网络实用技术基础 第3章 网间互联技术[共44页]

1、2.1 2.2 2.3 互联网控制 信息协议 互联网组管 理协议 网络命令电子邮件文件传输邮件传输网络诊断文件传输域名系统远程控制网络管理 传输控制 协议 用户数据报 协议 逆向地址解 析协议 地址解析 协议 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2）IP地址：Internet采用了一种唯一通用地址格式，为网络上所 有设备（路由器、网关和服务器等）分配了唯一的地址，这就是 IP地址。IP地址亦称标识地址，利用它可以对Internet上的每个 主机、路由器和其它设备等进行唯一的地址“标识”。 IP地址由四个用“.”分开的数字组成，每一个数字为一个字节 长，因此每一个数字最大为255。例如：20

2、2.112.136.23就是 一个IP地址的十进制数字表示。 IP地址可以分为五类，即A类、B类、C类、D类和E类，每个 地址的长度为32个位，每个位采用二进制编码，其中前三类是一 般网络地址，目前正在大量应用，后两种为特殊网络地址，留做 特殊用途或者备用。 此外，IP地址还规定了一套具有特殊格式的地址形式，以分 别用于不同的情况。如网络地址、直接广播地址、有限广播地址、 本机地址、回送地址。 2.9 2.10 2.11 s s R e s o l u t i o n P r o t o c o l） ， 是是 根根 据据 I P 地地 址址 获获 取取 物物 理理 地地 址址 的的 一一 个

3、个 T C P / I P 协协 议。议。 主主 机机 发发 送送 信信 息息 时时 将将 包包 含含 目目 标标 I P 地地 址址 的的 A R P 请请 求求 广广 播播 到到 网网 络络 上上 的的 所所 有有 主主 机，机， 并并 接接 收收 返返 回回 消消 息，息， 以以 此此 确确 定定 目目 标标 的的 物物 理理 地地 址；址； 收收 到到 返返 回回 消消 息息 后后 将将 该该 I P 地地 址址 和和 物物 理理 地地 址址 存存 入入 本本 机机 A R P 缓缓 存存 中中 并并 保保 留留 一一 定定 时时 间，间， 下下 次次 请请 求求 时时 直直 接接 查

4、查 询询 A R P 缓缓 存存 以以 节节 约约 资资 源。源。 2.12 主主 机机 的的 物物 理理 地地 址址 转转 换换 为为 I P 地地 址，址， 发发 送送 方方 首首 先先 R A R P 服服 务务 器器 发发 送送 请请 帧，帧， 以以 解解 析析 从从 物物 理理 地地 址址 得得 到到 对对 应应 的的 I P 地地 址。址。 2.13 n t r o l M e s s a g e P r o t o c o l） I n t e r n e t 控控 制制 报报 文文 协协 议。议。 它它 是是 T C P / I P 协协 议议 族族 的的 一一 个个 子子 协

5、协 议，议， 属属 于于 网网 络络 层层 协协 议，议， 主主 要要 用用 于于 在在 主主 机机 与与 路路 由由 器器 之之 间间 传传 递递 控控 制制 信信 息，息， 包包 括括 报报 告告 错错 误、误、 交交 换换 受受 限限 控控 制制 和和 状状 态态 信信 息息 等。等。 当当 遇遇 到到 I P 数数 据据 无无 法法 访访 问问 目目 标、标、 I P 路路 由由 器器 无无 法法 按按 当当 前前 的的 传传 输输 速速 率率 转转 发发 数数 据据 包包 等等 情情 况况 时，时， 会会 自自 动动 发发 送送 I C M P 消消 息。息。 2.14 u p M

6、e s s a g e P r o t o c o l) : I n t e r n e t 组组 管管 理理 协协 议议, 提提 供供 i n t e r n e t 网网 际际 多多 点点 传传 送送 的的 功功 能能, 即即 将将 一一 个个 i p 包包 拷拷 贝贝 给给 多多 个个 h o s t, w i n d o w s 系系 列列 采采 用用 了了 这这 个个 协协 议议 2.15 的的 主主 机机 部部 分分 可可 被被 分分 为为 三三 种种 地地 址：址： 网网 络络 地地 址、址、 主主 机机 地地 址址 和和 定定 向向 广广 播播 地地 址。址。 l 网网 络络

