Internet地址及地址解析

间的通信。（常用127.0.0.1）
6. IP地址的实质： IP地址标识的不是一台主机，实质上标 识的是到一个网络的一条连接。
7. 私有网络地址
RFC1597,为那些没有连接到Internet或者安装了防 火墙的组织,预留了一系列私有网络地址。
私有网络地址包括： – A类 10.0.0.0-------10.255.255.255 – B类 172.16.0.0-----172.31.255.255 – C类 192.168.1.90---192.168.254.0
1 0 0 0 0 0 0 0 =128 2 1 1 0 0 0 0 0 0 =192 4 1 1 1 0 0 0 0 0 =224 8 1 1 1 1 0 0 0 0 =240 16 1 1 1 1 1 0 0 0 =248 32 1 1 1 1 1 1 0 0 =252 64 1 1 1 1 1 1 1 0 =254 128 1 1 1 1 1 1 1 1 =255
– 最前面三位为“110”，用前24位来标识网络号，后8位标 识主机号。
– 第一段所表示的范围为：192-223。 – 通常B类地址的网络号数远大于主机号数，一般适用于校
园网等小型网络。
D类 111 0 多 E类 11110 保
点 留给
广 将来
播 使用
A类： 0 — 8位网络号
首字节1—126
B类： 10 — 16位网络号 首字节128—191
C类： 110 — 24位网络号 首字节192—223
D类： 1110 — 组播地址 首字节224—239
E类： 11110 -- （保留未用） 首字节240—247
5.特殊IP地址 – 全“1”和全“0”的地址是专用的，不能进行分配 – 网络地址：主机号全‘0’； – 广播地址：主机号全‘1’ – 有限广播地址：32位全‘1’（255.255.255.255）； – 回送地址：127.*.*.*，网络软件测试及本机进程
– 全球有多个NIC，这些NIC构成了一种分层的管理结构：
InterNIC
APNIC ARIN RIPE AfiNIC LATNIC
CNNIC KRNIC TWNIC
– Inter NIC：负责北美及其它地区 – ENIC：负责欧洲地区 – APNIC：负责亚太地区
APNIC总部设在日本东京大学。我国申 请IP地址都要经过APNIC。具体可通过 向国内一些代理机构提出。
路由器通过子网掩码识别子网的地址。
将主机标识位划分出若干位作为子网标识， 子网标识位可由子网掩码确定。
N
N
N
H
Subnet
Host
子网掩码
子网掩码
– 是一个32比特的二进制代码，它使接收方很容 易从IP 地址中分出地址的网络标识部分和主机 标识部分。
掩码解释
– 如果某一位是打开的（“1”），地址中相应的 位解释为网络位； 如果该位是关闭的（“0”） ， 地址中相应的位解释为主机地址。
6. ARP协议的实现
物理网络类型
协议类型
物理地址长度协议地址长度
操作
发送方硬件地址
发送方IP地址
目标硬件地址
目标硬件地址
总结：广播请求，单播回应！
3.提高ARP的效率 ①设置ARP cache，存放最近解析出来的IP/MAC对。 ②请求解析时，把自己的IP/MAC地址也放在报文中。 ③收到ARP请求的所有主机都缓存其中的IP/MAC。 ④ 主机入网时，主动广播它的IP/MAC。
4. ARP中软状态使用（缓存信息失效的问题） 问题：一条IP/MAC映射记录失效怎么办？？ 解决：使用超时机制（20分钟），如果在超时到来前 都没有使用某条记录，则删除该记录。 优势：
第3章 Internet 地址及地址解析
要求： 1.掌握Internet编址的方式 2.掌握Internet编址的类型及特征 3.掌握特殊格式的Internet地址及其应用场合 4.了解Internet编址的缺陷 5.掌握硬件地址和网络地址的含义 6.掌握ARP的工作原理 7.了解RARP协议的原理及报文格式 8.掌握地址转换的过程，特别是不同网间转换
B
Y
回答：我的IP地址是IPb？ 我的物理地址是MACb
2.基本步骤 步骤一：源端A广播包含目标B的IP地址IPb的ARP 请求报文，请B回答自己的物理地址MACb； 步骤二：网络上的主机将IPb与自身的IP地址比较， 若相同，则转步骤三，否则忽略； 步骤三：B将MACb封装在ARP应答报文中，之后发 送给A； 步骤四：A从应答报文中提取IPb和MACb，从而获 得IPb和MACb之间的映射关系。
子网划分与子网掩码
Subnet bits 子网掩码 子网数 子网主机数
1
255.255.255.128
