网络基础课件NET17第6章:网络层.ppt
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1、第六章 网络层,1,复习上章内容,1、决定局域网特性的三要素网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法 2、从采用介质访问控制方法角度,局域网可分为共享介质式局域网、交换式局域网3、局域网交换机的工作原理端口MAC地址映射表交换控制中心实现连接到交换机端口的结点之间的多个并发连接4、VLAN交换技术的发展成为VLAN发展的基础,什么叫VLAN,VLAN与LAN有何主要区别?5、10GE已经成为现代校园的主干网首选,100GE已经在研究中。10GE成功应用解决了广域网与局域网的瓶颈。6、WLAN成为现代办公网络的主要接入方式,第六章 网络层,2,10万兆以太网发展趋势!,2006年下半年IEEE着手制
2、定100G标准 2007年7月IEEE确定开发一项包括40G和100G以太网的标准802.3ba 2009年年底40G和100G以太网设备研发产品出货 2010年6月17日融合40G/100G的IEEE 802.3ba规范获得批准 2015年百万兆速率以太网将成为现实,Cisco CRS-3单端口10万兆以太网接口模块,IP下一代网络(NGN)中的视频和多媒体正在从各个方面逐步取代分组数据通信,对当前使用的公共网络和专用网络的架构基础提出了更高的挑战。作为medianet(媒体感知型Cisco IP NGN)的组成部分,它的工效设计达到了业界领先水平,将能耗、散热和机架空间资源降至最少,并提供
3、可灵活承载丰富业务的带宽容量。,第六章 网络层,3,新闻:切客(未来510年互联网淘金点?),在拍客、秒杀客、团客之后,一个全新的名词“切客”开始出现。伴随着3G网络、智能手机的广泛应用,在通信业和互联网巨头的强力推进下,中国“切客”浪潮正在悄然兴起。切客:源自英文check in,他们是热衷于用一种LBS(Location Based Services)基于地理位置服务的手机移动互联网软件即时记录生活轨迹的都市潮人。他们通过软件发现并探索身边的城市,并与他人分享此地的精彩图片和攻略。他们是移动互联网时代的潮流引领者,让互联网应用从虚拟走向现实,影响并改变每个人的生活。互动百科网的解释:切客就
4、是通过手机向他人分享餐厅或商场的地理位置,可获消费优惠。“切客”是国内手机网民为LBS(Location Based Service,基于地理位置的服务)取的中文名,因为LBS典型的应用是Check in(签到)。国内互联网巨头近来纷纷推出LBS,据艾媒市场咨询研究数据显示,过去三年,中国LBS个人“切客”应用市场规模保持快速增长态势,2008年的市场规模为3.35亿元,2009年突增为6.44亿元,到了2010年,这一数据改写为9.98亿元。随着移动互联网的兴起,越来越多的用户不再满足于打电话发短信的生活方式,如何寻找更便利的潮流方式,自然成了这个群体用户的期待。LBS经Google Map
5、的推广后在国外一直风起云涌。近两年随着智能手机逐步走向潮流,基于手机互联网的地理位置的应用也逐步走向社区化和实用化。,切客网http:/,在信息大爆炸的世纪,每天要面对和处理的信息多如牛毛,哪些是真哪些是假,无从辨别;在物质极度丰富的时代,在迷眼于琳琅满目的商品时、迷惘于五花八门的广告时,无所适从。非常希望能找个地方,问问经历过的人,听听他真实的体验。“切客网”正是为大家提供记录生活经验积累、消费体验的平台,把你的生活体验和你所知产品的消费体验写下来与大家分享,当所有人都来记录时,相信这里会成为我们生活的“经验库”,购物的“导向先锋”,而你也已成为了切客一员-。也许个体的力量是渺小的,但请相信
6、网络的力量能让弱势的我们团结强大起来。“切客网”意义和宗旨:让“切客”无处不在,让每一次选择无怨无悔。,第6章 网络层,第六章 网络层,7,本章学习要求:理解:网络层与网络互联的基本概念掌握:IP地址的基本概念与分类方法掌握:IP分组的交付与路由选择的概念掌握:Internet路由选择协议的概念掌握:IP协议的基本内容掌握:地址解析的基本概念与方法掌握:路由器与第三层交换的基本概念掌握:网络层互联设备掌握:IP地址的子网规划了解:Internet控制报文协议ICMP与组 管理协议IGMP,第六章 网络层,8,6.1 网络层与网络互联的基本概念,6.1.1 网络层基本概念 网络层主要任务:通过路
7、由选择算法,为分组通过通信子网选择最适当的路径;网络层使用数据链路层的服务,实现路由选择、拥塞控制与网络互联等基本功能,向传输层的端一端传输连接提供服务。,第六章 网络层,9,6.1.2 网络互联基本概念,网络互联:利用网桥、路由器、网关等互联 设备将两个及两个以 上的网络相互联接起 来构成的系统。INTERNET网:就是用路由器连接起来的互联网络,也属于WAN。VPN:(Virtual Private Network)虚拟专用网,是通过因特网建立一个临时的、安全的连接,为用户提供专用网的所有各种功能。,第六章 网络层,10,6.1.3 网络互联的层次及设备,网络互连实质上是网络协议之间的转换
8、。网络体系结构层次不同,使用的互连设备也不同。互连层次主要有:物理层互连 互联设备:中继器、转发器、集线器、光纤收发器完成对信号的再生和放大,延长网络距离,或者对光电信号进行转换。(同一冲突域、同一广播域)数据链路层互连互联设备:网桥、二层交换机网桥起到数据接收、地址过滤、数据转发的作用。主要用于隔离冲突的网段。(隔离冲突域、同一广播域)交换机除了具有网桥的功能外,更重要的是用硬件实现多对结点同时通信与数据交换。(隔离冲突域:每个端口都是一个冲突域;默认情况下所有端口处于同一广播域,设置VLAN时,有多少个VLAN,就有多少个广播域。),第六章 网络层,11,6.1.3 网络互联的层次及设备(
9、续),网络层互连?互联设备:路由器、三层交换机主要用于LAN、MAN之间的连接。隔离冲突域、隔离广播域高层互连?互联设备:网关、多层交换机传输层以上协议层的网络之间互连,如应用网关等。(隔离异构网:用于连接不同类型、不同协议的网络),第六章 网络层,12,6.2 IP地址,6.2.1 IP地址的基本概念 有关IP地址的概念你知道多少?:大型的互连网络中需要有一个全局的地址系统,它能够给每一台主机或路由器的网络连接分配一个全局惟一的地址;TCP/IP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址;IP v.4中IP地址是一个32位的二进制地址;IP v.6中IP地址是一个128位的二进制地址;网络中的
