第2章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

1、第2章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2.1 OSI參考模型2.2 TCPIP協(xié)議2.3 IP地址與子網(wǎng)掩碼2.4 IPv6協(xié)議實驗：IP地址分配和IP地址信息設(shè)置 2.1 OSI參考模型參考模型OSI參考模型參考模型n全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得不同網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的用戶迫切要求能夠互相交換信息。n為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互連，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 于 1977 年成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問題。n就提出了一個試圖使各種計算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM（ Open Systems Interconnection Reference Model），簡稱為 OS

2、I。OSI參考模型參考模型n“開放”是指只要遵守OSI 標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循著同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。這一點(diǎn)很像世界范圍的電話和郵政系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)都是開放系統(tǒng)n“ 系統(tǒng)”是指在現(xiàn)實的系統(tǒng)中與互連有關(guān)的各部分。分層原則n在 1983 年形成了開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型的正式文件，即著名的 ISO7498 國際標(biāo)準(zhǔn)。nOSI 參考模型將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為 7 層，其分層原則如下q根據(jù)不同層次的抽象分層。q每層應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)一個定義明確的功能。q每層功能的選擇應(yīng)該有助于制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)。q各層邊界的選擇應(yīng)盡量減少跨過接口的通信量。q層數(shù)應(yīng)足夠多，以避免不同的功能混雜

3、在同一層中，但也不能太多，否則體系結(jié)構(gòu)會過于龐大。OSI 7層參考模型nAPDU 是應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ Application Protocol Data Unit ）；nPPDU 是表示層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Presentation Protocol Data Unit ）；nSPDU 是會話層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Session Protocol Data Unit）；nTPDU （Transport Protocol Data Unit）傳輸層協(xié)議數(shù)據(jù)單元，我們叫做“段”或“報文”；n網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，我們叫“包”或“分組”；n數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，我們叫“幀”；n物理層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，我們

4、叫“比特”；名稱主要功能功能概述應(yīng)用層做什么處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用表示層翻譯數(shù)據(jù)表示會話層輪到誰講話，從何處講互聯(lián)主機(jī)通信傳輸層對方在何處端到端連接網(wǎng)絡(luò)層走那條路可以到達(dá)尋址和最短路徑數(shù)據(jù)鏈路層每步如何走（內(nèi)容和地址）接入介質(zhì)物理層怎樣利用物理傳輸介質(zhì)二進(jìn)制傳輸物理層n功能：（1）確定傳輸性質(zhì)的介質(zhì)規(guī)格n（2）將數(shù)據(jù)以實體呈現(xiàn)n（3）確定接口規(guī)格n無論哪種通信，通信雙方最終都得通過實體的通信介質(zhì)來連接，如同軸電纜，雙絞線，無線電波等。而不同的介質(zhì)有不同的特性，所以在傳送0和1的數(shù)字信息之前，可能要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，講數(shù)字信息轉(zhuǎn)變?yōu)楣饷}沖或電脈沖，這些轉(zhuǎn)換和傳輸工作就由物理層負(fù)責(zé)。此外，傳輸帶寬、工作脈沖、電壓高

5、低、相位等細(xì)節(jié)也在此層確定。n協(xié)議：物理層接口協(xié)議實際上是DET、DCE或其他通信設(shè)備之間的一組約定，只要解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與物理信道如何連接的問題。比如RS-232（EIA-232），以及調(diào)制解調(diào)器的V.90，V.92。n設(shè)備：連接介質(zhì)、中繼器、集線器。數(shù)據(jù)鏈路層n功能（1）同步：網(wǎng)絡(luò)上不同廠商的設(shè)備不能保證所有設(shè)備都能同步操作，因此，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在傳送數(shù)據(jù)時要進(jìn)行連接同步化，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。n（2）檢測：接收端收到數(shù)據(jù)后，先檢查該數(shù)據(jù)的正確性，再決定是否繼續(xù)處理。n（3）介質(zhì)訪問控制方法：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上有很多設(shè)備都要傳輸數(shù)據(jù)時，要確定其優(yōu)先級。n協(xié)議：數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議分為同步協(xié)議還有異步協(xié)議。

