设计,Windows 2000 Server,管理,9/16/2024,4,1,局域网概述,1.1,局域网的含义,局域网,(Local Area Network,，,LAN),是由分布在几百米内的计算机以及其他设备互联组成的网络。,计算机的互联通过集线器,(Hub),或局域网交换机,(LAN Switch),的专用设备实现，这样的局域网如图,1-1,所示。,9/16/2024,5,图,1-1,由计算机、打印机、,Hub/LAN Switch,和双绞线组成的局域网,9/16/2024,6,1.2,局域网的特点,较小的地域范围,高传输速率和低误码率,面向的用户比较集中,使用多传输介质,9/16/2024,7,1.3,局域网的作用,本地用户之间的数据和其他资源的共享,局域网可以作为本地用户计算机连接到远程计算机网络的基础接入设施,9/16/2024,8,1.4,局域网的基本组成,局域网的硬件系统,服务器,用户节点机,网络设备,传输介质,局域网的软件系统,网络操作系统,相应的管理软件,9/16/2024,9,1.5,局域网组网结构,局域网组网结构,(,拓扑结构,),是指网络中计算机及其它设备之间的连接关系,局域网典型的拓扑结构包括四种，即总线型、环型、星型和树型，分别如图,1-2,所示。,9/16/2024,10,图,1-2,局域网拓扑结构,9/16/2024,11,总线型结构,主要特点,:,共用一条通信介质,.,这样同时发送数据时会导致数据“碰撞”,(,冲突,),计算机与总线的连接比较笨拙，可靠性不高。网络布线成本较高，施工不方便。,某个计算机的故障不会影响其他计算机的工作。,9/16/2024,12,环型结构,主要特点,:,(1),计算机在发送数据之前必须获得信道的使用权,(2),优点是没有信道冲突问题，缺点是网络管理比较复杂，网络吞吐量小，不适合大信息流量的应用。,9/16/2024,13,星型结构,主要特点,:,(1),计算机之间的通信都要通过汇接设备,(2),优点是使用双绞线作为通信介质，便于网络布线，而且成本较低；,(3),缺点是汇接设备出故障时会导致整个系统瘫痪。,9/16/2024,14,树型结构,主要特点,:,(1),在局域网中存在主干通信介质和分支通信介质。,(2),计算机和网络设备之间的连接存在分级关系，连接关系呈树状。,9/16/2024,15,拓扑结构的选择原则,可靠性,扩充性,费用高低,9/16/2024,16,1.6,局域网的常见应用结构,对等网,(Peer to Peer),组建和维护容易，使用简单；,无需专用服务器；,数据保密性差，文件存放分散,客户机,/,服务器结构,(C/S),有效利用工作站资源；,减少服务器工作量；,工作效率高,9/16/2024,17,2,局域网组成设备,2.1,网络服务器,文件服务,打印服务,通信服务务,电子邮件,(E-mail),服务,WWW,服务,9/16/2024,18,网络服务器的分类及选型,低端服务器：,PC,服务器或,NT,服务器。,高端服务器：如,RISC/UNIX,服务器等。,选型原则：,MAPSS,9/16/2024,19,2.2,网络工作站,按照配置的不同，工作站可以分成以下四类,第一类，商用台式个人计算机,(,含笔记本,),。,第二类，无盘工作站,(diskless workstation),。,第三类，网络计算机,(Network Computer,，,NC),。,第四类，移动网络终端,(mobile network terminal),。,9/16/2024,20,2.3,网络适配器,作用：是主机系统与局域网之间的硬件接口，因此，网络适配器又称网络接口卡,(Network Interface Card,，,NIC),，,简称网卡。,最常见的是,ISA,和,PCI,的网卡。,9/16/2024,21,具有不同类型接口的网卡,9/16/2024,22,2.4,中继器,中继器使两个远程主机互联,9/16/2024,23,2.5,集线器,Hub,的功能,集线器具有两个功能,第一，实现中继功能,(,它实质上是一个多端口的中继器,),；,第二，汇接多台主机，因此，它被形象地称为,Hub,。,9/16/2024,24,2.6,网桥,局域网网桥的作用,局域网网桥的作用是互联两个局域网，如图所示。,扩展式局域网：,LAN,通过网桥互联,9/16/2024,25,2.7,交换机,交换机的作用,工作在,OSI,参考模型的第二层,相当于一个多端口的网桥。,交换机还具有提高局域网性能的作用。,9/16/2024,26,交换机的基本用途,9/16/2024,27,交换机的基本作用,9/16/2024,28,交换机的分类,(1),桌面交换机：主要特点是端口密度低。桌面型交换机广泛用于办公室、小型计算机机房和业务量较为集中的业务部门。,(2),工作组交换机：工作组型交换机的端口密度更高，端口数据率更大。,(3),部门交换机：通常在所有端口上支持全双工操作。部门交换机的性能要好于工作组交换机。,(4),园区交换机：一般作为网络的骨干交换机，并具有快速数据交换能力和全双工能力。,(5),企业交换机：企业交换机的扩展性较好，通常具有非常强大的管理功能，但是它的成本非常高。