7、地地 址址 是是 网网 络络 号号 中中 的的 第第 一一 个个 地地 址。址。 l 定定 向向 广广 播播 地地 址址 是是 网网 络络 号号 中中 的的 最最 后后 一一 个个 地地 址。址。 l 网网 络络 地地 址址 和和 定定 向向 广广 播播 地地 址址 这这 间间 的的 所所 有有 地地 址址 都都 称称 为为 网网 段段 的的 主主 机机 地地 址。址。 ( P 7 6) 2.16 网网 络络 号号 为为 前前 8 b i t ， 主主 机机 号号 为为 后后 2 4 b i t ， 采采 用用 公公 式式 ， 可可 得得 2 H - 2 = 2 2 4 - 2 = 1 6 7

8、 7 7 2 1 4 个个 主主 机机 地地 址址 。 一一 个个 B 类类 网网 络络 的的 I P 地地 址址 ， 网网 络络 号号 为为 前前 1 6 b i t ， 主主 机机 号号 为为 后后 1 6 b i t ， 采采 用用 公公 式式 ， 可可 得得 2 H - 2 = 2 1 6 - 2 = 6 5 5 3 4 个个 主主 机机 地地 址址 。 一一 个个 C 类类 网网 络络 的的 I P 地地 址址 ， 网网 络络 号号 为为 前前 2 4 b i t ， 主主 机机 号号 为为 后后 8 b i t ， 采采 用用 公公 式式 ， 可可 得得 2 H - 2 = 2 8

9、 - 2 = 2 5 4 个个 主主 机机 地地 址址 。 2.17 址址 的的 部部 分分 进进 一一 步步 划划 分分 为为 两两 个个 部部 分：分： 其其 中中 一一 个个 部部 分分 为为 子子 网网 地地 址，址， 而而 另另 外外 一一 个个 部部 分分 为为 主主 机机 地地 址。址。 在在 I P 协协 议议 中，中， 是是 通通 过过 子子 网网 掩掩 码码 来来 标标 识识 子子 网网 的。的。 子子 网网 掩掩 码码 也也 是是 一一 个个 3 2 位位 的的 二二 进进 制制 数数 字，字， 写写 成成 与与 I P 地地 址址 相相 同同 的的 形形 式，式， 即即

10、 用用 三三 个个 “. ” 分分 为为 四四 个个 部部 分，分， 如如 2 5 5. 2 5 5. 2 5 5. 0。 2.18 一一 个个 B 类类 公公 网网 地地 址址 1 9 0 . 1 8 . 0 . 0 ， 主主 机机 地地 址址 有有 2 H - 2 = 2 1 6 - 2 = 6 5 5 3 4 个个 ， 造造 成成 主主 机机 地地 址址 的的 浪浪 费费 。 为为 了了 充充 分分 和和 有有 效效 利利 用用 宝宝 贵贵 的的 I P 地地 址址 资资 源源 ， 避避 免免 多多 余余 主主 机机 地地 址址 的的 浪浪 费费 ， 引引 入入 了了 子子 网网 划划

11、分分 技技 术术 。 所所 谓谓 子子 网网 划划 分分 是是 指指 允允 许许 在在 一一 个个 I P 地地 址址 中中 ， 利利 用用 主主 机机 号号 的的 高高 位位 比比 特特 来来 创创 建建 更更 多多 的的 子子 网网 。 优优 点点 是是 提提 供供 了了 更更 有有 效效 利利 用用 I P 地地 址址 的的 方方 案案 。 2.19 请请 了了 一一 个个 C 类类 网网 络络 的的 I P 地地 址址 ， 但但 将将 会会 造造 成成 2 5 4 - 1 0 0 = 1 5 4 个个 主主 机机 地地 址址 的的 浪浪 费费 ， 为为 更更 高高 效效 地地 利利 用