6、同步協(xié)議中最重要的就是面向比特的HDLC協(xié)議。n設(shè)備：網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)層n功能（1）定址：在網(wǎng)絡(luò)世界，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個獨(dú)一無二的名稱或地址才能相互訪問和傳輸數(shù)據(jù)。至于究竟采用名稱還采用地址、命名時有何限制、如何分配地址這些工作都由網(wǎng)絡(luò)層決定。n（2）選擇路徑：在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑，使源計算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠通過所選擇的路徑到達(dá)目的計算機(jī)。n路由選擇的算法：靜態(tài)路由算法和動態(tài)路由算法。n設(shè)備：路由器和三層交換機(jī)。傳輸層n傳輸層是 OSI 七層模型中唯一負(fù)責(zé)端到端進(jìn)程（process）間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。n（1）編定序號：當(dāng)所要傳送的數(shù)據(jù)量很大時，會將數(shù)據(jù)切割成多段較小

7、的數(shù)據(jù)，而每段傳送出去的數(shù)據(jù)未必能遵循“先傳先到”的原則，因此，必須在每段數(shù)據(jù)上編號，一邊接收后能還原。n（2）控制數(shù)據(jù)流量：當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生堵塞時進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。n（3）檢測與處理錯誤：這里檢測的方式不一定和數(shù)據(jù)鏈路層相同，因為兩者完全獨(dú)立。一旦發(fā)生錯誤也不一定要求對方重送。例如，TCP會要求對方重送，但UDP不會要求對方重送。會話層n會話層是負(fù)責(zé)通信雙方在正式開始傳輸前的溝通，目的在于建立傳輸時所遵循的規(guī)則，使傳輸更順暢、有效。溝通的議題包括使用單工、半雙工和全雙工的傳送模式。對如何發(fā)起傳輸、如何結(jié)束傳輸、傳輸參數(shù)的設(shè)置等會話層提供了令牌管理和同步兩種服務(wù)功能。表示層n（1）內(nèi)碼轉(zhuǎn)換：在鍵盤上

8、輸入的任何數(shù)據(jù)到了計算機(jī)內(nèi)部都會轉(zhuǎn)化為代碼，這種內(nèi)部使用的代碼成為內(nèi)碼。如今絕大多數(shù)計算機(jī)都是使用ASCII碼為內(nèi)碼，可是有的計算機(jī)不是，這樣就必然會混亂。遇到這種情況，表示層協(xié)議就可以在傳輸前或接收后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成接收端使用的內(nèi)碼。n（2）壓縮與解壓縮：為了提高傳輸?shù)男剩瑐鬏敹丝稍趥鬏斍皩?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，而接收端則在接到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解壓縮。但實際上有些應(yīng)用層的軟件也能將這個工作做得更快更好，所以這項工作反而由應(yīng)用層來做。n（3）加密與解密。應(yīng)用層n應(yīng)用層是 OSI 參考模型中的最高層，是用戶和網(wǎng)絡(luò)的接口。負(fù)責(zé)為用戶的應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括為相互通信的應(yīng)用程序或進(jìn)程之間建立連接、進(jìn)行同步，建

9、立關(guān)于錯誤糾正和控制數(shù)據(jù)完整過程的協(xié)商等。n作為 OSI 模型的最高層，應(yīng)用層不為其他任何 OSI 層提供服務(wù)，只為 OSI 模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。為此，應(yīng)用層包含了不同的應(yīng)用與應(yīng)用支撐協(xié)議，例如：文件傳輸、電子郵件、虛擬終端、網(wǎng)頁瀏覽等。在實際操作中，大多數(shù)是化身為功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序，如IE等，有些功能強(qiáng)大的程序甚至涵蓋了會話層和表示層的功能，因此，OSI模型的上3層的分界較為模糊，很難將某一產(chǎn)品歸類于某一層。OSI模型的運(yùn)作方式n數(shù)據(jù)由傳輸端的最上層產(chǎn)生，由上層向下層傳送。每進(jìn)過一層，都在前端增加一些該層的專用信息，這些信息稱為報頭，然后才傳給下一層，可將加上的報頭看成是套上了一個信

