第4章 网络层(部分内容)

1、 网络层的功能和提供的服务网络层的功能和提供的服务 4.1 网际协议网际协议IPIP 4.2 划分子网和构造超网划分子网和构造超网 4.3 网际控制报文协议网际控制报文协议ICMPICMP 4.4 因特网的路由选择协议因特网的路由选择协议 4.5 n位置位置：网络层位于计算机网络体系结构的第三层，它的：网络层位于计算机网络体系结构的第三层，它的 下一层为数据链路层，上一层是运输层下一层为数据链路层，上一层是运输层。网络层的传输。网络层的传输 单元是分组，或称为数据报。单元是分组，或称为数据报。 5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 物理传输媒体 (1)异构异构网络网络

2、互联：互联： (a) 互连网络 网络 网络 网络 网络 网络 路由器 (b) 虚拟互连网络 虚拟互连网络 （互联网） 所有所有网络网络 遵守遵守一种一种 标准协议标准协议 互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决，如：互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决，如： n不同的寻址方案不同的寻址方案 n不同的最大分组长度不同的最大分组长度 n不同的网络接入机制不同的网络接入机制 n不同的超时控制不同的超时控制 n不同的差错恢复方法不同的差错恢复方法 n不同的状态报告方法不同的状态报告方法 n不同的路由选择技术不同的路由选择技术 n不同的用户接入控制不同的用户接入控制 n不同的服

3、务（面向连接服务和无连接服务）不同的服务（面向连接服务和无连接服务） n不同的管理与控制方式不同的管理与控制方式 虚拟虚拟互联网络互联网络 n所谓所谓虚拟互连网络虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是也就是逻辑互连网络，它的意思就是 互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但 是我们利用协议就可以使这些性能各异的网络是我们利用协议就可以使这些性能各异的网络在网络层看在网络层看 起来好像是一个统一的网络起来好像是一个统一的网络。 n这种这种协议就是网络层重点讨论的协议就是网络层重点讨论的IP协议。协议。 n使用虚拟互连网络的好处是：

4、当互联网上的主机进行通使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通 信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各 具体的网络异构细节。具体的网络异构细节。 网络互连使用的中间设备：网络互连使用的中间设备：中间系统或中继系统中间系统或中继系统 n物理层中继系统：物理层中继系统：转发器转发器(repeater)(repeater)或集线器（或集线器（hub)hub)。 n数据链路层中继系统：数据链路层中继系统：网桥网桥或或桥接器桥接器(bridge)(bridge)。 n网络层中继系统：网络层中继系统：路由器路由器(router)(rou

5、ter)。 n网络层以上的中继系统：网络层以上的中继系统：网关网关(gateway)(gateway)。 中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连， 因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。 网关网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，是最复杂又称网间连接器、协议转换器，是最复杂 的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。 网关由于比较复杂，目前使用的较少。网关由于比较复杂，目前使用的较少。互联网都是指用互联网

6、都是指用路由器进行互连的网络路由器进行互连的网络。 (2)路由与转发：路由与转发： n路由选择：路由选择：根据路由算法确定一个进来的分组应该被传根据路由算法确定一个进来的分组应该被传 送到那一条输出线路上。送到那一条输出线路上。 n分组转发：分组转发：路由器根据路由器根据转发表转发表将用户的将用户的IP数据报从合适数据报从合适 的端口转发出去。的端口转发出去。 路由表是根据路由选择算法得出的，而转发表是从路由表得路由表是根据路由选择算法得出的，而转发表是从路由表得 出的。转发表的结构应当使查找过程最优化，路由表则需要出的。转发表的结构应当使查找过程最优化，路由表则需要 对网络拓扑结构变化的计算

7、最优化。在讨论路由选择的原理对网络拓扑结构变化的计算最优化。在讨论路由选择的原理 是，一般不区分转发表和路由表，而是笼统地使用路由表。是，一般不区分转发表和路由表，而是笼统地使用路由表。 (3)拥塞控制：拥塞控制： n拥塞：拥塞：在计算机网络中，由于出现过量的分组而引起网在计算机网络中，由于出现过量的分组而引起网 络性能下降的现象。络性能下降的现象。 n需要采取拥塞控制方法，以确保网络不出现拥塞，或确需要采取拥塞控制方法，以确保网络不出现拥塞，或确 保网络在出现拥塞时也能保持良好的性能。保网络在出现拥塞时也能保持良好的性能。 (1)虚电路服务：虚电路服务： n虚电路虚电路(Virtual Ci