2
126
2
255.255.255.192
4
62
3
255.255.255.224
8
30
4
255.255.255.240
16
14
5
255.255.255.248
32
6
6
255.255.255.252 64
– 0.x.y.z表示本网络的指定主机，127.x.y.z固定表示为本机环路 地址，发出该地址的分组将不传出本机。
– A.255.255.255为直接广播地址，用于向A类地址范围内的全 部主机进行广播，A.0.0.0表示某个网络地址。
B类 10
– 最前面两位固定为“10”，用前16位来标识网络号，后16 位标识主机号。
标准网络掩码
类型
网络掩码（二进制）
网络掩码（十进制）
A类 B类 C类
11111111000000000000000000000000 11111111111111110000000000000000 11111111111111111111111100000000
255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
– AfriNIC: 负责非洲地区 – LatNIC: 负责南美地区
3.2 地址转换 - ARP协议
IP地址
ARP RARP
物理地址
ARP：Address Resolution Protocol RARP：Reverse Address Resolution Protocol
问题一：为什么要进行地址转换？ 必须根据IP地址找到物理地址才能进行实际的数据
2.编址方式 32比特 = (netid + hostid） 3.表示方法: 二进制表示、点分十进制
4.地址类型
IP地址的分类方法:
：网络号； ：主机号。
A类 0
– 最前面一位固定为“0”，用前8位来标识网络号，后24位标识 主机号。
– A类所能表示的网络数范围为：0-127，适用于大型网络的管 理。因此，A类地址空间范围为：1.x.y.z-126.x.y.z 。
– 第一段所表示的范围为：128-191。 – 通常B类地址适用于中等规模的网络（如各地区的网络管
理中心）。
– B类地址空间范围为128.0.y.z - 191.255.y.z。 – B.B.255.255为直接广播地址，用于向B类地址范围内的全
部主机进行广播，B.B.0.0表示本网络地址。
C类 1 1 0
（1）无需专门的通知机制； （2）对硬件可靠性要求低。 缺陷： 可能会‘反应迟钝’；
5.不同网络间地址转换：路由器转发
路由表
帧头 IP报
N1 直接投递 In1 N2 直接投递 In2
A
网络1
In1 R In2
B 网络2
帧头 IP报
路由表 N1 直接投递 N2 In1
ARP请求In1物理地址 包含IPA/MACA
传送。 问题二：如何进行地址转换？
直接映射 or 动态绑定
两种地址类型： 1. 空间较小且容易配置的物理地址（直接映射） 2. 空间巨大且固定的物理地址（动态绑定）
直接映射：IP地址物理地址 动态绑定：用协议获得
1. ARP原理
问题：谁的IP地址是IPb？ 请你把你的物理地址告诉我
A
X
B
Y
A
X
将某类IP地址的子网掩码与对应的IP地址进行“与”运算， 则可获得IP地址中的网络标识部分，以分辨出不同的网络。
将某类IP地址的子网掩码与对应的IP地址进行“或”运算， 则可获得IP地址中的主机标识部分，以分辨出不同的主机。
以C类网络为例
128 64 32 16 8 4 2 1 十进制值 子网数
ARP请求B物理地址 包含In2/MACn2
ARP缓存
In2 MACn2
ARP缓存
ARP缓存
IPA MACA
回应包含IPB/MACB
In1 MACn1
IPB MACB
回应包含In
B 网络2
转换步骤： ① A利用ARP获得路由器R接口1的物理地址 ② A把报文发给路由器R的接口1 ③ R从接口2使用ARP获得B的物理地址 ④ R把报文从接口2转发给B
3.1 Internet地址
问题一: 为什么要进行编址？ 统一 — Internet是由通过路由器互联的多
个物理网络构成，不同物理网络的物理地址格 式不同。为了解决网络互联，IP层必须屏蔽物 理地址的差异，提供一种统一的编址方式。
问题二：什么是地址？ 标识符 — 用于标识系统中的实体。
问题三：标识哪些东西？ 名字 — 标识对象是什么 地址 — 标识对象在哪里 路径 — 怎样到达标识对象
子网总结
– 用于把一个大型的网络划分为若干小型网络 – 使用子网编码来区分子网号和主机号 – Internet上的Router不需要知道子网掩码的信息 – 组织内的Router负责解释子网掩码