6-网际层协议2011

方法二：AND运算结果均为 202.114.80.0，说明它们属于同 一子网，直接交换信息。
例
子网掩码：255.255.255.224 IP地址：202.114.80.1 主机号字段为00000001 202.114.80.130 主机号字段为10000010 这两个IP地址的主机号字段前三位不同，说明它们属于不同 子网，必须通过路由器来交换信息。
版本（ 4 bit），指IP协议的版本 目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)
比特 0
1 优 先 级
2
3 D
4 T 16
5 R 19
6 C
7 未用 24 31
比特 0 固 定 首 部 部 分
4 标 生存时间
8 服务类型 识 协 议
版 本 首部长度
总 长 度 标志 段 偏 移 首 部 检 验 和
保留为今后使用
特殊地址
常用的三种类别的 IP 地址
能表示的地址范围 网络数 A B C 0.0.0.0～ 127.255.255.255 128.0.0.0～ 191.255.255.255 192.0.0.0～ 223.255.255.255 27 – 2 214 – 1 221 – 1 主机数 适用范围 224 – 2 超大型网络 216 – 2 大型网络 28 – 2 校园网或 企业网
5.3 网际层协议
应用层 运输层 ICMP 网际层 各种应用层协议 (TELNET, FTP, SMTP 等) TCP, UDP IGMP IP RARP 网络接口层 与各种网络接口 ARP
物理硬件

网际层的功能是实现互连网络环境下端到端数 据分组的传输，采用无连接的方式。 IP协议：数据传输、路由选择
第五章 TCP/IP协议
5.1 引言

以TCP/IP为核心协议的Internet更加促进了 TCP/IP的应用和发展，已成为事实上的国际 标准。

从网络体系结构来看，TCP/IP是OSI参考模型 七层结构的简化，它只分为四层: 应用层、传 送层、网际层和网络接口层
5.2 网络接口

TCP/IP协议不包含具体的物理层和数据链路 层协议，只规定了TCP/IP协议与各种物理网 络之间的网络接口。这些物理网络可以是广域 网，如ARPANET、MILNET和X.25公用数据 网，也可以是局域网，如Ethernet、Token Ring、FDDI等IEEE定义的各种标准局域网。
首 部 数 据 部 分
IP 数据报
比特 0
1 优 先 级
2
3 D
4 T 16
5 R 19
6 C
7 未用 24 31
比特 0 固 定 首 部 部 分
4 标 生存时间
8 服务类型 识 协 议
版 本 首部长度
总 长 度 标志 段 偏 移 首 部 检 验 和
源 地 址
可变 部分
目 的 地 址
可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 数 据 部 部 分 分 填 充
私有地址只能在内部网络中使用，只有通过 代理服务器才能与Internet通信。

划分子网

两级的 IP 地址地址空间的利用率很低。例如， A类地址中一个网络中包含大量主机，这会给 网络寻址和管理带来困难。解决的方法是在 网络中引入子网。 划分子网，是指将主机地址进一步划分成子 网地址和主机地址，使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址。
222.1.2.1
222.1.5.2
222.1.3.1 R3
N2 222.1.5.
222.1.6.2 222.1.2.5 N1 222.1.4. R2
222.1.2.2
222.1.3.2
222.1.4.2
222.1.4.1
B
互联网
222.1.2.4 222.1.2.3
路由器总是具有两个或两个以上的 IP地址 互联网中的 IP 地址。
路由器的每一个接口都有一个不同网络号的 IP 地址。
222.1.1.1 LAN1 222.1.1. LAN3 222.1.3.3 222.1.3. 222.1.1.2
222.1.1.3
R1 222.1.5.1
222.1.1.4 222.1.6.1 N3 222.1.6. LAN2 222.1.2.
222.1.2.1

A 类、B 类和 C 类 IP 地址的屏蔽码
A 类 地 址 net-id 屏蔽码 255.0.0.0 host-id
11111111 000000000000000000000000
B 类 地 址
net-id
屏蔽码 255.255.0.0
host-id
1111111111111111 0000000000000000
地址解析协议 ARP 逻辑地址与物理地址的映射 逆地址解析协议 RARP 因特网控制报文协议 ICMP：网络控制和差错处理

