计算机网络技术网络层

1、网络层目录一一 、IP协议二 、IP地址划分三 、路由协议1 、IP协议1.1 IP协议Internet中使用的是TCP/IP协议。其中网际协议IP是用于互联计算机网络而进行通信的协议，因此这一层也称为IP层。在这一层中还有三个协议与IP协议配套使用。地址解析协议ARP；逆地址解析协议RARP；Internet控制报文协议ICMP；1、IP地址IP地址是一个与底层物理地址无关的，整网统一的32位的编址方案，即IP层的地址。Internet指导委员会IAB为IP地址定义了五种类型，分别适应不同规模的网络。每个IP地址都由网络号和主机号组成，但标号的长度不同，因此各类IP地址其可能容纳的网络数目及

2、每个网络可能容纳的主机数目区别很大。 1.2 IP地址1.3 TCP/IP地址NETWORKHOST32 Bits1351351001.8 Bits1 Byte8 Bits1 Byte8 Bits1 Byte8 Bits1 Byte一个IP地址用0255之内的4个十进制数表示，国际通行一种点分十进制表示法。如：135.135.100.1135.135.100.1每一个十进制数代表32位地址的其中8位,称为八位位组每个IP地址都由两部分组成：网络号和主机号1.4 IP地址的结构IP网络：135.135.0.0节点A：100.11351351001网络地址节点地址IP地址：IP地址：地址：四个字节

3、组成，如四个字节组成，如135.135.100.1 由网络号和节点号组成由网络号和节点号组成 首字节决定网络类型首字节决定网络类型R1.5 IP地址类IP寻址标准最初并没有提供地址类，为了便于管理， IP地址分为五类，其中A、B、C三类是基本类型。00101101110111181624网络部分网络部分主机部分主机部分网络部分网络部分主机部分主机部分网络部分网络部分主机部分主机部分多播部分多播部分实验目的实验目的ABCDE0 127(1126)128 191192 223224 239240 255(240254)31A类分配给拥有大量主机的网络B类给中等大小的网络C类用于小型的局域网E类保留

4、作为将来的使用D分配给多目传送的组1.6 基本IP地址类A类地址的最高位为“0”，其后7位是网络标识，它用于少数主机数量众多的大型网络，主机数可以达224 （16M）B类地址的最高2位为“10”，其后14位为网络标识，它用于中等规模的网络，每个网络主机数在28（256）至216（65536）之间；C类地址的最高位为“110”，其后21位为网络标识，它用于小型网络，每个网络的主机数只能少于28（256） 。2 、IP地址划分2.1 IP地址的格式地址的格式IP地址是TCP/IP协议所使用的地址，是用来确定TCP/IP网络中设备的地址，用二进制格式时共有32位组成，为了方便记忆，用点号每八位一分割

5、，以十进制表示。如：192.168.1.100IP地址的组成：IP地址的高位部分表示网络，剩下的部分用来表示此网络中的设备，用来表示设备所在网络的部分叫做网络ID部分，表示网络设备的部分叫主机ID部分。其中网络号（网络ID）和主机号（主机ID）不能全为0或全为1。可以把IP地址与电话号码对比一下：IP地址中的网络部分相当于电话号码中的区号，而IP地址中的主机部分相当于电话机号。2.2主机地址网络网络端口端口172.16.0.010.0.0.0E0E1路由表路由表10.1.1.110.250.8.1110.180.30.118E1172.16.2.110.6.24.2E0172.16.2.117

6、2.16.3.10172.16.12.12172.161212网络网络主机主机.子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址,哪部分为主机地址,有1和0组成,长32位,全为1的位代表网络号.不是所有的网络都需要子网,因此就引入1个概念:默认子网掩码(default subnet mask). A类IP地址的默认子网掩码为255.0.0.0; B类的为255.255.0.0; C类的为255.255.255.02.3 子网掩码 2.4 掩码的格式掩码是由X个连续的“1”和Y个连续的“0”组成，且XY32。用来区分网络ID与主机ID，并判断IP地址是本地地址还是远程地址。A类掩码：255.0.0.0

7、11111111.00000000.00000000.00000000B类掩码：255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000C类掩码：255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000变长子网掩码：255.255.240.011111111.11111111.11110000.00000000或/20C类地址：210.12.150 .2511010010.00001100.10010110.00011001掩码：11111111.11111111.11111111.00000000网络ID: 1101

8、0010.00001100.10010110.00000000210.12.150.0主机ID：00000000.00000000.00000000.000110010.0.0.25广播地址：210.12.150.255注：主机ID全为0，则表示为该IP的网络ID；主机ID全为1，则表示为该IP的广播地址。2.5 区分网络ID与主机ID2.6 确定本地主机和远程主机Example 1 192.168.1.100Local Hosts 192.168.2.100 Subnet MaskABCDEF 192.168.1.0 Remote Hosts 192.168.2.0 Subnet MaskA

9、BCDEF192.168.1.1192.168.2.1192.168.1.3192.168.1.2192.168.2.2192.168.2.3 Ipconfig用于查询本机的TCP/IP的设置Ipconfig /all Ping用于查询计算机之间的连接状态Ping ip_addressPing computer_name2.7 IP地址配置与测试2.8 掩码的取值二进制十进制11111111255111111102541111110025211111000248111100002401110000022411000000192100000001280000000002.9 划分子网划分子网的原

10、因： 为了解决原来必须使用固定的A、B、C三类掩码所造成的地址空间的浪费。 减少广播来减少网络阻塞。划分子网的方法： 借用主机ID中的高位充当网络ID。从高位往低位开始借位，假设原主机ID有N位，借M位，可以获得2M-2个子网，每个子网络中有主机2（NM）2个。NetIDHostID标准IP地址 SubNetIDHostIDNetID子网掩码(SubNet Mask)子网编址规划IP地址设置IP地址的原则： IP地址的第一个数（最高位）不能为127，127.X.X.X格式的地址为回环地址，表示本机。 主机部分不能全为0，全为0时表示本网络。 主机部分不能全为1（二进制），全为1上广播地址、 I

11、P地址在整个网络中必须是唯一的。设置网络ID： 同一子网中所有计算机的网络号必须相同。 每一个子网必须有不同的网络号。 要连接到Internet，必须申请有效的网络号。设置主机ID： 同一子网中主机号不能相同（IP地址冲突）。默认网关： 路由器与本子网的接口的地址，用于转发往其他子网的数据包。3 路由协议3.1 原理 路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由 协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器 知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由 表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作， 执行路由选择和数据包转发功能。3.2 作用 路由协议主要运行于路由器上，路由

12、协议是用来确定到达路径的，它包括RIP，IGRP（Cisco私有协议），EIGRP（Cisco私有协议），OSPF，IS-IS，BGP。起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在网络层。 对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。3.3 常用分析 路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。1、静态路由 在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CP