10、封，所以，數(shù)據(jù)到達(dá)最底層時已經(jīng)套上了7個信封，然后通過網(wǎng)線、電話線、光纖等介質(zhì)傳送到接收端。n接收端接到數(shù)據(jù)后，從最底層向上傳輸，每進(jìn)過一層就脫掉一個信封，直到最上層。習(xí)題：知識擴(kuò)展：n1、并行和串行通信n2、異步與同步通信n3、單工、半雙工、全雙工2.2 TCPIP協(xié)議協(xié)議TCPIP協(xié)議概述nTCP/IP 是 OSI 模型之前的產(chǎn)物，因此兩者間不存在嚴(yán)格的層對應(yīng)關(guān)系。nTCP/IP協(xié)議實際上是一個協(xié)議簇。TCPIP協(xié)議4層模型網(wǎng)絡(luò)訪問層n網(wǎng)絡(luò)訪問層又叫網(wǎng)絡(luò)接口層，與OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相對應(yīng)。其功能是接收和發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)打交道。事實上， TCP/IP本身并

11、未定義該層的協(xié)議，而由參與互聯(lián)的各網(wǎng)絡(luò)使用自己的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然后與TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行連接。目的是能夠適應(yīng)個類型的網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、ATM、幀中繼等，這說明TCP/IP協(xié)議可以運(yùn)行在各種網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)際層nTCP/IP 模型中的網(wǎng)際層在功能上相當(dāng)于OSI 參考模型中的網(wǎng)絡(luò)層。負(fù)責(zé)將原主機(jī)發(fā)送的分組獨(dú)立地送往目標(biāo)主機(jī)，源主機(jī)與目標(biāo)主機(jī)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中，也可以在不同的網(wǎng)絡(luò)中。n功能主要包括三方面：n1、處理來自傳輸層的請求，收到請求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇去往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。2、處理輸入的數(shù)據(jù)報，檢查其合法性，然后進(jìn)行路由選擇。

12、假如該數(shù)據(jù)報已經(jīng)到達(dá)信宿本機(jī)，則去掉報頭，將剩下的部分交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議，假如該數(shù)據(jù)報尚未到達(dá)信宿，即轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。3、處理路徑、流量控制、擁塞等問題。n主要協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議（IP）、地址解析協(xié)議（ARP）、反向地址解析協(xié)議（RARP）互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）。傳輸層n傳輸層負(fù)責(zé)在源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的兩個對等應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的數(shù)據(jù)通信。對信息留具有調(diào)節(jié)作用，提供可靠的傳輸，確保數(shù)據(jù)能正確到達(dá)。n該層主要定義兩個協(xié)議：TCP（提供可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)）和UDP（提供不可靠的無連接的數(shù)據(jù)傳輸）應(yīng)用層n應(yīng)用層涉及為用戶提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用并為這些應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)支撐服務(wù)。n由于 TCP/IP 將

13、所有與應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容都?xì)w為一層，因此該層涉及處理高層協(xié)議、數(shù)據(jù)表達(dá)和會話控制等任務(wù)。nFTP TELNET DNS SMTP POP32.3 IP地址與子網(wǎng)掩碼地址與子網(wǎng)掩碼IP地址的用途nIP 地址是用于標(biāo)識特定主機(jī)的邏輯網(wǎng)址。為了與 Internet 上的其它設(shè)備進(jìn)行通信，它必須唯一。nIP 地址將分配給連接到主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)接口卡 (NIC) 。具有網(wǎng)絡(luò)接口的最終用戶設(shè)備包括工作站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)和 IP 電話等。某些服務(wù)器可以有多塊網(wǎng)卡，其中每塊網(wǎng)卡都有各自的 IP 地址。協(xié)助 IP 網(wǎng)絡(luò)連接的路由器接口也需具有 IP 地址。n通過 Internet 發(fā)送的每個數(shù)據(jù)包都有源 IP 地址

14、和目的 IP 地址。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須了解這些參數(shù)，才能確保信息到達(dá)目的設(shè)備，并確保所有應(yīng)答都能返回源設(shè)備。IP地址結(jié)構(gòu)nIP 地址就是 32 個二進(jìn)制位的數(shù)字串。二進(jìn)制 IP 地址非常難于閱讀。為此，人們以 8 個位為一組，將這 32 個位劃分為四個八位字節(jié)，稱為點(diǎn)分十進(jìn)制記法。IP地址結(jié)構(gòu)IP地址的組成部分n32 位邏輯 IP 地址具有層次性，由兩個部分組成。第一部分標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)，第二部分則標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。這兩部分在 IP 地址中缺一不可。n以 IP 地址為 7 的主機(jī)為例，前三個八位字節(jié) (192.168.18) 標(biāo)識該地址的網(wǎng)絡(luò)部分，最后一個八位字節(jié) (57) 標(biāo)識主機(jī)