,9/16/2024,29,交换机应用环境,9/16/2024,30,2.8,路由器,路由器的作用,工作在,OSI,参考模型的第三层。,当要互联的局域网之间需要对信息交换施加比较严格的控制,或者把局域网通过广域网（,WAN,）,与远程的局域网互联时，一般采用路由器作为互联设备。,9/16/2024,31,路由器的分类,按照路由器支持的网络层协议的种类，可以把路由器分成,单协议路由器,和,多协议路由器,。,按照用途的不同可以把路由器分成,内部路由器,、,接入路由器,、,汇聚路由器,和,核心路由器,(,骨干路由器,),。 以上三种路由器在网络中的分布关系如图,1-23,所示。,9/16/2024,32,路由器在网络中的分布关系,9/16/2024,33,3,计算机网络的体系结构,3.1,计算机网络体系结构的形成,相互通信的两个计算机系统必须,高度协调工作,才行，而这种“协调”是相当复杂的。,“,分层,”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。,9/16/2024,34,关于开放系统互连参考模型,OSI/RM,只要遵循,OSI,标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。,在市场化方面,OSI,却失败了。,OSI,的专家们在完成,OSI,标准时没有商业驱动力；,OSI,的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；,OSI,标准的制定周期太长，因而使得按,OSI,标准生产的设备无法及时进入市场；,OSI,的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。,9/16/2024,35,两种国际标准,法律上的,(,de jure,),国际标准,OSI,并没有得到市场的认可。,非国际标准,TCP/IP,现在获得了最广泛的应用。,TCP/IP,常被称为,事实上的,(,de facto,),国际标准,。,9/16/2024,36,3.2,划分层次的必要性,计算机网络中的数据交换,必须遵守事先约定好的规则,。,这些,规则,明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。,为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即,网络协议,(network protocol),，简称为,协议,。,9/16/2024,37,划分层次的概念举例,计算机,1,向计算机,2,通过网络发送文件。,可以将要做的工作进行如下的划分。,第一类工作与传送文件直接有关。,确信对方已做好接收和存储文件的准备。,双方协调好一致的文件格式。,两个计算机将,文件传送模块,作为最高的一层 。剩下的工作由下面的模块负责。,9/16/2024,38,两个计算机交换文件,文件传送模块,计算机,1,计算机,2,文件传送模块,只看这两个文件传送模块,好像文件及文件传送命令,是按照水平方向的虚线传送的,把文件交给下层模块,进行发送,把收到的文件交给,上层模块,9/16/2024,39,再设计一个通信服务模块,文件传送模块,计算机,1,计算机,2,文件传送模块,只看这两个通信服务模块,好像可直接把文件,可靠地传送到对方,把文件交给下层模块,进行发送,把收到的文件交给,上层模块,通信服务模块,通信服务模块,9/16/2024,40,再设计一个网络接入模块,文件传送模块,计算机,1,计算机,2,文件传送模块,通信服务模块,通信服务模块,网络接入模块,网络接入模块,通信网络,网络,接口,网络,接口,网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作,例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。,9/16/2024,41,分层的好处,各层之间是独立的。,灵活性好。,结构上可分割开。,易于实现和维护。,能促进标准化工作。,9/16/2024,42,层数多少要适当,若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。,层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。,9/16/2024,43,计算机网络的体系结构,计算机网络的,体系结构,(architecture),是计算机网络的各层及其协议的集合。,体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的,精确定义,。,实现,(implementation),是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。,体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。,9/16/2024,44,3.3,五层协议的体系结构,TCP/IP,是四层的体系结构：应用层、传输层、网络层和网络接口层。,最下面的网络接口层并没有具体内容。