8、rcuit)是一种是一种面向连接面向连接的通信方式，数据的通信方式，数据 传输必须经过传输必须经过建立连接建立连接、数据通信数据通信和和释放连接释放连接的的3个过程。个过程。 n如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无 差错按序到达终点。差错按序到达终点。 123 (2)数据报服务：数据报服务： n网络层向上只提供简单灵活的、网络层向上只提供简单灵活的、无连接的无连接的、尽最大努力交尽最大努力交 付付的的数据报服务数据报服务。 n网络在发送分组时不需要先建立连接。每个数据分组是一网络在发送分组时不需要先建立连接。每个数据分组是一 个在

9、网络传输的独立单元，称作个在网络传输的独立单元，称作数据报数据报。 R1 R2 R3 R4 R5 每个分组按一定格式附加源与目的地址、分组编号等控制每个分组按一定格式附加源与目的地址、分组编号等控制 信息，以分组形式在网络中传输。信息，以分组形式在网络中传输。 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、 丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分 组传送的时限。组传送的时限。 n由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网

10、络 中的路由器可以做得比较简单，而且价格中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉。低廉。 n如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的， 那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量 控制等）。控制等）。 n采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行 方式灵活，能够适应多种应用。方式灵活，能够适应多种应用。 n因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种 设计思路

11、的正确性。设计思路的正确性。 网际协议网际协议 IP 是是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。体系中两个最主要的协议之一。 与与 IP 协议配套使用的还有四个协议：协议配套使用的还有四个协议： n地址解析协议地址解析协议 ARP： (Address Resolution Protocol) n逆地址解析协议逆地址解析协议RARP： (Reverse Address Resolution Protocol) n网际控制报文协议网际控制报文协议ICMP： (Internet Control Message Protocol) n网际组管理协议网际组管理协议IGMP：(Internet Gr

12、oup Management Protocol) 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 RARPARP 与各种网络接口 网络层 （网际层） IGMP 由于网际协议由于网际协议IP是用来使互连起来许多计算机网络能够进是用来使互连起来许多计算机网络能够进 行通信，因此行通信，因此TCP/IP体系中的网络层常常成为网际层或体系中的网络层常常成为网际层或 IP层。层。 n IPv4： Internet Protocol Version 4的缩写，的缩写，是互联网协议是互联网协议 IP的第的第四四版，也是第一个被广泛

13、使用，构成现今互联网版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网 技术的基石的协议。技术的基石的协议。 n IPv6：Internet Protocol Version 6的缩写，是互联网协议的缩写，是互联网协议 IP的第六版，是互联网工程任务组的第六版，是互联网工程任务组IETF设计的用于替代设计的用于替代 现行把版本现行把版本IPv4协议的协议的下一代下一代IP协议协议。 n一个一个 IP IP 数据报由首部和数据两部分组成。数据报由首部和数据两部分组成。 n首部的前一部分是固定长度，共首部的前一部分是固定长度，共 20 20 字节，是所有字节，是所有 IP IP 数据数据 报必须具有的。报必

14、须具有的。 n在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 TCP 报文 应用层数据首部 首部数据 IPIP数据报数据报 固 定 部 分 可变 部分 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 区 分 服 务总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 数 据 部 分首 部 IP 数据报 首 部 发送在前 在在TCP/IP的标准中，各种数据格式常常以的标准中，各种数据格式常常以32位，即位，即4个字节为对单位

15、来表述。个字节为对单位来表述。 可变 部分 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 区 分 服 务总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 数 据 部 分首 部 IP 数据报 固 定 部 分 发送在前 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 数 据 部 分首 部 IP 数据报

16、固 定 部 分 可变 部分 区 分 服 务 发送在前 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 版本占 4 位，指 IP 协议的版本，通信双方 使用的IP协议的版本必须一致，目前的 IP 协议 版本号为 4 (即 IPv4) 区 分 服 务 （1）IP 数据报首部的固定部分中的各字段 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充