15、。這稱為分層尋址 網(wǎng)絡(luò)部分表明了每個唯一的主機(jī)地址位于哪個網(wǎng)絡(luò)中。路由器只需知道如何到達(dá)每個網(wǎng)絡(luò)，而不需要知道每臺主機(jī)的位置。n分層網(wǎng)絡(luò)的另一個例子是電話系統(tǒng)。電話號碼中的國家代碼、地區(qū)代碼和交換局代表網(wǎng)絡(luò)地址，而其余的數(shù)字則代表本地的電話號碼。 IP地址分類nIP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號兩部分組成。n將IP 地址的 4 個字節(jié)劃分為 2個部分，一部分用以標(biāo)明具體的網(wǎng)絡(luò)段，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識；另一部分用以標(biāo)明具體的節(jié)點(diǎn)，即主機(jī)標(biāo)識。nIP地址分為A、B、C、D、E 5類。0 1 2 3 7 8 1516 2324 31A0 網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址B1 0 網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址C1 1 0 網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址D1

16、 1 1 0 組播地址E1 1 1 1 保留地址 A類地址nA類地址：第一個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)地址。范圍是從“00000000”到“01111111”，即當(dāng)?shù)?個8位組地址是在0127范圍內(nèi)的都是A類地址。但是IP地址“0000”作為目標(biāo)地址，沒有實際意義，不使用。IP地址“127（ 01111111 ）. xyz”，其中的“x”、“y”、“z”是0- 255中的任意一個數(shù)，用作回路測試（后頁有說明） 。所以共有128-2=126個（范圍是從1“00000001”到126“01111110”）A類地址。n主機(jī)地址部分：后三個字節(jié)做主機(jī)地址。其中，主機(jī)地址全0為網(wǎng)絡(luò)地址；全1用來做本網(wǎng)廣播地址（后頁有

17、說明），所以每個A類地址內(nèi)可以包含224-2個設(shè)備。特殊的IP地址：n網(wǎng)絡(luò)地址：主機(jī)地址為全“0”的地址是用來指定該網(wǎng)絡(luò)段的地址。n（定向）廣播地址：主機(jī)地址為全“1”的地址是保留作為定向廣播，即定向廣播到該網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)的所有主機(jī)。注：上兩個IP地址不能做實際的IP地址使用。n回送地址： 用于測試網(wǎng)卡或TCP/IP協(xié)議是否正常。I網(wǎng)絡(luò)地址部分為127的IP地址都是回送地址。但是和55不能作回送地址，因為這兩個地址的主機(jī)段為全0和全1，所以不能作實際使用的地址。所以只有54可以使用，一般我們用測

18、試。B類地址n網(wǎng)絡(luò)地址：B類地址的網(wǎng)絡(luò)地址是用前2個8位組作為網(wǎng)絡(luò)地址。第1個8位組地址范圍是從“10000000”到“10111111”，即當(dāng)?shù)?個8位組地址是在128191范圍內(nèi)的都是B類地址，所以共有64256（網(wǎng)絡(luò)地址的第2個8位全0到全1，即28）=16384個B類地址。n主機(jī)地址：后面的2個8位組地址都是分配給相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的本地設(shè)備的。每個B類地址內(nèi)可以包含216-2個設(shè)備，即65536-2= 65534個。為什么減2？和A類地址同樣的道理C類地址n網(wǎng)絡(luò)地址： C類地址的網(wǎng)絡(luò)地址是用前3個8位組作為網(wǎng)絡(luò)地址的。網(wǎng)絡(luò)地址的第1個8位組地址范圍是從“11000000”到“11011111

19、”，即當(dāng)?shù)?個8位組地址是在192223范圍內(nèi)的都是C類地址，所以共有32256 （網(wǎng)絡(luò)地址的第2個8位全0到全1，即28） 256 （網(wǎng)絡(luò)地址的第3個8位全0到全1，即28） =2097152個C類地址。n主機(jī)地址：每個C類地址內(nèi)可以包含28-2個設(shè)備，即256-2= 254個。為什么減2？和A類地址同樣的道理D類和E類地址n所有以244239（即IP地址的第一字節(jié)為11100000-11101111）開頭的地址都稱為D類地址，后三字節(jié)為（0.0.0-255.255.255）用作組播地址。在這種發(fā)送形式中，分組被發(fā)送給一系列的特別指定的主機(jī)。n所有以240247 （即IP地址的第一字節(jié)為11

