网络设备管理与实训-计算机网络基础知识汇编

1、 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 第第1章章 计算机网络基础知识计算机网络基础知识 知识目标知识目标 l掌握计算机网络的定义、组成和分类；掌握计算机网络的定义、组成和分类； l掌握计算机网络体系结构；掌握计算机网络体系结构； l了解在了解在OSI参考模型各层中的网络设备和协议名称；参考模型各层中的网络设备和协议名称； l了解了解Ipv6协议的基本内容。协议的基本内容。 能力目标能力目标 l掌握掌握IP地址的划分方法及范围；地址的划分方法及范围； l掌握掩码运算方法及其子网掩码的计算方法。掌握掩码运算方法及其子网掩码的计算方法。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述

2、计算机网络概述 所谓计算机网络，就是把物理上分布并且自主的计算机和所谓计算机网络，就是把物理上分布并且自主的计算机和 其他设备的集合，通过通信线路和互联设备连接起来，在功其他设备的集合，通过通信线路和互联设备连接起来，在功 能完善的网络软件（即能完善的网络软件（即 通信协议、网络操作系统及信息交换通信协议、网络操作系统及信息交换 方式等）的管理下，以实现资源共享为目的的系统。方式等）的管理下，以实现资源共享为目的的系统。 1.1.1计算机网络的发展过程计算机网络的发展过程 1面向终端的第一代计算机网络面向终端的第一代计算机网络 2以以ARPANET与分组交换技术为重要标志的第二代计算与分组交换

3、技术为重要标志的第二代计算 机网络机网络 3以以OSIRM模型为基础的第三代计算机网络模型为基础的第三代计算机网络 4综合化和高速化的第四代计算机网络综合化和高速化的第四代计算机网络 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2 计算机网络的组成计算机网络的组成 从对计算机网络的描述我们可以看出计算机网络由计算机从对计算机网络的描述我们可以看出计算机网络由计算机 系统（包括计算机和终端）、通信链路和连接设备以及操作系统（包括计算机和终端）、通信链路和连接设备以及操作 系统和通信协议组成。可以从两个方面来看计算机网络的组系统和通信协议组成。可以从两个方面

4、来看计算机网络的组 成。成。 1计算机网络包括网络硬件和网络软件两大部分计算机网络包括网络硬件和网络软件两大部分 （1）网络硬件主要包括网络服务器、工作站、网卡、传输）网络硬件主要包括网络服务器、工作站、网卡、传输 介质（双绞线、铜轴电缆、光缆等）、集线器（介质（双绞线、铜轴电缆、光缆等）、集线器（HUB）、集）、集 中器等。中器等。 （2）网络软件包括各个电脑和通信设备上所使用的操作系）网络软件包括各个电脑和通信设备上所使用的操作系 统，以及网络在通信时所采用的网络协议。统，以及网络在通信时所采用的网络协议。 操作系统：是对计算机系统中的各种软件和硬件资源进行操作系统：是对计算机系统中的各种

5、软件和硬件资源进行 管理，使其得到充分利用并方便用户使用的一个系统软件。管理，使其得到充分利用并方便用户使用的一个系统软件。 操作系统是用户和计算机之间的一个接口。操作系统是用户和计算机之间的一个接口。 网络协议：是指网络中为通信而事先约定的一组通信规则。网络协议：是指网络中为通信而事先约定的一组通信规则。 两台计算机在进行通信时，必须使用相同的通信协议。否则两台计算机在进行通信时，必须使用相同的通信协议。否则 会因为通信协议不匹配而不能实现通信。会因为通信协议不匹配而不能实现通信。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2计算机网络的组成计算机网