17、 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 首部长度占 4 位，可表示的最大数值是 15 个 单位(一个单位为 4 字节)，因此 IP 的首部长度的最 大值是 60 字节。 区 分 服 务 当当IP分组的首部长度不是分组的首部长度不是4字节整数倍时，必须利用最后的填字节整数倍时，必须利用最后的填 充字段加以填充。充字段加以填充。 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字

18、段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 区分服务占 8 位，用来获得更好的服务 在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直未被使用过。 1998 年这个字段改名为区分服务。 只有在使用区分服务（DiffServ）时，这个字段才起作用。 在一般的情况下都不使用这个字段 区 分 服 务 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 总长度总长度占占 16 位，指

19、首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报 的最大长度为的最大长度为 65535 字节。字节。总长度必须不超过最大传送单元总长度必须不超过最大传送单元 MTU。当数据当数据 报长度超过网络所容许的最大传输单元报长度超过网络所容许的最大传输单元MTU时，就必须时，就必须把过长的数据报进把过长的数据报进 行分片后才能在网络上传送行分片后才能在网络上传送。这时，数据报首部中的。这时，数据报首部中的“总长度总长度”字段不是指字段不是指 未分片前的数据报长度，而是指分片后的每一个分片的首部长度与数据长度未分片前的数据报长度，而是指分片后的每一个分片的首

20、部长度与数据长度 的总和。的总和。 区 分 服 务 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 标识标识(identification)(identification)：占：占 16 16 位，它是一个计数器，位，它是一个计数器，每产生每产生 一个数据报，计算器就加一个数据报，计算器就加1，并将此值赋给标识字段，并将此值赋给标识字段。当数据当数据 报由于长度超过网络的报由于长度超过网络的MT

21、UMTU而必须分片时，这个标识字段的值就而必须分片时，这个标识字段的值就 被复制到所有的数据片的标识字段中，被复制到所有的数据片的标识字段中，相同的标识字段的值使相同的标识字段的值使 分片后的各数据报片最后能正确地重装为原来的数据报。分片后的各数据报片最后能正确地重装为原来的数据报。 区 分 服 务 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 区 分 服 务总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 标志标志(flag) (flag)

22、 占占 3 3 位，目前只有前两位有意义。标志字段位，目前只有前两位有意义。标志字段 的最低位是的最低位是 MF (More Fragment)MF (More Fragment)。MF MF 1 1 表示后面表示后面“还有分还有分 片片”。MF MF 0 0 表示最后一个分片。表示最后一个分片。标志字段中间的一位是标志字段中间的一位是 DF DF (Don(Don t Fragment) t Fragment) 。只有当。只有当 DF DF 0 0 时才允许分片。时才允许分片。 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部

23、 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 片偏移片偏移(13 位位)指出：较长的分组在分片指出：较长的分组在分片后，某后，某片在原片在原 分组中的相对位置分组中的相对位置。片。片偏移以偏移以 8 个字节为偏移个字节为偏移单位，单位， 即每个分片的长度一定是即每个分片的长度一定是8字节的整数倍。字节的整数倍。 区 分 服 务 偏移偏移 = 0/8 = 0 偏移偏移 = 0/8 = 0 偏移偏移 = 1400/8 = 175偏移偏移 = 2800/8 = 350 14002800379927991399

24、3799 需分片的需分片的 数据报数据报 数据报片数据报片 1 首部首部 数据部分共数据部分共 3800 字节字节 首部首部 1首部首部 2首部首部 3 字节字节 0 数据报片数据报片 2数据报片数据报片 3 14002800字节字节 0 偏移偏移 = 0/8 = 0偏移偏移 = 1400/8 = 175偏移偏移 = 2800/8 = 350 14002800379927991399 数据报片数据报片 1 首部首部 1首部首部 2首部首部 3 字节字节 0 数据报片数据报片 2数据报片数据报片 3 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏

25、移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 生存时间(8 位)记为 TTL (Time To Live)，数据 报在网络中可通过的路由器数的最大值。 区 分 服 务 路由器在转发数据报之前就把生存时间的值减路由器在转发数据报之前就把生存时间的值减1，若生存时间的值减小到，若生存时间的值减小到0， 就丢弃这个数据报，不再转发。就丢弃这个数据报，不再转发。 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地

26、 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 协议协议(8 位位)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议字段指出此数据报携带的数据使用何种协议 以便目的主机的以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程层将数据部分上交给哪个处理过程 区 分 服 务 运输层 网络层 首部 TCP UDP ICMPIGMPOSPF 数 据 部 分 IP 数据报 协议字段指出应将数据 部分交给哪一个进程 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地

27、址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 首部检验和首部检验和(16 位位)字段只检验数据报的字段只检验数据报的首部，不首部，不检验检验 数据部分数据部分。这里。这里不采用不采用 CRC 检验码而采用简单的计算检验码而采用简单的计算 方法。方法。 区 分 服 务 发送端接收端 16 位字 1 16 位字 2 置为全 0 检验和 16 位字 n 16 位 反码算术 运算求和 取反码 数 据 报 首 部 IP 数据报 16 位检验和 16 位字 1 16 位字 2 16 位 检验和 16 位字 n 16 位 反码算术 运算求和

28、 16 位结果 取反码 数据部分 若结果为 0, 则保留； 否则，丢弃该数据报 数据部分 不参与检验和的计算 首 部 04816192431 版 本 标志 生 存 时 间协 议 标 识 总 长 度 片 偏 移 填 充 首 部 检 验 和 源 地 址 目 的 地 址 可 选 字 段 （长 度 可 变） 位 首部长度 数 据 部 分 固 定 部 分 可变 部分 源地址和目的地址都各占 4 字节 区 分 服 务 nIP IP 首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、 测量以及安全等措施，内容很丰富。测量以及安全等措施，内容很丰富。 n选项字段的长度

29、可变，选项字段的长度可变，从从1 1个个字节字节到到4040个个字节不等，取字节不等，取 决于所选择的项目。决于所选择的项目。 n增加首部的可变部分是为了增加增加首部的可变部分是为了增加 IP IP 数据报的功能，但数据报的功能，但 这同时也使得这同时也使得 IP IP 数据报的首部长度成为可变的。这就数据报的首部长度成为可变的。这就 增加了每一个路由器处理数据报的开销。增加了每一个路由器处理数据报的开销。 n实际上这些选项很少被使用。实际上这些选项很少被使用。 （2）IP 数据报首部的可变部分 n把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP IP

30、地址地址 就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个 在在全世界范围是唯一的全世界范围是唯一的 32 32 位的标识符位的标识符。 nIPIP地址现在由地址现在由因特网名字与号码指派公司因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进进 行行分配分配 n分类的分类的 IP 地址地址：这是最基本的编址方法，在：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通年就通 过了相应的标准协议。过了相应的标准协议。 n子网的划分子网的划分：这是对最基本的编址方

31、法的改进，其标准：这是对最基本的编址方法的改进，其标准 RFC 950在在 1985 年通过。年通过。 n构成超网构成超网：这是比较新的无分类编址方法。：这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出年提出 后很快就得到推广应用。后很快就得到推广应用。 IP 地址地址 := , n每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段 是是网络网络号号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，它标志主机（或路由器）所连接到的网络， 而另一个字段则是而另一个字段则是主机主机号号host-id，它标志该主机（或路由，它标志该主机（或路由 器）。

32、器）。 n两级的两级的 IP 地址可以记为：地址可以记为： := 代表代表“定义为定义为” 分类分类IP地址的格式地址的格式 net-id 24 位 host-id 24 位 net-id 16 位 net-id 8 位 0 A 类地址 host-id 16 位 B 类地址 C 类地址01 1 host-id 8 位 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 01 10000000000010110000001100011111 机器中存放的 IP 地址 是 32 位 二进制代码 10000000 00001011 00000011 000

33、11111 每隔 8 位插入一个空格 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 1 128 11 3 31 将每 8 位的二进制数 转换为十进制数 IP地址的表示方法地址的表示方法 host-id 24 位 net-id 8 位 0 A 类地址XXXXXXX 00000000 00000001 00000010 01111111 128 nIP地址中的全地址中的全0表示表示“这个这个this”， 网络号字段全网络号字段全0的的IP地址是个保留地址是个保留 地址，表示地址，表示“本网络本网络”

