第5章 讲讲寻址

第5章

讲讲“寻址”

基本内容◎了解寻址的常用方法◎了解电话交换网的寻址◎了解以太网的寻址◎了解IP网的寻址开场白思考：编码之后，信息如何从信源顺利到达信宿呢？1.最初级的寻址——寻找方向通信网有三种通信方向：◆单工：数据只能在一个方向上流动，好比单行线；◆半双工：可切换方向的单工通信，从某一时刻看，是单工的，从总体看，是双工的，好比独木桥；◆全双工：通信允许数据在两个方向上同时传输，相当于两个单工方式的结合，好比新干线。1.最初级的寻址——寻找方向单工半双工全双工4单工双工通信系统类型半双工无线集群通信固定电话移动电话广播电视1.最初级的寻址——寻找方向2.利用地址进行寻址开场白◆在任何一个通信网络上，每个节点都必须有规范的，可查询的地址标识；各种各样的地址格式开场白◆地址设置方式：（1）IP地址：可手工或自动设置；（2）MAC地址：网卡出厂时写“死”；（3）电话号码：电信部门和运营商统一规划和分配。◆寻址方法：网络中的节点要有路由表，格式为“目的地可选路径”网络节点可以是以太网交换机，路由器，程控交换机，ATM交换机，MPLS交换机等。电话交换网的寻址1.电话号码分配原则2.电话号码格式（1）统一分配；（2）任何交换机都必须了解分配规则；（3）交换机要无条件执行被赋予的功能；（4）电话交换网上的终端分配号码，交换机不分配号码国家号码+区号+终端唯一号码以太网内的寻址1.MAC（MediaAccessControl，媒体访问控制）◆MAC地址又称为“硬件地址”。◆MAC地址48bit，全球唯一，由IEEE组织管理，网卡制造商将其烧录到网卡里。◆含义：001B388AA4A1组织唯一标志符厂家自行分配其中第40位是组播地址标志位2.MAC地址寻址以太网内的寻址以太网内的寻址3.地址映射表◆MAC地址和IP地址的映射关系，被每台主机不断增加和更新着，就成了“地址映射表”。◆每次添加或更改表项的工作都被赋予一个计时器。若定时时间到之前没有再次捕捉到更新，该表项将被删除。也就是说,MAC缓存是有生存期的。4.网段的划分◆当局域网内主机数量很大时，可将主机分组，每个组采用桥接方式连接。◆每个组就称为一个“网段”，连接组的设备称为“网桥”。IP网的寻址1.IP地址规划◆负责：互联网名称和数字地址分配机构（ICANN）。◆IP地址是32bit的二进制数字，为了便于记忆和书写，用4段数字来表示，8bit/段，可写成如下格式：A,B,C,D取值为0～255如：3◆常见的IP地址：如：348A.B.C.D主机地址子网掩码net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

1

001IP地址类别IP地址的使用范围网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数

A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.255254IP地址类别IP地址类别~54~191.255.254~54A类B类C类1261638420971152167721465534254B类A类18162432网络号网络号机器号机器号C类机器号网络号011010允许数量私有IP地址空间私有IP地址：在企业内网使用，不会被互联网的公用计算机使用的IP地址。注：不同公司可能存在相同IP地址。私有IP地址～55(/8或者子网）～55(/16或者子网）～55(/24或者子网）A类B类C类在寻址时通过子网掩码对IP地址进行屏蔽运算，先找出网络部分，再确定子网中的主机地址。子网掩码某位为1，表示该位所对应IP地址中的一位是网络地址部分中的一位，若某位为0，表示它对应IP地址中的一位是主机地址部分中的一位。A类地址的掩码:B类地址的掩码:C类地址的掩码:

子网掩码IP地址6与掩码进行“与”运算，可得到网络地址202.112.0，屏蔽IP地址中的网络部分，可得到中国教育科研网主机地址36。子网掩码子网掩码类似于给每户设置一个有范围可供检索的门牌号。可简化管理，提高查询效率。假设子网掩码是M.N.P.Q，带入公式：(256-M)×(256-N)×(256-P)×(256-Q)得到的结果就是这个网段有多少IP地址。如上例中的48，代入上公式，得数为8，即3这个IP地址所在网段共有8个IP地址

。～7第一组～15第二组6～23第三组4～31第四组2～39第五组……网段即为分组。第一个IP地址：2最后一个IP地址：9子网地址广播地址子网掩码子网掩码的另一种写法：IP地址/n若网段有X个IP地址，如上例中，网段有8个IP地址，则Y=3,n=29。相应地，IP地址可写成：3/29◆一些特殊地址：（1）