6、络的组成 2计算机网络包括资源子网和通信子网两大部分计算机网络包括资源子网和通信子网两大部分 通常从逻辑上将网络划分为两大部分：资源子网和通信子网，通常从逻辑上将网络划分为两大部分：资源子网和通信子网， 也可以说计算机网络是由通信子网和资源子网组成的，如图也可以说计算机网络是由通信子网和资源子网组成的，如图 所示。所示。 图图 资源子网与通信子网资源子网与通信子网 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.3计算机网络的分类计算机网络的分类 计算机网络的分类方法很多，主要的方法有三种：根据网计算机网络的分类方法很多，主要的方法有三种：根据网 络的覆盖范

7、围与规模分类，根据网络所使用的数据交换方式络的覆盖范围与规模分类，根据网络所使用的数据交换方式 分类，根据网络拓扑结构分类。分类，根据网络拓扑结构分类。 1根据网络的覆盖范围进行分类根据网络的覆盖范围进行分类 按覆盖地理范围的大小，可以把计算机网络分为广域网、按覆盖地理范围的大小，可以把计算机网络分为广域网、 城域网和局域网。城域网和局域网。 2根据数据交换方式进行分类根据数据交换方式进行分类 我们可以把网络划分为线路交换网络（我们可以把网络划分为线路交换网络（Circurt Switching）、报文交换网络（）、报文交换网络（Message Switching）和分组）和分组 交换网络（交

8、换网络（Packet Switching）。）。 3根据网络拓扑结构分类根据网络拓扑结构分类 网络拓扑结构按形状可分为网络拓扑结构按形状可分为5种类型，分别是：总线型结构、种类型，分别是：总线型结构、 星型结构、环型结构、树型结构、网状型结构。星型结构、环型结构、树型结构、网状型结构。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.4 计算机网络的功能与应用计算机网络的功能与应用 1计算机网络的功能计算机网络的功能 （1）数据通信）数据通信 （2）资源共享）资源共享 （3）远程传输）远程传输 （4）集中管理）集中管理 （5）实现分布式处理）实现分布式处理

9、（6）负载平衡）负载平衡 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.4 计算机网络的功能与应用计算机网络的功能与应用 2计算机网络的应用计算机网络的应用 （1）网络通信）网络通信 （2）信息检索）信息检索 （3）电子商务）电子商务 （4）OA与与CIMS 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.1 分层体系结构与网络协议分层体系结构与网络协议 网络协议是计算机网络必不可少的网络协议是计算机网络必不可少的,一个完整的计算机网一个完整的计算机网 络需要有一套复杂的协议集合络需要有一套复杂的协议集合,组织复

10、杂的计算机网络协议的组织复杂的计算机网络协议的 最好方式就是层次模型。而将计算机网络层次模型和各层协最好方式就是层次模型。而将计算机网络层次模型和各层协 议的集合定义为计算机网络体系结构议的集合定义为计算机网络体系结构(Network Architecture)。 当前使用最多的两个模型是开放式系统互联（当前使用最多的两个模型是开放式系统互联（Open Systems Interconnect，OSI）参考模型和）参考模型和TCPIP参考模型。这些模参考模型。这些模 型通过将网络分为各种功能模块，从而大大提高了网络的可型通过将网络分为各种功能模块，从而大大提高了网络的可 理解程度。这些模块被分

11、为层，这些层次的命令以及开放通理解程度。这些模块被分为层，这些层次的命令以及开放通 信的概念，为信的概念，为TCPIP各种组件使用得更广泛提供了场景和依各种组件使用得更广泛提供了场景和依 据。据。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.1 分层体系结构与网络协议分层体系结构与网络协议 1分层体系结构分层体系结构 计算机网络是一个复杂的系统，相互通信的两个计算机系计算机网络是一个复杂的系统，相互通信的两个计算机系 统必须高度协调工作才行，而这种统必须高度协调工作才行，而这种“协调协调”是相当复杂的。是相当复杂的。 “分层分层”可将庞大而复杂的

