第5章ip基本原理

IP基本原理ISSUE

1.0日期：杭州华三通信技术有限公司，IP是网络层协议，也是当今应用最广泛的网络协议之一IP协议规定了数据的封装方式，网络节点的标识方法，用于网络上数据的端到端的传递引入学习完本课程，您应该能够：掌握IP地址的格式、分类和子网掩码掌握路由的基本概念和相关路由协议简介掌握网络层协议ARP和RARP的工作原理掌握IP寻址的基本原理课程目标目录IP协议概述IP地址和地址映射IP包转发其他相关协议介绍IP及其相关协议TCPUDP协议号6协议号17ICMP

IGMPIPARPRARP以太网、令牌环、FDDI、HDLC、PPP、X.25、帧中继、PSTN、ISDN等传输层网络层网络接口层IP的主要作用标识节点和链路

用唯一的IP地址标识每一个节点

用唯一的IP网络号标识每一个链路寻址和转发

确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置

IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点适应各种数据链路

根据链路的MTU对IP包进行分片和重组

为了通过实际的数据链路传递信息，须建立IP地址到数据链路层地址的映射IP网络的结构IP网络由多个网段构成，每个网段对应一个链路路由器负责将网段连接起来，适配链路层协议，在网络之间转发数据包NetworkANetworkBNetworkDNetworkCIP头格式01234567890123456789012345678901VersionIHLType

of

ServiceTotal

LengthIdentificationFlagsFragment

OffsetTime

to

LiveProtocolHeader

ChecksumSource

AddressDestination

AddressOptionsPadding20字节目录IP协议概述IP地址和地址映射IP包转发其他相关协议介绍IP

地址格式和表示方法例如网络号主机号192.168.5.12311000000.10101000.00000101.011110118位8位8位8位二进制32位网络号和主机号网络号用于区分不同的IP网络主机号用于标识该网络内的一个IP节点192.168.2.1192.168.2.10192.168.2.1210.1.1.110.250.8.1110.180.30.11810.6.24.2E0/1E0/0192.168.2.2网络接口192.168.2.0E0/010.0.0.0E0/1IP地址分类111011110组组组组保保0Network(7bit)Host(24bit)10Network(14bit)Host(16bit)110Network(21bit)Host(8bit)A类组组B类组组

C类组组D类组组(组播)E类组组(保留)IP地址分类国际规定：把所有的IP地址划分为A，B，C，D，EA类地址:范围从0-127，网络地址的最高位必须是“0”

0是保留的并且表示所有IP地址，而127也是保留的地址，并且是用于测试环回用的。因此A类地址的范围其实是从1-126之间。地址范围从0.0.0.1

到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机(2的24次方的主机数目)。 默认子网掩码255.0.0.0B类地址：范围从128-191，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机。默认子网掩码255.255.0.0C类地址：范围从192-223，，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。以子网掩码来进行区别：255.255.255.0D类地址：范围从224-239，D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保

留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)

中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。E类地址：范围从240-254，以“11110”开始，为将来使用保留。全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。私网IP，不在公网中使用的，他们的范围是：

10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0～172.31.255.255

192.168.0.0～192.168.255.255特殊的IP地址网络号主机号地址类型和用途Any全0网络地址，代表特定网段Any全1网段广播地址，代表特定网段的所有节点127Any环回地址，常用于环回测试全0代表所有网络，常用于指定默认路由全1全网广播地址，代表所有节点ARP广播ARP请求IP=1.1.1.3,

MAC=?HostAIP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostBIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222HostCIP=1.1.1.3MAC=00E0.FC03.3333单播ARP响应IP=1.1.1.3,MAC=00E0.FC03.3333HostAIP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostBIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222HostCIP=1.1.1.3MAC=00E0.FC03.3333RARP广播RARP请求MAC=00E0.FC01.1111无IP地址无盘工作站HostBRARP

Server单播RARP响应MAC=00E0.FC01.1111,IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111IP=1.1.1.1HostBMAC=00E0.FC01.1111,

IP=?RARP

Server无盘工作站目录IP协议概述IP地址和地址映射IP包转发其他相关协议介绍主机单播IP包发送上层协议要求发送数据包目的是否直连解析网关硬件地址解析目的主机硬件地址封装成帧并由相应接口发出YN若目的地址所处网络号与本机所处网络号相同，则目的处于直连网段路由器单播IP包转发目的是否本机数据包入站目的是否直连解析下一跳

路由器硬件地址解析目的主机硬件地址封装成帧并由相应出接口发出提交本机

上层协议处理YNYN若目的地址所处网络号与本机任一接口的网络号相同，则目的处于相应接口直连网段路由器通过查找路由信息判断下一跳路由器地址主机接收IP包如果IP包的目的地址符合下列情况之一，则主机接收此包

目的IP地址等于自己的IP地址

目的IP地址是一个广播地址

目的IP地址是一个组播地址，而本机的某个服务属于此组播组否则主机的网络层丢弃此IP包网络接口层提交接收的数据包目的是否本机丢弃解封装并提交给相应的协议处理YN广播风暴路由器转发广播将导致全网充斥广播，可能引发广播风暴路由器默认不转发广播广播包DIP=255.255.255.255目录IP协议概述IP地址和地址映射IP包转发其他相关协议介绍代理ARP广播ARP请求IP=2.2.2.3,

MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAARP代理单播ARP响应IP=2.2.2.3,MAC=00E0.FC03.3333HostCIP=2.2.2.3MAC=00E0.FC03.3333广播ARP请求IP=2.2.2.3,

MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAARP代理HostCIP=2.2.2.3MAC=00E0.FC03.3333IP=2.2.2.3,MAC=00E0.FC02.2222E0/0

E0/1IP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222E0/0E0/1IP=2.2.2.2MAC=00E0.FC04.4444单播ARP响应IPICMPDIP=2.2.2.2ICMP

Echo

RequestIP=1.1.1.1HostAHostBIP=2.2.2.2DIP=1.1.1.1ICMP

Echo

Reply听到了！ICMP定义了错误报告和其它关于IP数据包处理情况的消息ICMP可用于报告IP数据包传递过程中发生的错误、