路由与交换技术-第一章

路由与交换技术课前提问1、请简述IP协议的主要内容？2、请简单描述一下在南航寝室上网是何种方式，这个过程中使用了哪些网络协议？第一章IP网络1、IP协议（InternetProtocolRFC-791）IP是网络层协议，它定义了相互通信的两个节点之间网络层交互方式的标准，内容包括设备地址表示、控制与管理、设备间信息传输实现。TCP/IP协议是网络层中最重要的协议。2、IP地址符合IP协议的的地址。第一章IP网络3、IP网络的本质特征

i)分组交换

ii)面向无连接4、IP地址与MAC地址

IP地址位于网络层，用于网络间的通信。

MAC地址位于物理层，用于网络内的通信。换言之：通信最终是基于MAC地址的，而网络间主机的定位是基于IP地址。问题：IP地址如何转换成为MAC地址？第一章IP网络5、网络间通信

i)IP地址—(ARP查询)MAC地址

ii)MAC地址—(DHCP分配)IP地址问题：通信是否有IP地址和MAC地址就足够了？

iii)IP地址—(NAT/NAPT)IP地址6、IPv4地址方案

i)有类地址方案

1)这是一种全球唯一的编址方案。2)IP地址是层次结构，分为网络地址和主机地址两部分。第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）3)是分类的：

A、B、C类为单播地址；D类为多播地址（Multicast）；E类为保留地址。A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址网络地址主机地址00网络地址主机地址110网络地址主机地址1110组播地址1保留0111107815162324316、IPv4地址方案（续）

4）特殊IP地址10.0.0.0：10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0：172.16.0.0～172.31.255.255192.168.0.0:192.168.0.0～192.168.255.255127.xxx.xxx.xxx回送地址第一章IP网络局域网中的广播本网中的主机本机对一个远程网络的广播10主机0网络1127任意值回路第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）5）优缺点:优点：减小转发表

缺点：缺少分配、管理的灵活性,造成浪费目标转发目标路由转发表网段1网段2第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）

ii)无类IP地址方案1)引入子网掩码

xxx.xxx.xxx.xxx/yy2)划分子网子网数、子网内主机数、子网地址、子网广播地址目标子网掩码转发目标路由转发表网段1网段2网段3网段4课堂练习

学校某系分配到IP网段192.168.1.0,因该系有四个办公室，各办公室分别有120、58、27，10台电脑，请你为该系设计子网划分方案；绘制网络拓扑示意图；写出路由器中路由表的设置情况。第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）3)优缺点

优点：增强了分配、管理的灵活性，减小了路由表。缺点：仍存在较大的IP地址浪费。问题：子网技术是否能节约IP地址？

第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）

iii)可变长子网(VLSM--VariableLengthSubnetMask)

1)建立在无类别IP地址基础之上2)路由器必须实现“最长匹配”转发算法3)在分配子网时必须保证“子网族”共享同一组最高有效位。4)路由协议必须支持VLSM目标子网掩码转发目标路由转发表网段1网段2网段3网段4R1R2R3192.168.1.1/24192.168.1.2/24192.168.2.1/25192.168.2.2/25192.168.3.154/26VLSM条件下的子网E1/0E1/0S2/0S2/0E1/0课堂提问1、按要求作VLSM划分：192.168.1.0/302、在一个点到点的广域网链路上配置IP地址，设计VLSM，请问，它的子网掩码是多少3、网络地址为172.16.0.0，现在需要使用VLSM，满足100个子网，且每子网下可用的主机数为500。4、网络掩码为27位，要求选择以下哪些是可用的主机地址。A，11.244.18.63D，192.168.15.87B，90.10.170.93E，200.45.115.159C，143.187.15.87F，216.66.192.79第一章IP网络6、IPv4地址方案（续）

iv)无类域间路由(CIDR—ClasslessInter-DomainRouting)

用于聚合多个C类地址。

转发目标子网掩码目标路由转发表网段1网段2网段3网段4课堂提问1、如果一个公司有4000台电脑，现需要申请IP地址，你现在只有足够的连续C类地址，请试为该公司分配IP网段。2、设下面4条路由：172.18.129.0/24，172.18.130.0/24，172.18.132.0/24，172.18.133.0/24，如果仅仅路由聚合，能覆盖这4条路由的地址是（）A.172.18.128.0/21B.172.18.128.0/22C.172.18.130.0/22D.172.18.132.0/23第一章IP网络7、IPv4包格式

IP包大小的不确定性产生了拆分的需求。高层数据(有效载荷)IP包头版本0481631包头长度服务类型总长度标识标志片偏移生存时间头校验和源IP地址目的IP地址选项（长度可变）填充协议第一章IP网络8、IPv4可选项9、IPv4的缺陷

1）地址空间不够2）安全性较差3）配置较复杂4）对移动性支持不足5）对服务质量控制支持不足选项类型描述安全选项表示该数据包的保密级别严格源路由给出完整的路径表松散源路由给出所要经历的路由器的地址表路由记录让每个路由器在IP报文中记录其IP地址时间戳让每个路由器记录IP报文经过时的时间戳第一章IP网络9、IPv6简介

i)IPv6地址 128位：写成8个16位无符号整数，以：分隔，允许简写、缩写。

ii)IPv6帧格式高层数据(有效载荷)IP包头版本0481631优先级流标签（24bit）净荷长度(16bit)HOP限制源IP地址目的IP地址下一包头高层数据(有效载荷)IP包头版本04816