12、问题转化为若干较小的局部问题，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。通常把计算而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。通常把计算 机网络按照一定的功能与逻辑关系划分成一种层次结构。机网络按照一定的功能与逻辑关系划分成一种层次结构。 2网络协议网络协议 就像说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也就像说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也 有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用 相同的网络协议才能进行通信。相同的网络协议才能进行通信。 网络协议是计算机的网络体系结

13、构中的关键要素之一。协议网络协议是计算机的网络体系结构中的关键要素之一。协议 的三要素为：语法、语义、同步。的三要素为：语法、语义、同步。 协议体系结构的思想是：用一个构造好的模块集合完成不协议体系结构的思想是：用一个构造好的模块集合完成不 同的通信功能。同的通信功能。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.2 OSI参考模型简述参考模型简述 开放系统互连参考模型（开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model），简称），简称OSI模型，是国模型，是国 际标准化组织（际标准化组织

14、（ISO）于）于1981年颁布的。年颁布的。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.2 OSI参考模型简述参考模型简述 （1）物理层（）物理层（Physical Layer） 物理层完成的主要功能：物理层完成的主要功能： 1）二进制在线路上的表示和传输二进制）二进制在线路上的表示和传输二进制“位位”信号。信号。 2）指定传输方式的要求。）指定传输方式的要求。 3）当建立、维护与其他设备的物理连接时，提供需要的）当建立、维护与其他设备的物理连接时，提供需要的 机械、电气、功能特性和规程特性。机械、电气、功能特性和规程特性。 （2）数据链路层（

15、）数据链路层（Data Link Layer） 数据链路层完成的主要功能有：数据链路层完成的主要功能有： 1）数据链路的建立、维护与释放链路的管理工作。）数据链路的建立、维护与释放链路的管理工作。 2）将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息封）将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息封 装成数据帧。装成数据帧。 3）数据帧传输顺序的控制。）数据帧传输顺序的控制。 4）差错检测与控制。）差错检测与控制。 5）数据流量控制。）数据流量控制。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.2 OSI参考模型简述参考模型简述 （3）网络层（）网络

16、层（Network Layer） 网络层完成的功能如下：网络层完成的功能如下： 1）通过路径选择将信息从最合适的路径由发送端传送到）通过路径选择将信息从最合适的路径由发送端传送到 接收端。接收端。 2）防止通信子网信息流量过大造成网络阻塞。）防止通信子网信息流量过大造成网络阻塞。 3）网络连接的建立和管理。）网络连接的建立和管理。 （4）传输层（）传输层（Transport Layer） 传输层主要完成的功能有：传输层主要完成的功能有： 1）分割和重组报文。）分割和重组报文。 2）提供可靠的端到端的服务。）提供可靠的端到端的服务。 3）传输层的流量控制。）传输层的流量控制。 4）提供面向连接的

17、和无连接数据的传输服务。）提供面向连接的和无连接数据的传输服务。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.2 OSI参考模型简述参考模型简述 （5）会话层（）会话层（Session Layer） 会话层完成的主要功能如下：会话层完成的主要功能如下： 1）允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。）允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。 2）管理会话。）管理会话。 3）使用远程地址建立连接。）使用远程地址建立连接。 （6）表示层（）表示层（Presentation Layer） 表示层完成的主要功能有：表示层完成的主要功能有： 1）对数据编码格

18、式进行转换。）对数据编码格式进行转换。 2）数据压缩与恢复。）数据压缩与恢复。 3）建立数据交换格式。）建立数据交换格式。 4）数据的安全与保密。）数据的安全与保密。 5）其他特殊服务。）其他特殊服务。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.2 OSI参考模型简述参考模型简述 （7）应用层（）应用层（Application Layer） 应用层完成的主要功能如下：应用层完成的主要功能如下： 1）作为用户应用程序与网络间的接口。）作为用户应用程序与网络间的接口。 2）使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系。）使用户的应用程序能够与网络进行交