20、110000-11111111）開頭的地址都被稱為E類地址，是保留未用的。公有和私有地址n直接連接到 Internet 的所有主機(jī)都需要唯一的公有 IP 地址n有限，因此存在 IP 地址分配殆盡的風(fēng)險。解決此問題的一個辦法是保留一些私有地址，僅供組織在內(nèi)部使用。這樣，組織內(nèi)部的主機(jī)無需唯一的公有 IP 地址就能夠相互通信。nRFC 1918 標(biāo)準(zhǔn)在 A、B 和 C 類每個類別中都保留數(shù)個地址范圍。如表所示，這些私有地址范圍包含1個 A 類網(wǎng)絡(luò)、16 個 B 類網(wǎng)絡(luò)和 256 個 C 類網(wǎng)絡(luò)。這為網(wǎng)絡(luò)管理員分配內(nèi)部地址提供了極大的靈活性。公有和私有地址n私有地址（private addresse

21、s）是保留并由于未連到Internet的地址。共有1個A類地址，16個B類地址和256個C類地址被用作私有地址。類IP地址范圍網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)數(shù)A - 55101B - 55172.16 172.3116C - 55192.168.0 192.168.255256公有和私有地址n規(guī)模非常大的網(wǎng)絡(luò)可以使用 A 類私有網(wǎng)絡(luò)，可容納 1600 萬以上的私有地址。n中型網(wǎng)絡(luò)可以使用 B 類私有網(wǎng)絡(luò)，提供的地址超過 65,000 個。n家庭和小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般使用單一的 C 類私有

22、地址，最多可容納 254 臺主機(jī)。n任何規(guī)模的組織均可在內(nèi)部使用一個 A 類網(wǎng)絡(luò)、16 個 B 類網(wǎng)絡(luò)或 256 個 C 類網(wǎng)絡(luò)。一般而言，許多組織使用的都是 A 類私有網(wǎng)絡(luò)。公有和私有地址n只要組織中的主機(jī)不與 Internet 直接連接，這些主機(jī)就可以在內(nèi)部使用私有地址。因此，多個組織可以使用相同的私有地址集。私有地址不能在 Internet 上路由，因此會被 ISP 的路由器阻擋。n由于私有地址只在本地網(wǎng)絡(luò)中可見，外部人員無法直接訪問私有 IP 地址，因此使用它們可以作為一種安全措施。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換n集成路由器從 ISP 接收公有地址，這使它能夠通過 Internet 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包。另

23、一方面，它又為本地網(wǎng)絡(luò)客戶端提供私有地址。由于 Internet 上不允許使用私有地址，因此需要通過某種過程將私有地址轉(zhuǎn)換為唯一的公有地址，本地客戶端才能在 Internet 上通信。n用于將私有地址轉(zhuǎn)換為可路由 Internet 地址的過程稱為網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT)。借助 NAT 可將私有（本地）源 IP 地址轉(zhuǎn)換為公有（全局）地址。傳入數(shù)據(jù)包的過程與之相反。通過 NAT，集成路由器將多個內(nèi)部 IP 地址轉(zhuǎn)換為同一公有地址。子網(wǎng)掩碼n子網(wǎng)掩碼用于表明 IP 地址的哪一部分代表網(wǎng)絡(luò)，哪一部分代表主機(jī)。n子網(wǎng)掩碼從左至右依次與 IP 地址逐位對比。子網(wǎng)掩碼中的 1 代表網(wǎng)絡(luò)部分；而 0 則代表

24、主機(jī)部分。n當(dāng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，會拿子網(wǎng)掩碼與自身 IP 地址和目的 IP 地址進(jìn)行比較。如果網(wǎng)絡(luò)部分的各個位相符，表示源主機(jī)和目的主機(jī)位于同一網(wǎng)絡(luò)中，因此數(shù)據(jù)包只需在本地傳送。 如果不相符，則發(fā)送方主機(jī)會將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到本地路由器接口，再由其轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)絡(luò)。IP地址和子網(wǎng)掩碼的交互方式n與 IP 地址一樣，子網(wǎng)掩碼的長度也是 32 位。子網(wǎng)掩碼從左至右依次與 IP 地址逐位對比。子網(wǎng)掩碼中的 1 代表網(wǎng)絡(luò)部分；而 0 則代表主機(jī)部分。 IP地址和子網(wǎng)掩碼的交互方式n要計算該網(wǎng)絡(luò)中可以存在的主機(jī)數(shù)量，可以 2 為底，以主機(jī)的位數(shù)為指數(shù)并求冪 (28 = 256)。必須從結(jié)果數(shù)字中減去 2 （25