,因此往往采取折中的办法，即综合,OSI,和,TCP/IP,的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。,9/16/2024,45,五层协议的体系结构,应用层,(application layer),传输层,(transport layer),网络层,(network layer),数据链路层,(data link layer),物理层,(physical layer),数据链路层,5,应用层,4,传输层,3,网络层,2,数据链路层,1,物理层,9/16/2024,46,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用进程数据先传送到应用层,加上应用层首部，成为应用层,PDU,9/16/2024,47,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层,PDU,再传送到传输层,加上传输层首部，成为传输层报文,9/16/2024,48,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,传输层报文再传送到网络层,加上网络层首部，成为,IP,数据报（或分组）,9/16/2024,49,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,IP,数据报再传送到数据链路层,加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧,9/16/2024,50,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层帧再传送到物理层,最下面的物理层把比特流传送到物理媒体,9/16/2024,51,计算机,1,向计算机,2,发送数据,应用层,(application layer),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理传输媒体,计算机,1,AP,2,AP,1,电信号（或光信号）在物理媒体中传播,从发送端物理层传送到接收端物理层,计算机,2,9/16/2024,52,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,物理层接收到比特流，上交给数据链路层,9/16/2024,53,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部,取出数据部分，上交给网络层,9/16/2024,54,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,网络层剥去首部，取出数据部分,上交给传输层,9/16/2024,55,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,传输层剥去首部，取出数据部分,上交给应用层,9/16/2024,56,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层剥去首部，取出应用程序数据,上交给应用进程,9/16/2024,57,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,我收到了,AP,1,发来的,应用程序数据！,9/16/2024,58,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应 用 程 序 数 据,应用层首部,H,5,10100110100101,比 特 流,110101110101,注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,传输层首部,H,3,网络层首部,H,2,链路层,首部,T,2,链路层,尾部,9/16/2024,59,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,10100110100101,比 特 流,110101110101,计算机,2,的物理层收到比特流后,交给数据链路层,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,9/16/2024,60,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部后,把帧的数据部分交给网络层,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,9/16/2024,61,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,网络层剥去分组首部后,把分组的数据部分交给传输层,9/16/2024,62,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,传输层剥去报文首部后,把报文的数据部分交给应用层,9/16/2024,63,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层剥去应用层,PDU,首部后,把应用程序数据交给应用进程,9/16/2024,64,计算机,1,向计算机,2,发送数据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,我收到了,AP,1,发来的,应用程序数据！