19、互式联系。 在在OSI七层模型中，每一层都提供一些明确的网络功能。七层模型中，每一层都提供一些明确的网络功能。 若从功能角度看，下面四层主要提供通信传输功能，以节点若从功能角度看，下面四层主要提供通信传输功能，以节点 到节点之间的通信为主；高层协议（会话层、表示层和应用到节点之间的通信为主；高层协议（会话层、表示层和应用 层）则以提供用户与应用程序之间的处理功能为主。简而言层）则以提供用户与应用程序之间的处理功能为主。简而言 之，低四层协议属于通信功能，高三层属于处理功能。之，低四层协议属于通信功能，高三层属于处理功能。 若从产品看，低三层协议一般由硬件完成，高层协议由软若从产品看，低三层协议

20、一般由硬件完成，高层协议由软 件完成。例如，网卡和网桥完成物理层和链路层的功能，路件完成。例如，网卡和网桥完成物理层和链路层的功能，路 由器完成网络层的功能，而电子邮件软件完成应用层的功能。由器完成网络层的功能，而电子邮件软件完成应用层的功能。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型参考模型 除除OSI模型外，用得最为广泛、最为著名的当数模型外，用得最为广泛、最为著名的当数TCPIP 协议。协议。TCPIP最早是最早是1957年由美国国防部成立的高级研究年由美国国防部成立的高级研究 计划局计划局ARPA（Advanc

21、ed Research Project Agency）制定）制定 并加入到并加入到Internet 中。以后，中。以后，TCPIP进入商业领域，以实际进入商业领域，以实际 应用为出发点，支持不同厂商、不同机型、不同网络的互联应用为出发点，支持不同厂商、不同机型、不同网络的互联 通信，并成为口前令人瞩目的工业标准。通信，并成为口前令人瞩目的工业标准。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型参考模型 （1）网络接口层）网络接口层 TCPIP协议对这一层描述得很少，一股网络接口层提供协议对这一层描述得很少，一股网络接口层提

22、供 了了TCPIP协议与各种物理网的接口，为数据报的传送和校验协议与各种物理网的接口，为数据报的传送和校验 提供了可能。这些物理网络包括各种局域网和广域网，如提供了可能。这些物理网络包括各种局域网和广域网，如 Ethernet、Token Ring、X25公共分组交换网等。网络接公共分组交换网等。网络接 口层也为在其之上的网间网层提供服务。口层也为在其之上的网间网层提供服务。 （2）网际层（）网际层（Internet Layer） IP的功能包括如下的功能包括如下3项：项： 1）管理）管理Internet中的地址。中的地址。 2）路由选择功能。数据报在传输过程中要由）路由选择功能。数据报在传输

23、过程中要由IP通过路由选通过路由选 择算法，在源方与目的方之间选择一条最佳的路径。择算法，在源方与目的方之间选择一条最佳的路径。 3）数据报的分片与重组。）数据报的分片与重组。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.3 TCP/IP参考模型参考模型 （3）传输层（）传输层（Transport Layer） 传输层中的传输层中的TCP协议提供了一种可靠传输的方法，解决了协议提供了一种可靠传输的方法，解决了 IP协议的不安全因素，为数据报正确、安全地到达目的地提供协议的不安全因素，为数据报正确、安全地到达目的地提供 了保障。这里定义了两个端到端

24、的协议：了保障。这里定义了两个端到端的协议：TCP和和UDP。 （4）应用层（）应用层（Application Layer） TCPIP协议没有会话层和表示层，传输层的上面是应用协议没有会话层和表示层，传输层的上面是应用 层，它包含所有的高层协议。层，它包含所有的高层协议。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.4 协议组件协议组件 虽然我们通常都把虽然我们通常都把TCPIP协议集标识为协议集标识为TCPIP，但实，但实 质上在质上在IP协议组件内有好几个不同的协议，如图所示，包括：协议组件内有好几个不同的协议，如图所示，包括： IP：网际