34、n网络号网络号127保留作为本地软件环保留作为本地软件环 回测试本主机的进程之间的通信之回测试本主机的进程之间的通信之 用，若主机发送一个目的地址为环用，若主机发送一个目的地址为环 回地址的回地址的IP数据报，则本主机中的数据报，则本主机中的 协议软件就处理数据报中的数据，协议软件就处理数据报中的数据， 而不会把数据报发送给任何网络。而不会把数据报发送给任何网络。 host-id 24 位 net-id 8 位 0 A 类地址XXXXXXX 0000 0001 0010 1111 X.0.0.0 X.0.0.1 X.0.0.2 X.255.255.255 n全全0 0的主机号字段表示该的主机号

35、字段表示该IPIP地址是地址是“本主本主 机机”所连接到的单个网络地址，如：所连接到的单个网络地址，如： ，该主机所在网络地址为：，该主机所在网络地址为： n主机号全主机号全1 1表示表示“所有的所有的all”all”，因此全，因此全1 1 的主机号表示该网络上的所有主机。如：的主机号表示该网络上的所有主机。如： 5555，表示在网络，表示在网络 上的所有主机上的所有主机 nA类地址的每一个网络上的最大主机数是类地址的每一个网络上的最大主机数是 10

36、000000 00000000 10000000 00000001 10000000 11111111 10000001 00000000 10000001 00000001 10000001 11111111 . 10111111 00000000 10111111 00000001 10111111 11111111 nB类网络地址类网络地址是是 不指派的，可以指派的不指派的，可以指派的B类类 最小网络地址最小网络地址.因因 此此B类地址可指派的网络数类地址可指派的网络数 为为 -1 129.2

37、55.0.0 0000 0001 0010 1111 X.X.0.0 X.X.0.1 X.X.0.2 X.X.255.255 n全全0 0的主机号字段表示该的主机号字段表示该IPIP地址是地址是 “本主机所连接到的单个网络地址，本主机所连接到的单个网络地址， 如：如：，该主机所在网络地址，该主机所在网络地址 为：为： n主机号全主机号全1 1表示表示“所有的所有的all”all”，因此，因此 全全1 1的主机号表示该网络上的所有主机。的主机号表示该网络上的所有主机。 如：如：130

38、.6.255.25555，表示在网络，表示在网络 上的所有主机上的所有主机 nB类地址的每一个网络上的最大主机数是类地址的每一个网络上的最大主机数是 11000000 00000000 00000000 11000000 00000000 00000001 11000000 00000000 11111111 11000000 00000001 00000000 11000000 00000001 00000001 11000000 00000

39、001 11111111 . 11011111 11111111 00000000 11011111 11111111 00000001 11011111 11111111 11111111 nC C类网络地址类网络地址也是也是 不指派的，可以指派的不指派的，可以指派的C C类最类最 小网络地址是小网络地址是，因，因 此此C C类地址可指派的网络总数类地址可指派的网络总数 是是 -1 -1 n全全0 0的主机号字段表示该的主机号字段

40、表示该IPIP地址是地址是 “本主机所连接到的单个网络地址，本主机所连接到的单个网络地址， 如：如：55，该主机所在网络地，该主机所在网络地 址为：址为： n主机号全主机号全1 1表示表示“所有的所有的all”all”，因此，因此 全全1 1的主机号表示该网络上的所有主机。的主机号表示该网络上的所有主机。 如：如：5555，表示在网络，表示在网络 上的所有主机上的所有主机 n每一个每一个C类地址的最大主机数量是类地址的最大主机数量是 254 0000

41、0001 0010 1111 X.X.X.0 X.X.X.1 X.X.X.2 X.X.X.255 256 主机号全主机号全1 1的地址，路由器使用这种地址把一个分组发送的地址，路由器使用这种地址把一个分组发送 到一个特定网络上的所有主机，所有主机都会收到具有这到一个特定网络上的所有主机，所有主机都会收到具有这 种类型的目的地址的分组。种类型的目的地址的分组。 【例例4-2】（2011年统考真题）在子网年统考真题）在子网/30中，中， 能接收目的地址为能接收目的地址为的的IP分组的最大主机数是：分组的最大主机数是： A. 0 B. 1 C. 2 D.