,9/16/2024,65,3.4,协议参考模型层功能,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,9/16/2024,66,应用层功能,应用层主体是一些与用户网络应用程序配套的协议，例如支持网络管理的简单网络管理协议,(Simple Network Management Protocol,，,SNMP),，支持电子邮件,(E-mail),的简单邮件传输协议,(Simple Mail Transfer Protocol,，,SMTP),和邮局协议,(Protocol Of Post office,，,POP),，支持,WWW,应用的超文本传送协议,(,HyperText,Transfer Protocol,，,HTTP),，支持域名解析的,DNS(Domain,Name System),等。,应用层负责建立应用程序进程之间的连接关系,(,如用户拨号上网的连接,),，提供网络与用户应用软件之间的接口服务。,9/16/2024,67,DNS,的功能,DNS,的功能是进行域名解析,(domain name resolution),。域名解析的作用是由计算机的名字求解该计算机的网络层协议地址，例如,IP,协议的,IP,地址。,应用层的数据必须（经传输层）封装到网络层的,PDU,中才能继续发送，而,PDU,的头部中包含标识该,PDU,的发送方和接收方的地址字段。网络层,PDU,的地址字段中要放入网络层地址，应用层的,PDU,中放入的是应用层的地址，应用层的地址就是计算机的名字。显然，封装应用层,PDU,的网络层,PDU,中的网络层目的地址应该与接收该,PDU,的计算机的域名对应起来，否则，数据就发送给别的计算机了。,采用的是客户,/,服务器模式,9/16/2024,68,传输层功能,传输层的核心功能是要在计算机之间提供无差错的数据传输服务。换句话说，接收方传输层提交给高层的数据必须是没有差错的。,传输层的下层结构在传送数据时，由于网络拥塞和通信介质上的故障会产生一些差错，例如数据丢失和误码。这些差错是不可避免的。然而，高层结构不能允许数据中存在差错，因此，就需要它采取办法消除下层结构中存在的差错，保证它交给高层的数据是正确无误的。,9/16/2024,69,传输层中的两个协议,传输控制协议,TCP,传送的数据单位：,TCP,报文段,提供面向连接的服务，提供全双工的和可靠的交付服务。适合于一次传输大批数据的情况,不提供广播或多播服务。,用户数据报协议,UDP,传送的数据单位：,UDP,报文段或用户数据报,在传输数据之前不需要事先建立连接。,适用于一次传输小量数据,提供不可靠的、“尽力而为”的初步传送。数据报的到达和传送包的正确顺序都不能保证,9/16/2024,70,网络层功能,网络层的核心功能是互联不同类型的局域网，例如以太网数据格式与令牌环网数据的格式不一样，要想使它们能够通信，就必须在两种数据格式之间进行转换。,路由选择,地址解析,(address resolution),拥塞控制,(congestion control),9/16/2024,71,数据链路层功能,一条通信介质可以同时传输几路数据，那么它就包含了几条数据链路,即多路复用。,多路复用包括时分复用,(time division),和频分复用,(frequency division),两种。与数据链路相对应，通信介质也称为物理链路，因为它是物理存在的，有没有数据发送它都存在。而数据链路是逻辑存在的，有数据发送时它才产生，数据发送完毕它就被撤掉。,数据链路层的主要功能就是数据链路的管理,(,建立、撤销、标识,),和链路复用。另外，数据链路层还具有差错校验功能，以发现数据发送过程中出现的误码。,9/16/2024,72,物理层功能,物理层是协议参考模型中的最低层，它是连接数据终端设备,(DTE),和数据电路端接设备,(DCE),的接口。典型的,DTE,是计算机，典型的,DCE,是,Modem,和网卡。,物理层的功能与发送二进制数据流（比特流）所应遵循的规则有关。,把计算机要发送的数据编码成信号，或把从通信介质上接收的信号译码成数据；,处理用于发送与接收同步的前同步码,(preamble),；,编码信号对应的比特流的发送与接收。,9/16/2024,73,4,以太网技术,以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网（,LAN,）中采用的电缆类型和信号处理方法等。,9/16/2024,74,以太网的一般特征,共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体,广播域：,采用,CSMA/CD(,带冲突检测的载波侦听多路访问机制,),介质访问控制方法,MAC,地址：,NIC,都采用,48,位网络地址,9/16/2024,75,以太网分类,9/16/2024,76,以太网的连接,拓扑结构,总线型：,所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高，不易隔离故障点、采用共享的 访问机制，易造成网络拥塞。