25、层协议。：网际层协议。 TCP：可靠的主机到主机层协议。：可靠的主机到主机层协议。 UDP：尽力转发的主机到主机层协议。：尽力转发的主机到主机层协议。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.2 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.2.5 OSI与与TCP体系结构的比较体系结构的比较 TCPIP与与OSIRM有许多不同，主要表现在以下几个有许多不同，主要表现在以下几个 方面：方面： （1）TCPIP虽然也分层，但其层次之间的调用关系不像虽然也分层，但其层次之间的调用关系不像 OSI那样严格。在那样严格。在OSI参考模型中，两个参考模型中，两个N层实体之间的通信层实体之间的通信 必须经过

26、（必须经过（N一一1）层。但）层。但TCPIP可以越级调用更低层提供可以越级调用更低层提供 的服务。这样做可以减少一些不必要的开销，提高数据传输的服务。这样做可以减少一些不必要的开销，提高数据传输 的效率。的效率。 （2）TCPIP一开始就考虑到了异种网的互联问题，并将互一开始就考虑到了异种网的互联问题，并将互 联网协议作为联网协议作为TCPIP的重要组成部分。而的重要组成部分。而ISO只考虑到用一只考虑到用一 种统一标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，根种统一标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，根 本未想到异种网的存在，这是本未想到异种网的存在，这是OSIRM的一大缺点。的一

27、大缺点。 （3）TCPIP一开始就向用户同时提供可靠服务和不可靠服一开始就向用户同时提供可靠服务和不可靠服 务，而务，而OSI在开始时只考虑到向用户提供可靠服务。相对说来，在开始时只考虑到向用户提供可靠服务。相对说来， TCPIP更侧重于考虑提高网络传输的效率，而更侧重于考虑提高网络传输的效率，而OSI参考模型参考模型 更侧重于考虑网络传输的可靠性。更侧重于考虑网络传输的可靠性。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.3 数据的封装数据的封装,解封与传输解封与传输 1.2.5 OSI与与TCP体系结构的比较体系结构的比较 网络上所有通信都是产生于源，然后送到目的地。在网络网络上所有通信都是

28、产生于源，然后送到目的地。在网络 上传输的信息称为数据或数据段分组。如果一台计算机（主上传输的信息称为数据或数据段分组。如果一台计算机（主 机机A）想给另外一台计算机（主机）想给另外一台计算机（主机B）发送数据，这些数据必）发送数据，这些数据必 须首先经历一个称为封装（须首先经历一个称为封装（Encapsulation）的过程。）的过程。 封装（封装（Encapsulation）就是在网络传输之前为数据附上）就是在网络传输之前为数据附上 必要的协议信息。因此，当数据沿着必要的协议信息。因此，当数据沿着OSI模型的各层向下传递模型的各层向下传递 时，时，OSI的每一层都会在向下传递之前给数据增加

29、上数据报头的每一层都会在向下传递之前给数据增加上数据报头 （在第（在第2层还有数据报尾）。报头和报尾包含对网络设备的接层还有数据报尾）。报头和报尾包含对网络设备的接 受者的控制信息，以确保数据正确传送以及接收者能够正确受者的控制信息，以确保数据正确传送以及接收者能够正确 解释数据。例如，可以把报头看作是信封上的地址，因为信解释数据。例如，可以把报头看作是信封上的地址，因为信 封需要地址来被邮递到所要到达的接收方。封需要地址来被邮递到所要到达的接收方。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.3 数据的封装数据的封装,解封与传输解封与传输 数据封装可以通过以下数据封装可以通过以下5个步骤来进行

30、解释：个步骤来进行解释： （1）创建数据：当用户发送）创建数据：当用户发送Email消息时，消息中的字母、消息时，消息中的字母、 数字和字符被转换成可以在数字和字符被转换成可以在Internet上传输的数据。上传输的数据。 （2）为端到端的传输将数据打包：对数据打包来实现互联网）为端到端的传输将数据打包：对数据打包来实现互联网 的传输。通过使用分段（的传输。通过使用分段（Segment）传输功能确保）传输功能确保Email系系 统两端的主机之间能可靠地通信。统两端的主机之间能可靠地通信。 （3）在报文上添加网络地址：数据放置在一个分组或数据报）在报文上添加网络地址：数据放置在一个分组或数据报