12、用 网网 络络 地地 址址 ， 可可 以以 采采 用用 对对 C 类类 网网 络络 进进 行行 子子 网网 划划 分分 ， 借借 用用 主主 机机 号号 的的 1 b i t 划划 分分 为为 两两 个个 子子 网网 ， 每每 个个 子子 网网 有有 1 2 6 个个 子子 网网 地地 址址 ， 这这 样样 浪浪 费费 的的 地地 址址 是是 少少 量量 的的 。 2.20 播播 地地 址址 ， 引引 入入 了了 子子 网网 掩掩 码码 ， 因因 此此 每每 个个 地地 址址 实实 际际 上上 由由 三三 部部 分分 组组 成成 ： 网网 络络 号号 、 子子 网网 号号 和和 主主 机机 号

13、号 。 （ P 7 7 ） 2.21 定定 网网 络络 地地 址址 确确 定定 网网 络络 的的 主主 机机 地地 址址 2.22 子子 网网 掩掩 码码 进进 行行 “ 按按 位位 与与” 的的 运运 算，算， 就就 可可 得得 到到 子子 网网 地地 址。址。 例例 如：如： 当当 I P 地地 址址 为为 2 0 2. 1 1 2. 1 4 3. 1 7 1、 子子 网网 掩掩 码码 为为 2 5 5. 2 5 5. 2 5 5. 2 2 4 时，时， 写写 成成 二二 进进 制制 的的 形形 式式 后，后， I P 地地 址址 的的 二二 进进 制制 形形 式式 为：为： 1 1 0

14、0 1 0 1 0. 0 1 1 1 0 0 0 0. 1 0 0 0 1 1 1 1. 1 0 1 0 1 0 1 1 子子 网网 掩掩 码码 的的 二二 进进 制制 形形 式式 为：为： 1 1 1 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 运运 行行 “ 按按 位位 与与” 的的 操操 作作 后，后， 得得 到到 子子 网网 的的 地地 址址 为：为： 1 1 0 0 1 0 1 0. 0 1 1 1 0 0 0 0. 1 0 0 0 1 1 1 1. 1 0 1 0 0 0 0 0， 写写 成成 十十 进进

15、 制制 的的 形形 式式 是：是： 2 0 2. 1 1 2. 1 4 3. 1 6 0 2.23 A 类类 、 B 类类 和和 C 类类 I P 地地 址址 使使 用用 不不 同同 的的 子子 网网 掩掩 码码 ， 其其 具具 有有 高高 效效 寻寻 址址 和和 路路 由由 聚聚 合合 ， 减减 少少 路路 由由 表表 大大 小小 两两 个个 优优 点点 2.24 串串 连连 续续 网网 络络 号号 ， 则则 会会 影影 响响 路路 由由 器器 的的 寻寻 址址 并并 降降 低低 数数 据据 报报 的的 转转 发发 速速 率率 。 路路 由由 聚聚 合合 指指 将将 路路 由由 表表 中中

16、某某 些些 连连 续续 的的 路路 由由 ， 作作 为为 单单 个个 聚聚 合合 路路 由由 进进 行行 通通 告告 的的 一一 种种 能能 力力 。 无无 分分 类类 域域 间间 路路 由由 选选 择择 2.25 8 位位 地地 址址 空空 间间 ， I P v 6 因因 其其 可可 提提 供供 超超 大大 的的 地地 址址 空空 间间 ， 地地 址址 缺缺 乏乏 问问 题题 。 2 . I P v 6 报报 文文 格格 式式 。 I P v 6 报报 文文 首首 部部 的的 固固 定定 长长 度度 包包 含含 8 个个 字字 段段 ， 了了 解解 8 个个 字字 段段 的的 具具 体体 功

17、功 能能 。 2.26 进进 制制 为为 一一 组组 ， 组组 与与 组组 之之 间间 用用 冒冒 号号 隔隔 开开 。 I P v 6 地地 址址 格格 式式 为为 X X X X : X X X X : X X X X : X X X X : X X X X : X X X X : X X X X : X X X X ， X 表表 示示 一一 个个 十十 六六 进进 制制 值值 。 2 ） 零零 压压 缩缩 最最 前前 面面 的的 一一 串串 零零 可可 以以 省省 略略 ， 例例 如如 ， 0 0 0 0 : 1 2 3 A : B C 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 0 0 :