,早期以太网多使用总线型的拓扑结构。,星型：,管理方便、容易扩展,采用专用的网络设备（如集线器或交换机）作 为核心节点，通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上。,星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模，因此被绝大部分的以太网所采用。,9/16/2024,77,以太网的连接,传输介质,同轴缆,双绞线,非屏蔽,(UTP),和屏蔽,(STP),CAT-3/CAT-5/CAT-5E/CAT-6,光纤,9/16/2024,78,以太网的连接,接口的工作模式,半双工,半双工传输模式实现以太网载波侦听多路访问冲突检测。,全双工,全双工传输是采用点对点连接,这种安排没有冲突，因为它们使用双绞线中两个独立的线路，这等于没有安装新的介质就提高了带宽,9/16/2024,79,以太网的工作原理,CSMA/CD,带冲突检测的载波侦听多路访问机制,以太网中主机传输数据的步骤：,侦听信道上收否有信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续侦听 ，直到信道空闲为止。,若没有侦听到任何信号，就传输数据,传输的时候继续侦听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新侦听,若未发现冲突则发送成功，计算机会返回到侦听信道状态。,9/16/2024,80,共享式以太网和交换式以太网,共享式以太网的典型代表是使用,10Base2/10Base5,的总线型网络和以集线器为核心的星型网络。从本质上讲，以集线器为核心的以太网同原先的总线型以太网无根本区别。,共享式以太网存在的弊端：由于所有的节点都接在同一冲突域中，不管一个帧从哪 里来或到哪里去，所有的节点都能接受到这个帧。随着节点的增加，大量的冲突将 导致网络性能急剧下降。而且集线器同时只能传输一个数据帧，这意味着集线器所有端口都要共享同一带宽。,9/16/2024,81,共享式以太网和交换式以太网,在交换式以太网中，交换机根据收到的数据帧中的,MAC,地址决定数据帧应发向交换机的哪个端口。因为端口间的帧传输彼此屏蔽，因此节点就不担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲突。,交换式以太网的优点：,减少冲突：交换机将冲突隔绝在每一个端口（每个端口都是一个冲突域），避免 了冲突的扩散。,提升带宽：接入交换机的每个节点都可以使用全部的带宽，而不是各个节点共享带宽。,9/16/2024,82,5-4-3,规则,由于通信介质最大长度的限制，因此，较大范围的以太网可以由若干网段通过中继器（或,Hub,）连接构成。参加联网的网段和中继器,(,或,Hub),的数量是有限制的，它们的数量和连接方法遵守,5-4-3,规则。,9/16/2024,83,5-4-3,的含义,“,5”,是指网段的最大个数；,“,4”,是指连接网段的中继器的最大个数；,“,3”,是指只有,3,个网段上有主机。,5-4-3,规则的示意图如下图所示。,9/16/2024,84,以太网互联的,5-4-3,规则,9/16/2024,85,5,主要网络通信协议,TCP/IP,协议,IPX/SPX,协议,NETBEUI,协议,9/16/2024,86,TCP/IP协议,灵活性强，支持任意规模的网络，几乎可以连接所有的工作站和服务器,使用前要进行配置：,IP,地址、子网掩码、默认网关、主机名,DHCP,：动态主机配置协议,9/16/2024,87,IPX/SPX,及其兼容协议,网际包交换,/,顺序包交换,IPX,：网络层协议，提供分组寻址和选择路由的功能,SPX,：传输层协议，面向连接的通信方式,适用于大型网络，尤其当用户接入,NetWare,服务器时，,IPX/SPX,及其兼容协议是最好的选择。,9/16/2024,88,NETBEUI,协议,NetBIOS,扩展用户接口，是传输层协议,NETBEUI,专为小型局域网而设计，不具备跨网段功能，即不具备路由功能。,优点：占用内存少，无需配置。,9/16/2024,89,6 IP,地址及其应用,IP,地址表示,IP,地址的编址方法,9/16/2024,90,IP,地址及其表示方法,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惟一的,32 bit,的标识符。,IPV4,与,IPV6,地址：,32-128,带宽,安全性和,QoS,9/16/2024,91,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,年通过。