31、中，其中包含了带有源和目的逻辑地址的网络报头。这些地中，其中包含了带有源和目的逻辑地址的网络报头。这些地 址有助于网络设备沿着已选定的路径发送这些分组。址有助于网络设备沿着已选定的路径发送这些分组。 （4）在数据链路报头上添加本地地址：每一个网络设备都必）在数据链路报头上添加本地地址：每一个网络设备都必 须将分组放入帧中。该帧使得分组可以传送到该链路上一个须将分组放入帧中。该帧使得分组可以传送到该链路上一个 直接相连的网络设备上。在选定的路径上的每一个网络设备直接相连的网络设备上。在选定的路径上的每一个网络设备 都必须把帧传递到下一台设备。都必须把帧传递到下一台设备。 （5）为进行传输而转换为

32、比特：当这些比特在介质上传输时，）为进行传输而转换为比特：当这些比特在介质上传输时， 时钟同步功能使得设备可以把它们区分开来。物理互联网络时钟同步功能使得设备可以把它们区分开来。物理互联网络 上的介质可能随着使用不同的链路而有所不同。例如，上的介质可能随着使用不同的链路而有所不同。例如，E- mail消息可以起源于消息可以起源于LAN，穿过校园网，然后到达，穿过校园网，然后到达WAN链路，链路， 直到它到达另一个远程直到它到达另一个远程LAN上的的地。上的的地。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.3 数据的封装数据的封装,解封与传输解封与传输 当远程设备顺序接收到一串比特时，远程设备的

33、物理层把当远程设备顺序接收到一串比特时，远程设备的物理层把 这些比特传送到数据链路层进行操作。数据链路层会执行如这些比特传送到数据链路层进行操作。数据链路层会执行如 下工作：下工作： （1）检验该）检验该MAC目的地址是否与工作站的地址相匹配或者是目的地址是否与工作站的地址相匹配或者是 否为一个以太网广播地址。如果这两种情况都没有出现，就否为一个以太网广播地址。如果这两种情况都没有出现，就 丢弃该帧。丢弃该帧。 （2）如果数据已经出错了，那么将它丢弃，而且数据链路层）如果数据已经出错了，那么将它丢弃，而且数据链路层 可能会要求重传数据。否则，数据链路层就读取并解释数据可能会要求重传数据。否则，

34、数据链路层就读取并解释数据 链路报头上的控制信息。链路报头上的控制信息。 （3）数据链路层剥离数据链路报头和报尾，然后根据数据链）数据链路层剥离数据链路报头和报尾，然后根据数据链 路报头上的控制信息把剩下的数据向上传送到网络层。路报头上的控制信息把剩下的数据向上传送到网络层。 这个过程称为解封装（这个过程称为解封装（De-encapsulation），每一个后续层），每一个后续层 都会执行一个类似的解封装过程。都会执行一个类似的解封装过程。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.1 IP地址介绍地址介绍 在在Internet网络或者局域网中，每一台计算机都必须拥有

35、网络或者局域网中，每一台计算机都必须拥有 一个唯一的网络地址。这个唯一标识一台计算机的地址就是一个唯一的网络地址。这个唯一标识一台计算机的地址就是IP （Internet Protocol）地址。）地址。 1IP地址结构（地址结构（IPv4） IP地址是地址是32位的二进制数值，用于在位的二进制数值，用于在TCPIP通信协议中通信协议中 标记每台计算机的地址。通常使用点式十进制来表示，如标记每台计算机的地址。通常使用点式十进制来表示，如 19216816等。等。 IP地址有两种表示形式：二进制和点式十进制，一个地址有两种表示形式：二进制和点式十进制，一个32位位 IP地址的二进制是由地址的二进