18、 1 1 1 1 : 2 2 2 2 : 0 0 0 0 可可 以以 简简 写写 为为 1 2 3 A : B C 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 0 0 : 1 1 1 1 : 2 2 2 2 : 0 0 0 0 。 此此 外外 ， 为为 了了 进进 一一 步步 简简 化化 十十 六六 进进 制制 的的 书书 写写 ， I P v 6 地地 址址 中中 的的 一一 段段 或或 连连 续续 多多 段段 0 可可 以以 用用 双双 冒冒 号号 （ ： ： ） 代代 替替 。 例例 中中 I P v 6 地地 址址 可可 更更 加加 简简 化化 为为 1 2 3 A : B C 0 0 :

19、 : 1 1 1 1 : 2 2 2 2 : 0 ， 但但 不不 能能 表表 示示 为为 1 2 3 A : B C 0 0 : : 1 1 1 1 : 2 2 2 2 : : ， 因因 为为 双双 冒冒 号号 （ ： ： ） 只只 能能 在在 I P v 6 地地 址址 中中 出出 现现 一一 次次 。 2.27 4 ） I P v 6 地地 址址 划划 分分 一一 个个 I P v 6 地地 址址 被被 划划 分分 成成 前前 缀缀 和和 后后 缀缀 两两 部部 分分 ， 其其 中中 前前 缀缀 用用 于于 指指 明明 一一 个个 网网 络络 ， 相相 当当 于于 I P v 4 地地 址

20、址 的的 子子 网网 掩掩 码码 ； 后后 缀缀 用用 于于 指指 明明 网网 络络 上上 的的 某某 台台 主主 机机 ， 相相 当当 于于 I P v 4 地地 址址 的的 主主 机机 标标 识识 。 I P v 6 按按 照照 传传 输输 类类 型型 ， 将将 地地 址址 划划 分分 为为 单单 播播 地地 址址 、 任任 播播 （ 也也 称称 泛泛 播播 ） 地地 址址 和和 多多 播播 地地 址址 ， 取取 消消 了了 原原 有有 的的 广广 播播 地地 址址 ， 增增 加加 了了 任任 播播 的的 概概 念念 。 理理 解解 单单 播播 地地 址址 、 多多 播播 地地 址址 、

21、任任 播播 地地 址址 、 特特 殊殊 地地 址址 的的 含含 义义 。 4 . I P v 4 与与 I P v 6 的的 转转 换换 。 了了 解解 I P v 4 与与 I P v 6 的的 转转 换换 技技 术术 。 2.28 2.29 的的 主主 要要 结结 点点 设设 备备 ， 通通 过过 路路 由由 决决 定定 数数 据据 的的 转转 发发 。 转转 发发 策策 略略 称称 为为 路路 由由 选选 择择 ， 这这 也也 是是 路路 由由 器器 名名 称称 的的 由由 来来 。 路路 由由 器器 工工 作作 在在 第第 三三 层层 。 路路 由由 器器 一一 般般 由由 硬硬 件件

22、 和和 软软 件件 组组 成成 ， 其其 功功 能能 类类 似似 一一 台台 计计 算算 机机 。 路路 由由 器器 硬硬 件件 主主 要要 由由 中中 央央 处处 理理 器器 C P U 、 内内 存存 、 接接 口口 、 控控 制制 端端 口口 等等 物物 理理 硬硬 件件 和和 电电 路路 组组 成成 ； 软软 件件 主主 要要 由由 路路 由由 器器 的的 I O S 操操 作作 系系 统统 组组 成成 。 所所 有有 路路 由由 器器 都都 有有 接接 口口 ， 每每 个个 接接 口口 都都 有有 自自 己己 的的 名名 字字 和和 编编 号号 。 一一 个个 接接 口口 的的 全全