42、3 网络网络/30中只有两位主机号，取值范围如下：中只有两位主机号，取值范围如下： 00000000000011 【例例4-3】（2012年统考真题）某主机的年统考真题）某主机的IP地址为地址为5， 子网掩码为子网掩码为，若该主机向其所在子网发送广播分，若该主机向其所在子网发送广播分 组，则目的地址可以是：组，则目的地址可以是： A. B. 55 C. 55 D. 55 子网掩码：子网掩码：

43、255.255.11111100.0 主机主机IP地址：地址：180.80.01001101.55 广播地址：广播地址： 180.80.01001111.255 IP地址为地址为55，用于定义在当前网络（，用于定义在当前网络（绝对不绝对不 是因特网，注意出选择题！是因特网，注意出选择题！）上的广播地址。一个主机）上的广播地址。一个主机 要想把报文发送给所有其他主机，就可以使用这样的地要想把报文发送给所有其他主机，就可以使用这样的地 址作为分组中的目的地址，但是路由器会把这种类型地址作为分组中的目的地址，但是路由器会把这种类型地 址阻拦，使这样的广播仅局限于本地局域网，

44、应注意，址阻拦，使这样的广播仅局限于本地局域网，应注意， 这种地址属于这种地址属于E类地址。类地址。 IP地址为地址为，表示这个网络上的主机。这发生在某个，表示这个网络上的主机。这发生在某个 主机在运行程序时但又不知道自己的主机在运行程序时但又不知道自己的IP地址，主机为了地址，主机为了 发现自己的发现自己的IP地址，就给引导服务器发送地址，就给引导服务器发送IP分组，并使分组，并使 用这样的地址做为源地址，并且使用用这样的地址做为源地址，并且使用55作为作为 目的地址。此外，该地址永远是一个目的地址。此外，该地址永远是一个A类地址。不管网络类地址。不管

45、网络 是什么类型，这种全是什么类型，这种全0地址使地址使A类地址网络减少一个。类地址网络减少一个。 具有全具有全0的网络号的的网络号的IP地址表示在这个网络上的特定主句，地址表示在这个网络上的特定主句， 用于当某个主机向同一网络上的其他主机发送报文。因为用于当某个主机向同一网络上的其他主机发送报文。因为 分组被路由器挡住了，所以这是把分组限制在本地网络上分组被路由器挡住了，所以这是把分组限制在本地网络上 的一种方法。的一种方法。 a) IP 地址是一种地址是一种分等级的地址结构分等级的地址结构。分两个等级的好处。分两个等级的好处 是：是： nIP 地址管理机构在分配地址管理机构在分配 IP 地

46、址时只分配网络号，而剩地址时只分配网络号，而剩 下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方 便了便了 IP 地址的管理。地址的管理。 n路由器路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而（而 不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大不考虑目的主机号），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。幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。 b) 实际上实际上 IP 地址是标志地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路一个主机（或路由器）和一条链路 的接口。的接

47、口。 n当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时 具有两个相应的具有两个相应的 IP 地址，其网络号地址，其网络号 net-id 必须是不同的。必须是不同的。 这种主机称为这种主机称为多归属主机多归属主机(multihomed host)。 n由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将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 器至少应当有两个不同的器至少应当有两个不同的 IP 地址。地址。 c)c)用用转发器或网桥

48、连接起来的若干个局域网仍为一个网络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因此这些局域网都具有同样的网络号 net-idnet-id。 d)d)所有所有分配到网络号分配到网络号 net-id net-id 的网络，范围很小的局域网，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，都是还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等平等的。的。 B 222.1.1. R1

49、222.1.2. R3R2 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 B 222.1.1. R1 22

50、 222.1.2. R3R2 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 B 222.1.1. 222.1.1.

51、4 R1 222.1.2. R3R2 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 B 222.1.1. 2

52、 R1 222.1.2. R3R2 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 B 222.1.1. 222.