10、每一个主机或路由器至少有一个IP地址;在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址;如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网络,那么它可以拥有两个或多个IP地址。,第六章 网络层,13,IP地址处理方法演变的过程,1985年,第六章 网络层,14,IP地址结构,IP 地址长度为32位IP地址采用二级分级结构;IP地址是由网络号(net ID)与主机号(host ID)两部分组成的;,第六章 网络层,15,发送分组的主机 源主机 源IP地址 源MAC地址接收分组的主机 目的主机 目的IP地址 目的MAC地址,第六章 网络层,16,6.2.2 标准IP地址分类二级结构:网络号字段+主机
11、号字段,第六章 网络层,17,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,A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节,第六章 网络层,18,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,ho
12、st-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,第六章 网络层,19,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,C 类地址的网络号字
13、段 net-id 为 3 字节,第六章 网络层,20,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,A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节,第六章 网络层,21,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
14、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,第六章 网络层,22,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,
15、0,1,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,第六章 网络层,23,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,D 类地址是多播地址,第六章 网络层,24,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
16、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,第六章 网络层,25,IP地址表示方法:点分十进制记法,第六章 网络层,1,A类:,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,(1-127),1,B类:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,(128-191),1,C类:,110NNNNN,Network,Network,Hos
17、t,8,9,16,17,24,25,32,(192-223),1,D类:,1110MMMM,多播组,多播组,多播组,8,9,16,17,24,25,32,(224-239),IP地址的分类汇总及网络号第1字节范围,11110MMM,reservation,reservation,reservation,(240-247),E类:,1,8,9,16,17,24,25,32,第六章 网络层,27,标准IP地址的主机地址范围,第六章 网络层,28,A类IP地址特点,A类IP地址的网络ID长度为7位,主机ID长度为24位;A类IP地址范围:0.0.0.0127.255.255.255;A类网络ID(0
18、*):理论上 有27=128 个,但网络ID为全0和全1(用十进制表示为0与127)的两个地址保留用于特殊目的,实际允许有126个不同的A类网络;实际有效网络ID范围:1126,共有27-2=126个每个A类网络中的主机ID:理论上有224=16 777 216 个主机IP为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的;每个A类网络ID实际有效的主机ID有224-2=16 777 214个A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。,第六章 网络层,29,B类IP地址特点,B类IP地址的网络ID长度14位,主机ID长度16位;B类IP地址范围:128.0.0.0191.255.255.255;B类网络
19、ID(10*):214=16384个不同的B类网络;前两个字节:128.0 191.255每个B类网络中主机ID:长度为16位,有216=65536个,除去全0和全1的特殊用途实际一个B类网络:允许使用216-2=65534个主机ID;B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织使用。,第六章 网络层,30,C类IP地址特点,C类IP地址的网络ID长度:21位,主机ID长度:8位;C类IP地址是从:192.0.0.0 223.255.255.255;C类网络ID(110*)长度为21位,因此允许有221=2097152个不同的C类网络;前三个字节:192.0.0.223.255
20、.255每个C类网络中主机ID:长度为8位,每个C类网络的主机地址数最多为28=256个,除去全0和全1的特殊用途。实际允许连接28-2=254个主机或路由器;C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。,第六章 网络层,31,三类 IP 地址的使用范围汇总,第六章 网络层,32,D类和E类IP地址,D类IP地址不标识网络;地址范围:224.0.0.0239.255.255.255 用于其他特殊的用途,如多播地址Multicasting;E类IP地址暂时保留;地址范围:240.0.0.0247.255.255.255;用于某些实验和将来使用。,第六章 网络层,33,IP地址分类练习,地址,类
21、别,网络,主机,10.2.1.1,128.63.2.100,201.222.5.64,192.6.141.2,130.113.64.16,256.241.201.10,第六章 网络层,34,IP地址分类练习(答案),地址,类别,网络,主机,10.2.1.1,128.63.2.100,201.222.5.64,192.6.141.2,130.113.64.16,256.241.201.10,A,B,C,C,B,Nonexistent,10.0.0.0,128.63.0.0,201.222.5.0,192.6.141.0,130.113.0.0,0.2.1.1,0.0.2.100,0.0.0.64
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