23、 名名 称称 由由 它它 的的 类类 型型 标标 志志 与与 数数 字字 编编 号号 构构 成成 ， 编编 号号 自自 0 开开 始始 。 路路 由由 器器 执执 行行 两两 个个 基基 本本 功功 能能 ： 路路 径径 选选 择择 和和 数数 据据 转转 发发 。 2.30 域域 网网 等等 之之 间间 的的 物物 理理 连连 接接 性；性； 完完 成成 不不 同同 网网 络络 层层 协协 议议 之之 间间 的的 协协 议议 转转 换换 功功 能，能， 如如 I P 与与 I P X （ 分分 组组 交交 换换 协协 议：议： I n t e r n e t w o r k P a c k

24、e t e X c h a n g e） 之之 间；间； 完完 成成 网网 络络 层层 地地 址址 与与 物物 理理 地地 址址 间间 的的 地地 址址 映映 射；射； 实实 现现 数数 据据 的的 分分 段段 与与 重重 组组 功功 能，能， 完完 成成 数数 据据 的的 转转 换换 操操 作；作； 进进 行行 路路 由由 选选 择，择， 通通 过过 查查 找找 路路 由由 表，表， 确确 定定 数数 据据 的的 下下 一一 跳跳 的的 目目 的的 地，地， 进进 行行 数数 据据 的的 转转 发；发； 隔隔 离离 网网 络，络， 抑抑 制制 广广 播播 报报 文、文、 避避 免免 网网 络

25、络 风风 暴暴 的的 发发 生；生； 实实 现现 流流 量量 控控 制，制， 均均 衡衡 网网 络络 负负 载，载， 从从 而而 保保 证证 网网 络络 的的 性性 能。能。 2.31 报报 从从 源源 地地 址址 转转 发发 到到 目目 的的 地地 址址 的的 路路 径径 选选 择择 策策 略略 。 为为 了了 完完 成成 路路 由由 转转 发发 功功 能能 ， 路路 由由 器器 需需 要要 检检 查查 数数 据据 报报 的的 目目 的的 地地 址址 ， 确确 定定 目目 的的 网网 络络 号号 ， 查查 看看 路路 由由 表表 并并 将将 分分 组组 转转 发发 到到 对对 应应 的的 出

26、出 口口 。 路路 由由 选选 择择 表表 即即 路路 由由 表表 ， 包包 含含 了了 目目 的的 网网 络络 号号 、 网网 络络 状状 态态 、 下下 一一 跳跳 地地 址址 等等 信信 息息 。 路路 由由 表表 的的 建建 立立 有有 两两 种种 方方 式式 ： 静静 态态 手手 动动 配配 置置 和和 动动 态态 自自 动动 学学 习习 。 理理 解解 两两 者者 的的 含含 义义 。 动动 态态 路路 由由 协协 议议 包包 括括 R I P 、 O S P F 和和 B G P 等等 。 2.32 协协 议议 。 采采 用用 跳跳 数数 衡衡 量量 路路 由由 距距 离离 以以

27、 最最 优优 路路 径径 , 跳跳 数数 指指 数数 据据 报报 从从 源源 地地 址址 到到 目目 的的 地地 址址 所所 经经 过过 的的 路路 由由 器器 数数 目目 . R I P 支支 持持 的的 最最 大大 跳跳 数数 为为 1 5 条条 。 R I P 协协 议议 只只 能能 应应 用用 于于 小小 型型 网网 络络 。 2 . R I P 的的 路路 由由 表表 更更 新新 R I P 路路 由由 表表 的的 更更 新新 是是 通通 过过 路路 由由 器器 广广 播播 来来 交交 换换 路路 由由 信信 息息 ， 默默 认认 情情 况况 下下 ， 路路 由由 器器 每每 隔隔

28、3 0 秒秒 向向 其其 所所 有有 相相 邻邻 路路 由由 器器 广广 播播 全全 部部 路路 由由 信信 息息 。 2.33 链链 路路 状状 态态 动动 态态 路路 由由 协协 议议 ， 路路 由由 收收 敛敛 快快 ， 占占 用用 网网 络络 资资 源源 少少 ， 可可 以以 保保 证证 整整 个个 网网 络络 拓拓 扑扑 没没 有有 路路 由由 环环 路路 ， 支支 持持 V L S M 和和 C I D R ， 支支 持持 大大 型型 网网 络络 。 2.34 a t e w a y P r o t o c o l ） ， 用用 来来 连连 接接 I n t e r n e t 上

