第5章 講講尋址

第5章

講講“尋址”

基本內(nèi)容◎了解尋址的常用方法◎了解電話交換網(wǎng)的尋址◎了解以太網(wǎng)的尋址◎了解IP網(wǎng)的尋址開場白思考：編碼之后，信息如何從信源順利到達(dá)信宿呢？1.最初級的尋址——尋找方向通信網(wǎng)有三種通信方向：◆單工：數(shù)據(jù)只能在一個(gè)方向上流動，好比單行線；◆半雙工：可切換方向的單工通信，從某一時(shí)刻看，是單工的，從總體看，是雙工的，好比獨(dú)木橋；◆全雙工：通信允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸，相當(dāng)于兩個(gè)單工方式的結(jié)合，好比新干線。1.最初級的尋址——尋找方向單工半雙工全雙工4單工雙工通信系統(tǒng)類型半雙工無線集群通信固定電話移動電話廣播電視1.最初級的尋址——尋找方向2.利用地址進(jìn)行尋址開場白◆在任何一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須有規(guī)范的，可查詢的地址標(biāo)識；各種各樣的地址格式開場白◆地址設(shè)置方式：（1）IP地址：可手工或自動設(shè)置；（2）MAC地址：網(wǎng)卡出廠時(shí)寫“死”；（3）電話號碼：電信部門和運(yùn)營商統(tǒng)一規(guī)劃和分配。◆尋址方法：網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)要有路由表，格式為“目的地可選路徑”網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是以太網(wǎng)交換機(jī)，路由器，程控交換機(jī)，ATM交換機(jī)，MPLS交換機(jī)等。電話交換網(wǎng)的尋址1.電話號碼分配原則2.電話號碼格式（1）統(tǒng)一分配；（2）任何交換機(jī)都必須了解分配規(guī)則；（3）交換機(jī)要無條件執(zhí)行被賦予的功能；（4）電話交換網(wǎng)上的終端分配號碼，交換機(jī)不分配號碼國家號碼+區(qū)號+終端唯一號碼以太網(wǎng)內(nèi)的尋址1.MAC（MediaAccessControl，媒體訪問控制）◆MAC地址又稱為“硬件地址”?！鬗AC地址48bit，全球唯一，由IEEE組織管理，網(wǎng)卡制造商將其燒錄到網(wǎng)卡里?！艉x：001B388AA4A1組織唯一標(biāo)志符廠家自行分配其中第40位是組播地址標(biāo)志位2.MAC地址尋址以太網(wǎng)內(nèi)的尋址以太網(wǎng)內(nèi)的尋址3.地址映射表◆MAC地址和IP地址的映射關(guān)系，被每臺主機(jī)不斷增加和更新著，就成了“地址映射表”?！裘看翁砑踊蚋谋眄?xiàng)的工作都被賦予一個(gè)計(jì)時(shí)器。若定時(shí)時(shí)間到之前沒有再次捕捉到更新，該表項(xiàng)將被刪除。也就是說,MAC緩存是有生存期的。4.網(wǎng)段的劃分◆當(dāng)局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量很大時(shí)，可將主機(jī)分組，每個(gè)組采用橋接方式連接?！裘總€(gè)組就稱為一個(gè)“網(wǎng)段”，連接組的設(shè)備稱為“網(wǎng)橋”。IP網(wǎng)的尋址1.IP地址規(guī)劃◆負(fù)責(zé)：互聯(lián)網(wǎng)名稱和數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)（ICANN）?！鬒P地址是32bit的二進(jìn)制數(shù)字，為了便于記憶和書寫，用4段數(shù)字來表示，8bit/段，可寫成如下格式：A,B,C,D取值為0～255如：3◆常見的IP地址：如：348A.B.C.D主機(jī)地址子網(wǎng)掩碼net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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1

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001IP地址類別IP地址的使用范圍網(wǎng)絡(luò)最大第一個(gè)最后一個(gè)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)數(shù)

