第3章IP协议.ppt
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1、第三章 IP协议RFC791TCP/IP详解卷1:CH3、CH11、CH12,主要内容,3.1 IP地址3.2 子网和子网掩码3.3 IP数据报3.4 IP选路3.5 IP的分片处理和重组处理3.6 IP组播技术3.7 IP的未来课下作业,3.1 IP 地址,255,255,255,255,点十进制,最大值,Network,Host,32 bits,IP 地址,255,255,255,255,点十进制,最大值,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,二进制,32 bits,1,8,9,16,17,24,25,
2、32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,IP 地址,255,255,255,255,点十进制,最大值,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,10101100,00010000,01111010,11001100,二进制,32 bits,172,16,122,204,举例十进制,二进制,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,A类:B类:C类:D类:E类:,IP 地址分类,8
3、 bits,8 bits,8 bits,8 bits,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0
4、,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节,net-id24 bit,host-id
5、24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多
6、播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit
7、,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为
8、今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,D 类地址是多播地址,net-id24 bit,host-id24 bit,net-id16 bit,net-id8 bit,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 bit,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,E 类地址保留为今后使用,十进制与二进制的转换,00000000=010000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=248111111
9、00=25211111110=25411111111=255,128 6432168421,各类IP 地址的范围,1,A:,位,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,范围(1-126),1,B:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,范围(128-191),1,C:,110NNNNN,Network,Network,Host,8,9,16,17,24,25,32,范围(192-223),1,D:,1110MMMM,Multicast Group,Multicast Group,Multicas
10、t Group,8,9,16,17,24,25,32,范围(224-239),主机地址,172.16.2.2,172.16.3.10,172.16.12.12,10.1.1.1,10.250.8.11,10.180.30.118,E1,172.16,12,12,Network,Host,.,.,Network,Interface,172.16.0.010.0.0.0,E0E1,Routing Table,172.16.2.1,10.6.24.2,E0,11111111,可用的主机地址,172 16 0 0,10101100,00010000,00000000,00000000,16151413
11、121110 9,87654321,Network,Host,00000000,00000001,11111111,11111111,11111111,11111110,.,.,00000000,00000011,11111101,1,2,3,65534,65535,65536,-,.,2,65534,N,2N-2=216-2=65534,IP地址的特点,由因特网编号授权委员会INAN(Internet Assigned Number Authority)统一分配非等级的地址结构一个主机同时连到两个网络上多接口主机IP地址同时指明主机和网络用转发器和网桥连接起来的若干局域网具有相同的网络号所有
12、分配到网络号的网络都是平等的主机号置全0可用来指明单个网络的地址,特殊IP地址,网络地址 主机号部分为全0,用来表示一个网络,而不是连接到该网络的主机,该地址不能在IP包中出现。如:128.1.0.0表示一个B类网络128.1直接广播地址 主机号部分为全1,该地址作为目的地址时表示发给一个网络中的所有主机,但只有单个包通过互联网到达该网络,然后送达该网络中的所有主机。如:目的地址为128.1.255.255的包是发给一个B类网络128.1中的所有主机。,有限广播地址 255.255.255.255 表示在本网络中的一次广播。本机地址 0.0.0.0 当计算机启动时能自动获得它的IP地址,但,启
13、动协议也使用IP来通信。当使用这个启动协议时,计算机不可能支持一个正确的IP源地址,为了处理这一情况,用0.0.0.0 指本计算机。,回送地址 127.*.*.*用于测试网络应用程序,当一个应用程序发送数据给另一个应用程序时,数据向下穿过协议栈到达IP软件,IP软件把数据向上通过协议栈返回第二个程序。因此,程序员可以很快地在一台计算机上测试程序逻辑,而无需两台计算机,也无须通过网络发送包。根据习惯,经常使用主机号1,所以常见的回送地址是127.0.0.1,特殊IP地址小结,保留IP地址,为了解决IP地址缺乏问题,IANA在RFC1918中规定:保留一些IP地址空间,用于私有网内,不在公共网内存
14、在。10.0.0.0/8172.1631.0.0/16192.168.0.0/24,3.2 子网和子网掩码,IP地址的设计不合理,不够用,浪费,将IP地址扩展(IPV6),划分子网,全1,全0,子网掩码,网络 172.16.0.0,172.16.0.0,不划分子网的IP地址,172.16.0.1,172.16.0.2,172.16.0.3,.,172.16.255.253,172.16.255.254,Network 172.16.0.0,划分子网的IP地址,172.16.1.0,172.16.2.0,172.16.3.0,172.16.4.0,子网的寻址,172.16.2.200,172.1
15、6.2.2,172.16.2.160,172.16.2.1,172.16.3.5,172.16.3.100,172.16.3.150,E0,172.16,Network,Network,Interface,172.16.0.0172.16.0.0,E0E1,New Routing Table,2,160,Host,.,.,172.16.3.1,E1,子网的寻址,172.16.2.200,172.16.2.2,172.16.2.160,172.16.2.1,172.16.3.5,172.16.3.100,172.16.3.150,172.16.3.1,E0,E1,172.16,2,160,Net
16、work,Host,.,.,Network,Interface,172.16.2.0172.16.3.0,E0E1,New Routing Table,Subnet,子网掩码,255,255,0,0,IP地址,缺省的子网掩码,有8位子网号的子网掩码,Network,Host,Network,Host,Network,Subnet,Host,11111111,11111111,00000000,00000000,划分子网要付出代价,一个B类地址本来可容纳216-2=65534台主机划出6位子网号后最多可有:26-2=62个子网 每个子网最多可有210-2=1022台主机 共容纳621022=63
17、364台主机比划分子网前少容纳 65534-63364=2170台主机,不划分子网的子网掩码,A类,255.0.0.0,255.255.0.0,255.255.255.0,石油大学202.194.145.属于C类地址,没划分子网,故子网掩码为 255.255.255.0,B类,C类,子网规划,Other subnets,192.168.5.16,192.168.5.32,192.168.5.48,20 个子网每个子网内5 个主机C 类地址:192.168.5.0,无类路由选择CIDRClassless Inter-Domain Routing,用来解决两类问题:主干网路由表的增长聚合路由,使属
18、于同一个AS的多个地址映射到一个地址上。IP地址不够用合理分配网络号和主机号的长度,使得IP地址被充分利用。关键技术:在IP地址和路由表中变长前缀之间有效地找到最长匹配参考网站:http:/,有类和无类路由协议,3.3 IP 数据报,首部,数据,前一部分:20字节的固定首部,后一部分:长度可变的选项字段、填充,比特 0 4 8 16 19 24 31,固定部分,可变部分,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,服 务 类 型,总 长 度,片 偏 移,填 充,首 部 检 验 和,源 地 址,目 的 地 址,可 选 字 段(长 度 可 变),比特,首部长度
19、,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,优 先 级,数 据 部 分,比特,数 据 部 分,首 部,传送,IP 数据报,发送在前,可变部分,首部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,服 务 类 型,总 长 度,片 偏 移,填 充,首 部 检 验 和,源 地 址,目 的 地 址,可 选 字 段(长 度 可 变),比特,首部长度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,优 先 级,数 据 部 分,比特,数 据 部 分,首 部,传送,IP 数据报,首部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,
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- 第3章 IP协议 IP 协议
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