36、制是由4个个8位域组成。每个位域组成。每个IP地址又可分为两地址又可分为两 部分，即网络号部分和主机号部分。网络号表示其所属的网部分，即网络号部分和主机号部分。网络号表示其所属的网 络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。如图络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。如图 表示了表示了IP地址的结构。地址的结构。 网络号 主机号 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.1 IP地址介绍地址介绍 2IP地址分类（地址分类（IPv4） 按照网络规模的大小，按照网络规模的大小，IP地址可以分为地址可以分为A、B、C、D、E 5类，其中类，其中A、B、C类是类

37、是3种主要的类型地址，种主要的类型地址，D类地址是多类地址是多 播地址，主要是预留给播地址，主要是预留给Internet体系结构委员会体系结构委员会IAB使用。使用。E 类地址用于扩展备用地址。如图所示。类地址用于扩展备用地址。如图所示。 0 网络号 主机号 7位24位 A类 1 0 网络号 主机号 14位16位 B类 1 1 0 网络号 主机号 21位8位 C类 1 1 1 0 多播组号 28位 D类 1 1 1 1 0 （留待后用） 27位 E类 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.1 IP地址介绍地址介绍 2IP地址分类（地址分类（IPv4） （1）A类地

38、址类地址 A类地址的表示范围为：类地址的表示范围为：0000 126255255255，默认网络掩码为，默认网络掩码为255000。A类地类地 址分配给规模特别大的网络使用。址分配给规模特别大的网络使用。 （2）B类地址类地址 B类地址的表示范围为：类地址的表示范围为：128000 191255255255，默认网络掩码为，默认网络掩码为25525500。 （3）C类地址类地址 C类地址的表示范围为：类地址的表示范围为：192000 223255255255，默认网络掩码为，默认网络掩码为2552552550。 （4）D类地址类地址 D类地址的表示范围为：类地址的表示范围为：224000 23

39、9255255255 D类地址类地址D称为广播地址，用于特殊协议向选定的节点发送信息。称为广播地址，用于特殊协议向选定的节点发送信息。 （5）E类地址类地址 E类地址的表示范围为：类地址的表示范围为：240000247255255255 E类地址保留给将来使用。类地址保留给将来使用。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 3特种特种IP地址地址 （1）网络号，网络号， 网络部分任意，主机部分全为网络部分任意，主机部分全为1，这个特殊，这个特殊IP地址也就是我地址也就是我 们说的广播地址，用途是向特定的网络各主机发送数据报。们说的广播地址，用途是向特定的网络各主机发送数据报

40、。 （2）网络号，网络号， 网络部分任意，主机部分全为网络部分任意，主机部分全为0，这个特殊，这个特殊IP地址就是网络地址就是网络 地址，用途是用来表示一个网段。例如：地址，用途是用来表示一个网段。例如：19216850 地址地址 掩码为掩码为24（2552552550）他就代表一个网段。）他就代表一个网段。 （3） ， 网络部分，主机部分全为网络部分，主机部分全为1，例如，例如255255255255，称，称 为有限广播地址，用途是对源站（当前）网络的所有主机广播。为有限广播地址，用途是对源站（当前）网络的所有主机广播。 （4）， 网络部分和主机部分全为网络部分和主机部分全为0，表示本网上的

41、本主机，仅在系，表示本网上的本主机，仅在系 统启动时允许使用，并且永远不是一个有效的目的地址。（在统启动时允许使用，并且永远不是一个有效的目的地址。（在 Cisco路由器用于指定缺省路由）路由器用于指定缺省路由） （5） 127 ， 表示回送地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应用程表示回送地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应用程 序之间的通信地址。序之间的通信地址。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.2 IP地址的子网划分地址的子网划分 子网划分是通过借用子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址地址的若干位主机位来充当子网地址 从而将原网