25、6-2）。減 2 的原因在于主機(jī)部分全部為 1 的 IP 地址是該網(wǎng)絡(luò)的廣播地址，不能分配給具體的主機(jī)。主機(jī)部分全部為 0 則代表網(wǎng)絡(luò) ID，同樣不能分配給具體的主機(jī)。IP地址類和默認(rèn)子網(wǎng)掩碼nIP 地址劃分為 5 類。A 類、B 類和 C 類是商業(yè)類地址，可分配給主機(jī)。D 類保留供組播使用，而 E 類則用于實驗用途。nC 類地址使用三個八位字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)部分，一個表示主機(jī)。默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為 24 位 ()。C 類地址通常分配給小型網(wǎng)絡(luò)。nB 類地址使用兩個八位字節(jié)代表網(wǎng)絡(luò)部分，另兩個代表主機(jī)。默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為 16 位 ()。這些地址一般用于中型網(wǎng)絡(luò)

26、。nA 類地址僅以一個八位字節(jié)代表網(wǎng)絡(luò)部分，其余三個代表主機(jī)。默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為 8 位 ()。這些地址一般分配給大型組織。 IP地址類和默認(rèn)子網(wǎng)掩碼變長子網(wǎng)掩碼n為方便管理，有時需要將一個網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個較小的網(wǎng)絡(luò)，這樣可以控制廣播域。分割成的較小部分叫子網(wǎng)。n子網(wǎng)地址是由本網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理員來分配。網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)地址主機(jī)地址子網(wǎng)的劃分變長子網(wǎng)掩碼n舉例：有個B類網(wǎng)，分別借用8位主機(jī)地址和3位主機(jī)地址作為子網(wǎng)地址來劃分子網(wǎng)。十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機(jī)號IP地址172165010410101100 000100000011001001101000子網(wǎng)掩碼255

27、255255011111111 111111111111111100000000子網(wǎng)地址1721650010101100 000100000011001000000000十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機(jī)號IP地址172165010410101100 000100000011001001101000子網(wǎng)掩碼255255224011111111 111111111110000000000000子網(wǎng)地址1721632010101100 000100000010000000000000借用8位主機(jī)地址時子網(wǎng)地址的計算借用3位主機(jī)地址時子網(wǎng)地址的計算子網(wǎng)子網(wǎng) 2進(jìn)制進(jìn)制子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址 10進(jìn)制進(jìn)制子網(wǎng)

28、地址子網(wǎng)地址2進(jìn)制主機(jī)地址范圍進(jìn)制主機(jī)地址范圍10進(jìn)制主機(jī)地址范圍進(jìn)制主機(jī)地址范圍1000172160000000000000011111111111110031255200117216320000000000000111111111111132063255301017216640000000000000111111111111164095255401117216960000000000000111111111111196012725551001721612800000000000001111111111111128015925561011721616000000000000001111111

29、1111111600191255711017216192000000000000011111111111111920223255811117216224000000000000011111111111112240255255借用3位主機(jī)地址時子網(wǎng)的劃分IP 地址分配方式靜態(tài)靜態(tài)n采用靜態(tài)方式分配時，網(wǎng)絡(luò)管理員必須手工配置主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)信息。這些信息至少包括主機(jī) IP 地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。n靜態(tài)地址具有一些優(yōu)點(diǎn)。例如：對于打印機(jī)、服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)上的客戶端需要訪問的其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而言，靜態(tài)地址就很實用。如果主機(jī)要經(jīng)常訪問某個 IP 地址上的服務(wù)器，那么該地址就不宜變更。n靜態(tài)分配地址信息可以提高對網(wǎng)絡(luò)資源的控制能力，但是在每臺主機(jī)上輸入信息卻非常耗時。靜態(tài)輸入 IP 地址時，主機(jī)只會對 IP 地址執(zhí)行基本錯誤檢查。因此，發(fā)生錯誤的可能性比較大。n使用靜態(tài) IP 尋址時，必須維護(hù)一份準(zhǔn)確的清單，列出設(shè)備及向其分配的 IP 地址。此外，這些地址是固定