A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.255254IP地址類別IP地址類別~54~191.255.254~54A類B類C類1261638420971152167721465534254B類A類18162432網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號機(jī)器號機(jī)器號C類機(jī)器號網(wǎng)絡(luò)號011010允許數(shù)量私有IP地址空間私有IP地址：在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)使用，不會被互聯(lián)網(wǎng)的公用計(jì)算機(jī)使用的IP地址。注：不同公司可能存在相同IP地址。私有IP地址～55(/8或者子網(wǎng)）～55(/16或者子網(wǎng)）～55(/24或者子網(wǎng)）A類B類C類在尋址時(shí)通過子網(wǎng)掩碼對IP地址進(jìn)行屏蔽運(yùn)算，先找出網(wǎng)絡(luò)部分，再確定子網(wǎng)中的主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼某位為1，表示該位所對應(yīng)IP地址中的一位是網(wǎng)絡(luò)地址部分中的一位，若某位為0，表示它對應(yīng)IP地址中的一位是主機(jī)地址部分中的一位。A類地址的掩碼:B類地址的掩碼:C類地址的掩碼:

子網(wǎng)掩碼IP地址6與掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算，可得到網(wǎng)絡(luò)地址202.112.0，屏蔽IP地址中的網(wǎng)絡(luò)部分，可得到中國教育科研網(wǎng)主機(jī)地址36。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼類似于給每戶設(shè)置一個(gè)有范圍可供檢索的門牌號。可簡化管理，提高查詢效率。假設(shè)子網(wǎng)掩碼是M.N.P.Q，帶入公式：(256-M)×(256-N)×(256-P)×(256-Q)得到的結(jié)果就是這個(gè)網(wǎng)段有多少IP地址。如上例中的48，代入上公式，得數(shù)為8，即3這個(gè)IP地址所在網(wǎng)段共有8個(gè)IP地址

?！?第一組～15第二組6～23第三組4～31第四組2～39第五組……網(wǎng)段即為分組。第一個(gè)IP地址：2最后一個(gè)IP地址：9子網(wǎng)地址廣播地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的另一種寫法：IP地址/n若網(wǎng)段有X個(gè)IP地址，如上例中，網(wǎng)段有8個(gè)IP地址，則Y=3,n=29。相應(yīng)地，IP地址可寫成：3/29◆一些特殊地址：（1）

未知網(wǎng)絡(luò)，“缺省網(wǎng)絡(luò)”優(yōu)先級別最低；（2）/8回環(huán)地址和本地軟件回送測試之用；（3）55/32有限廣播地址。IP地址與硬件地址TCP報(bào)文IP數(shù)據(jù)報(bào)MAC幀應(yīng)用層數(shù)據(jù)首部首部尾部首部鏈路層及以下使用硬件地址硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP地址IP地址IP地址設(shè)置方法在桌面上右擊“網(wǎng)上鄰居”，選擇“屬性”，則打開“網(wǎng)絡(luò)和撥號連接”窗口。在“本地連接圖”標(biāo)上右擊，選擇“屬性”，則打開“本地連接屬性”對話框。IP地址設(shè)置方法在“本地連接屬性”對話框中選中“Internet協(xié)議(TCP/IP)”，然后單擊“屬性”按鈕，則打開“Internet協(xié)議(TCP/IP)”對話框。IP地址設(shè)置方法在“Internet協(xié)議(TCP/IP)”對話框中輸入從網(wǎng)絡(luò)中心獲得的IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和首選DNS服務(wù)器，單擊確定。IP地址設(shè)置方法2.DNS——互聯(lián)網(wǎng)上的大翻譯家IP網(wǎng)的尋址通過一個(gè)簡單的字符串來代替難以記憶和使用的IP地址，例如可以使用字符串“”來表示浙江師范大學(xué)WWW服務(wù)器主機(jī)的IP地址，這種用字符串表示的地址就是域名地址。域名地址必須由專門的機(jī)構(gòu)——域名管理組織ICANN來負(fù)責(zé)管理，并按照一定的規(guī)范書寫。域名采用分層結(jié)構(gòu)，如下圖所示。IP網(wǎng)的尋址如：