42、络划分为若干子网而实现的。划分子网时，随着子网从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时，随着子网 地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中 的可用主机数逐渐减少。以的可用主机数逐渐减少。以C类网络为例，原有类网络为例，原有8位主机位，位主机位，28 即即256个主机地址，默认子网掩码个主机地址，默认子网掩码2552552550。借用。借用1位位 主机位，产生主机位，产生21个子网，每个子网有个子网，每个子网有27个主机地址；借用个主机地址；借用2位主位主 机位，产生机位，产生22个子网，每个子网有个子网，每个子网有2

43、6个主机地址个主机地址根据子网根据子网ID 借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子 网主机数，网主机数， 4保留IP地址 （1）224001 组播地址，注意它和广播的区别。从224000到239255255255都是这样的地址。224001特指所有主机，224002特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP（internet路由发现协议，使用组播功能）功能，那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。 （2）169254xx 如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址，那

44、么当你的DHCP服务器发生故障，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，Windows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址，很不幸，十有八九是你的网络不能正常运行了。 （3）10 xxx、17216xx17231xx、192168xx 私有地址，这些地址被大量用于企业内部网络中。一些宽带路由器，也往往使用19216811作为缺省地址。私有网络由于不与外部互连，因而可能使用随意的IP地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入internet时，要使用地址翻译（NAT，将私有地址翻译成公用合法地址）。在In

45、ternet上，这类地址是不能出现的。 4保留IP地址 （1）224001 组播地址，注意它和广播的区别。从224000到239255255255都是这样的地址。224001特指所有主机，224002特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP（internet路由发现协议，使用组播功能）功能，那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。 （2）169254xx 如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址，那么当你的DHCP服务器发生故障，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，Windows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地

46、址是一个诸如此类的地址，很不幸，十有八九是你的网络不能正常运行了。 （3）10 xxx、17216xx17231xx、192168xx 私有地址，这些地址被大量用于企业内部网络中。一些宽带路由器，也往往使用19216811作为缺省地址。私有网络由于不与外部互连，因而可能使用随意的IP地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入internet时，要使用地址翻译（NAT，将私有地址翻译成公用合法地址）。在Internet上，这类地址是不能出现的。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.3 可变长度的子网掩码可变长度的

47、子网掩码 1子网掩码的意义子网掩码的意义 在使用子网地址时常会遇到下列问题，比如给子网在使用子网地址时常会遇到下列问题，比如给子网 1911020中的主机分配地址，第一个（最小）地址是中的主机分配地址，第一个（最小）地址是 1911021，但是仅仅从这个地址不能确定哪些位是网络位，但是仅仅从这个地址不能确定哪些位是网络位 哪些是主机位，这个问题在介绍划分子网之前是不存在的。如果哪些是主机位，这个问题在介绍划分子网之前是不存在的。如果 没有子网的概念，只要给出某个没有子网的概念，只要给出某个IP地址，就可以根据它的第一个地址，就可以根据它的第一个 字节的大小来确定它是哪一类的地址，从而确定网络位

48、数和主机字节的大小来确定它是哪一类的地址，从而确定网络位数和主机 位数。位数。 网络设备管理与实训网络设备管理与实训 1.4 IP地址地址 1.4.3 可变长度的子网掩码可变长度的子网掩码 2可变长子网掩码可变长子网掩码VLSM VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码），可变长子网掩码） 是一种产生不同大小子网的网络分配机制，是指对同一个主网络是一种产生不同大小子网的网络分配机制，是指对同一个主网络 在不同的位置使用不同的子网掩码。在不同的位置使用不同的子网掩码。VLSM将允许给点到点的链将允许给点到点的链 路分配子网掩码路分配子网掩码255255255252，而给，而给Ethernet网络分配网络分配 2552552550。VLSM技术对高效分配技术对高效分配IP地址（较少浪费）地址（较少浪费） 以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。但是需要注意的是，以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。但是需要注意的是， 使用使用VLSM时所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议时所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议 包括包