未知网络，“缺省网络”优先级别最低；（2）/8回环地址和本地软件回送测试之用；（3）55/32有限广播地址。IP地址与硬件地址TCP报文IP数据报MAC帧应用层数据首部首部尾部首部链路层及以下使用硬件地址硬件地址网络层及以上使用IP地址IP地址IP地址设置方法在桌面上右击“网上邻居”，选择“属性”，则打开“网络和拨号连接”窗口。在“本地连接图”标上右击，选择“属性”，则打开“本地连接属性”对话框。IP地址设置方法在“本地连接属性”对话框中选中“Internet协议(TCP/IP)”，然后单击“属性”按钮，则打开“Internet协议(TCP/IP)”对话框。IP地址设置方法在“Internet协议(TCP/IP)”对话框中输入从网络中心获得的IP地址、子网掩码、默认网关和首选DNS服务器，单击确定。IP地址设置方法2.DNS——互联网上的大翻译家IP网的寻址通过一个简单的字符串来代替难以记忆和使用的IP地址，例如可以使用字符串“”来表示浙江师范大学WWW服务器主机的IP地址，这种用字符串表示的地址就是域名地址。域名地址必须由专门的机构——域名管理组织ICANN来负责管理，并按照一定的规范书写。域名采用分层结构，如下图所示。IP网的寻址如：

IP网的寻址因特网的最高域名解析域名含义域名含义域名含义Com商业部门Edu教育部门Net大型网络Mil军事部门Gov政府部门Org组织机构Int国际组织Cn中国JP日本de德国Ca加拿大Us美国Uk英国Au澳大利亚Hk香港Info信息服务组织WEB与WWW特别相关的组织Firm商业公司Arts文化和娱乐组织Nom个体或个人Rec强调消遣娱乐组织Store销售企业Internet

部分顶级域名及其含义域名含义域名含义域名含义Com商业部门Edu教育部门Net大型网络Mil军事部门Gov政府部门Org组织机构Int国际组织Cn中国JP日本de德国Ca加拿大Us美国Uk英国Au澳大利亚Hk香港Info信息服务组织WEB与WWW特别相关的组织Firm商业公司Arts文化和娱乐组织Nom个体或个人Rec强调消遣娱乐组织Store销售企业IP网的寻址域名地址与IP地址的转换Internet上真正用于通信的是IP地址。将域名地址翻译成IP地址的过程叫做域名解析，实现这一机制的软件称为域名系统或DNS。运行DNS的主机叫做域名服务器。IP网的寻址3.IP路由（1）路由定义：不同网段之间的IP数据包的传送。（2）技术原理：将任何一个IP数据包的目的IP地址取出，与路由表对照，定位出口在哪里。并将IP数据包输送到该出口上去。如果输出端口格式不同，还需封装成要求格式再输出。（3）路由转发机制，虽然对某个目的地地址可能有多条路径可供选择，但是对某个特定的数据包，路由器只会给它某个确定的出口，如果其端口在同一网段内，则路由器会发生混乱。路由器的转发机制，同时要实现“负载均衡”。4.IP路由协议IP网的寻址5.地址单播、组播和广播功能：让每台路由器“自动”获取路由表，是路由表获取和建立的机制。如：RIP2，OSPF，IS-IS，BGP等。11章详细讲述。（1）单播应用最广泛；（2）组播应用正兴起；（3）广播应用需将“目的地地址”填写成广播地址。如3/29属于2～9地址段。

9为广播地址。IP网的寻址6.TCP/UDP的端口●端口作用：利用“IP地址+端口号”来区分不同的服务。范围为0～65535。注：通信的两台主机的端口并不是一一对应的。如80端口3457端口serverclient●TCP：传输控制协议UDP：用户数据报协议TCP和UDP的端口号也是相互独立的。

如TCP有235个端口，UDP也可以有235个端口。IP网的寻址●端口分为固定端口和动态端口两种固定端口：动态端口：范围0～1023。如80——WWW，21——ftp。要修改端口，方法是（地址：端口号）。如:8080有些端口号不能修改，如139端口，用于NetBIOS与TCP/IP间通信。范围1024～65535。应用程序按需动态分配，程序关闭则释放所占用的端口号。IP网的寻址7.IPv6解决IP地址资源日益紧张的问题。将IPv4的32位地址扩展为IPv6的128位。让IP地址增加到2128个。实际应用艰难，过渡需要软硬件的更新。不过研究和试商用正如火如荼。目前，人们习惯使用IPv4地址方式，并大量使用私有地址和NAT。8.NAT——网络地址转换IP网的寻址●NAT：NetworkAddressTranslation网络地址转换●技术原理：将局域网内部私有网络地址翻译成合法网络IP地址的技术。也就是在局域网内部的计算机尽量使用私