IP網(wǎng)的尋址因特網(wǎng)的最高域名解析域名含義域名含義域名含義Com商業(yè)部門Edu教育部門Net大型網(wǎng)絡(luò)Mil軍事部門Gov政府部門Org組織機(jī)構(gòu)Int國際組織Cn中國JP日本de德國Ca加拿大Us美國Uk英國Au澳大利亞Hk香港Info信息服務(wù)組織WEB與WWW特別相關(guān)的組織Firm商業(yè)公司Arts文化和娛樂組織Nom個(gè)體或個(gè)人Rec強(qiáng)調(diào)消遣娛樂組織Store銷售企業(yè)Internet

部分頂級域名及其含義域名含義域名含義域名含義Com商業(yè)部門Edu教育部門Net大型網(wǎng)絡(luò)Mil軍事部門Gov政府部門Org組織機(jī)構(gòu)Int國際組織Cn中國JP日本de德國Ca加拿大Us美國Uk英國Au澳大利亞Hk香港Info信息服務(wù)組織WEB與WWW特別相關(guān)的組織Firm商業(yè)公司Arts文化和娛樂組織Nom個(gè)體或個(gè)人Rec強(qiáng)調(diào)消遣娛樂組織Store銷售企業(yè)IP網(wǎng)的尋址域名地址與IP地址的轉(zhuǎn)換Internet上真正用于通信的是IP地址。將域名地址翻譯成IP地址的過程叫做域名解析，實(shí)現(xiàn)這一機(jī)制的軟件稱為域名系統(tǒng)或DNS。運(yùn)行DNS的主機(jī)叫做域名服務(wù)器。IP網(wǎng)的尋址3.IP路由（1）路由定義：不同網(wǎng)段之間的IP數(shù)據(jù)包的傳送。（2）技術(shù)原理：將任何一個(gè)IP數(shù)據(jù)包的目的IP地址取出，與路由表對照，定位出口在哪里。并將IP數(shù)據(jù)包輸送到該出口上去。如果輸出端口格式不同，還需封裝成要求格式再輸出。（3）路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，雖然對某個(gè)目的地地址可能有多條路徑可供選擇，但是對某個(gè)特定的數(shù)據(jù)包，路由器只會給它某個(gè)確定的出口，如果其端口在同一網(wǎng)段內(nèi)，則路由器會發(fā)生混亂。路由器的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)“負(fù)載均衡”。4.IP路由協(xié)議IP網(wǎng)的尋址5.地址單播、組播和廣播功能：讓每臺路由器“自動”獲取路由表，是路由表獲取和建立的機(jī)制。如：RIP2，OSPF，IS-IS，BGP等。11章詳細(xì)講述。（1）單播應(yīng)用最廣泛；（2）組播應(yīng)用正興起；（3）廣播應(yīng)用需將“目的地地址”填寫成廣播地址。如3/29屬于2～9地址段。

9為廣播地址。IP網(wǎng)的尋址6.TCP/UDP的端口●端口作用：利用“IP地址+端口號”來區(qū)分不同的服務(wù)。范圍為0～65535。注：通信的兩臺主機(jī)的端口并不是一一對應(yīng)的。如80端口3457端口serverclient●TCP：傳輸控制協(xié)議UDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議TCP和UDP的端口號也是相互獨(dú)立的。

如TCP有235個(gè)端口，UDP也可以有235個(gè)端口。IP網(wǎng)的尋址●端口分為固定端口和動態(tài)端口兩種固定端口：動態(tài)端口：范圍0～1023。如80——WWW，21——ftp。要修改端口，方法是（地址：端口號）。如:8080有些端口號不能修改，如139端口，用于NetBIOS與TCP/IP間通信。范圍1024～65535。應(yīng)用程序按需動態(tài)分配，程序關(guān)閉則釋放所占用的端口號。IP網(wǎng)的尋址7.IPv6解決IP地址資源日益緊張的問題。將IPv4的32位地址擴(kuò)展為IPv6的128位。讓IP地址增加到2128個(gè)。實(shí)際應(yīng)用艱難，過渡需要軟硬件的更新。不過研究和試商用正如火如荼。目前，人們習(xí)慣使用IPv4地址方式，并大量使用私有地址和NAT。8.NAT——網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換IP網(wǎng)的尋址●NAT：NetworkAddressTranslation網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換●技術(shù)原理：將局域網(wǎng)內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)地址翻譯成合法網(wǎng)絡(luò)IP地址的技術(shù)。也就是在局域網(wǎng)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)盡量使用私