,9/16/2024,92,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,:= , (6-1),9/16/2024,93,net-id,24 bit,host-id,24 bit,net-id,16 bit,net-id,8 bit,IP,地址中的网络号字段和主机号字段,0,A,类地址,host-id,16 bit,B,类地址,C,类地址,0,1,1,host-id,8 bit,D,类地址,1,1,1,0,多 播 地 址,E,类地址,保 留 为 今 后 使 用,1,1,1,1,0,0,1,9/16/2024,94,点分十进制记法,10000000000010110000001100011111,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,9/16/2024,95,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 (2,7, 2) 1 126 16,777,214,B 16,384 (2,14,) 128.0 191.255 65,534,C 2,097,152 (2,21,) 192.0.0 223.255.255 254,9/16/2024,96,划分子网,从两级,IP,地址到三级,IP,地址,在,ARPANET,的早期，,IP,地址的设计确实不够合理。,IP,地址空间的利用率有时很低。,给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。,两级的,IP,地址不够灵活。,9/16/2024,97,从,1985,年起在,IP,地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的,IP,地址变成为,三级的,IP,地址,。,这种做法叫作,划分子网,(,subnetting,),。划分子网已成为因特网的正式标准协议。,三级的,IP,地址,9/16/2024,98,划分子网纯属一个,单位内部的事情,。这个单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。,从主机号,借用,若干个比特作为,子网号,subnet-id,，而主机号,host-id,也就相应减少了若干个比特。,IP,地址,:= , , (6-2),划分子网的基本思路,9/16/2024,99,凡是从其他网络发送给本单位某个主机的,IP,数据报，仍然是根据,IP,数据报的,目的网络号,net-id,，先找到连接在,本单位网络上的路由器,。,然后,此路由器,在收到,IP,数据报后，再按目的网络号,net-id,和子网号,subnet-id,找到目的子网。,最后就将,IP,数据报直接交付给目的主机。,划分子网的基本思路（续）,9/16/2024,100,当没有划分子网时，,IP,地址是两级结构，地址的网络号字段也就是,IP,地址的“,因特网部分,”，而主机号字段是,IP,地址的“,本地部分,”。,划分子网后,IP,地址就变成了三级结构。划分子网只是将,IP,地址的,本地部分,进行再划分，而,不改变,IP,地址的因特网部分,。,划分子网后变成了三级结构,9/16/2024,101,从一个,IP,数据报的首部并,无法判断,源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。,使用,子网掩码,(subnet mask),可以很方便地找出,IP,地址中的子网部分。,子网掩码,9/16/2024,102,IP,地址的各字段和子网掩码,网络号,net-id,主机号,host-id,两级,IP,地址,网络号,net-id,host-id,三级,IP,地址,主机号,subnet-id,子网号,子网掩码,因特网部分,本地部分,因特网部分,本地部分,划分子网时,的网络地址,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,net-id,subnet-id,host-id,为全,0,9/16/2024,103,(IP,地址,) AND (,子网掩码,) =,网络地址,网络号,net-id,主机号,host-id,两级,IP,地址,网络号,三级,IP,地址,主机号,net-id,host-id,subnet-id,子网号,子网掩码,因特网部分,本地部分,因特网部分,本地部分,划分子网时,的网络地址,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,net-id,subnet-id,host-id,为全,0,AND,9/16/2024,104,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,255.255.255.0,1 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 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,host-id,为全,0,host-id,为全,0,A,类、,B,类和,C,类,IP,地址的默认子网掩码,9/16/2024,105,Thank you!,