5.3.1 IP协议
1. IP 地址

在互连网体系结构中，参与通信的各个节点都要预 先分配一个惟一的逻辑地址作为标识符，并且使用 该地址进行一切通信活动，该地址称为IP地址。
在同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址中的 互联网中的 IP 地址 网络号必须是一样的。
222.1.1.1 LAN1 222.1.1. LAN3 222.1.3.3 222.1.3. 222.1.1.2
222.1.1.3
R1 222.1.5.1
222.1.1.4 222.1.6.1 N3 222.1.6. LAN2 222.1.2.
源 地 址
目 的 地 址
可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充
首部长度（4 bit）。 IP 的首部长度为20～60字节。 可表示的最大数值是 15 个单位(以 4 字节为单位)
比特 0
1 优 先 级
2
3 D
4 T 16
5 R 19
6 C
7 未用 24 31
比特 0 固 定 首 部 部 分
222.1.5.2
222.1.3.1 R3
N2 222.1.5.
222.1.6.2 N1 222.1.4. R2 222.1.2.5
222.1.2.2
222.1.3.2
222.1.4.2
222.1.4.1
B
互联网
222.1.2.4 222.1.2.3
2. IP协议 1）IP数据报格式


TCP/IP中，网际层的分组又叫做IP数据报。IP 数据报由报头（首部）和报文数据两部分组成。 IP首部由20字节的固定部分和可变长部分组成， 最大可以为60字节。
4 标 生存时间
8 服务类型 识 协 议
版 本 首部长度
总 长 度 标志 段 偏 移 首 部 检 验 和
源 地 址
目 的 地 址
可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充
服务类型（ 8 bit），用于规定优先级、延迟、吞吐量、 可靠性 、代价等参数。
比特 0
1 优 先 级

D类地址是多播地址，表示的地址范围是 224.0.0.0～239.255.255.255 E类地址是实验地址，表示的地址范围是 240.0.0.0～247.255.255.255


在Internet中，IP地址不是任意分配的，必须 由国际组织统一分配，以保持IP地址的惟一性， 避免IP地.114.80.0和202.114.80.128 ， 说明它们不属于同一子网。
获取网络地址的意义
路由器的路由表中保存的是网络地址，这 样既可以解决存储空间有限问题，又可以加 快路由选择。 路由器收到分组后取出目的主机的IP地址， 计算出目的主机所在的网络地址，用网络地 址去查找路由表以决定该从哪一个接口来转 发分组。
机器中存放的 IP 地址 是 32 bit 二进制代码 10000000000010110000001100011111 10000000 00001011 00000011 00011111 将每 8 bit 的二进制数 转换为十进制数 采用点分十进制记法 则进一步提高可读性 128 11 3 31
2
3 D
4 T 16
5 R 19
6 C
求解：用19.56.7.91和255.255.192.0进行AND运 算，即可得到划分了子网后的网络地址为 19.56.0.0

同一个子网内的两个主机可以直接进行通信。如果 两个主机不在同一个子网内，就必须借助路由器进 行转发。 例：

屏蔽码：255.255.255.224 IP地址：202.114.80.1 主机号字段为00000001 202.114.80.16 主机号字段为00010000 由于这两个IP地址的主机号字段前三位均为000，说明它们属 于同一子网，直接交换信息。
实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一 条链路的接口。一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。


在IP v4 中，IP地址为32位，由网络标识(Net)和主 机标识(Host)两部分组成。网络号标志主机（或路 由器）所连接到的网络，主机号标志该主机（或路 由器）。
网络号
主机号
点分十进制记法
subnet-id 子网号
host-id 主机号
屏蔽码
1111111111111111 11111111 00000000

通过屏蔽码，可以找出一个IP地址所在网络的 网络地址。 方法：用屏蔽码与IP地址进行逐位“与”运算。
(IP 地址) AND (屏蔽码) =网络地址
两级 IP 地址 网络号 net-id 网络号 屏蔽码 主机号 host-id
C 类 地 址
net-id