29、上 独独 立立 系系 统统 的的 路路 由由 选选 择择 协协 议议 。 2 . 特特 点点 ( P 1 0 2 ) 3 . B G P 工工 作作 原原 理理 B G P 路路 由由 器器 具具 有有 I B G P （ I n t e r n a l B G P ） 和和 E B G P （ E x t e r n a l B G P ） 两两 种种 工工 作作 模模 式式 。 当当 B G P 路路 由由 器器 运运 行行 在在 同同 一一 自自 治治 系系 统统 内内 部部 时时 ， 称称 为为 I B G P ； 当当 B G P 路路 由由 器器 运运 行行 在在 不不 同同 的的

30、 自自 治治 系系 统统 中中 时时 ， 称称 为为 E B G P 。 B G P 的的 工工 作作 流流 程程 可可 分分 为为 两两 个个 步步 骤骤 ： （ 1 ） B G P 边边 界界 路路 由由 器器 初初 始始 化化 ； （ 2 ） 路路 由由 更更 新新 。 2.35 换换 （ N A T ， N e t w o r k A d d r e s s T r a n s l a t i o n ） 技技 术术 作作 为为 有有 效效 解解 决决 地地 址址 紧紧 缺缺 问问 题题 的的 方方 案案 之之 一一 ， 通通 过过 将将 私私 有有 I P 地地 址址 转转 换换 为

31、为 公公 有有 I P 地地 址址 ， 以以 实实 现现 私私 有有 网网 络络 访访 问问 公公 共共 网网 络络 的的 功功 能能 。 N A T 技技 术术 的的 特特 点点 ( P 1 0 5 ) 。 2.36 动动 态态 N A T 和和 端端 口口 地地 址址 转转 换换 N P A T 。 2.37 网网 时时 I P 地地 址址 出出 现现 二二 义义 性性 的的 问问 题题 。 专专 用用 地地 址址 只只 能能 用用 作作 本本 地地 地地 址址 ， 而而 不不 能能 用用 作作 全全 球球 地地 址址 。 2.38 . 0 到到 1 0 . 2 5 5 . 2 5 5 .

32、 2 5 5 ， 或或 记记 为为 1 0 / 8 ； 2 ） 1 7 2 . 1 6 . 0 . 0 到到 1 7 2 . 3 1 . 2 5 5 . 2 5 5 ， 或或 记记 为为 1 7 2 . 1 6 / 1 2 3 ） 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 0 到到 1 9 2 . 1 6 8 . 2 5 5 . 2 5 5 ， 或或 记记 为为 1 9 2 . 1 6 8 / 1 6 。 这这 三三 个个 地地 址址 块块 分分 别别 相相 当当 于于 1 个个 A 类类 网网 络络 、 1 6 个个 连连 续续 的的 B 类类 网网 络络 和和 2 5 6 个个 连连 续续

33、的的 C 类类 网网 络络 。 由由 专专 用用 I P 地地 址址 构构 建建 起起 来来 的的 互互 连连 网网 ， 称称 为为 专专 用用 互互 联联 网网 或或 本本 地地 互互 联联 网网 ， 也也 称称 为为 专专 用用 网网 。 2.39 网网 之之 间间 通通 信信 的的 载载 体体 ， 这这 样样 的的 专专 用用 网网 又又 称称 为为 虚虚 拟拟 专专 用用 网网 （ V P N ， V i r t u a l P r i v a t e N e t w o r k ） 。 2.40 际际 层层 的的 上上 一一 层层 引引 入入 了了 传传 输输 控控 制制 协协 议议 （ T C P ， T r a n s m i s s i o n C o n t r o l P r o t o c o l ） 和和 用用 户户 数数 据据 报报 协协 议议 （ U D P ， U s e r D a t a g r a m P r o t o c o l ） 。 2.41 网网 际际 层层 与与 应应 用用 层层 之之 间间 。 传传 输输 层层 协协 议议 工工 作作 在在 主主 机机 上上 ， 负负 责责 主主 机机 与与 用用 户户