14_計算機網(wǎng)絡協(xié)議.ppt

1、1.4 計算機網(wǎng)絡協(xié)議,1.4.1 OSI體系結(jié)構(gòu) 1.4.2 TCP/IP協(xié)議 1.4.3 IP地址 1.4.4 域名地址 1.4.5 IPv6簡介,1、協(xié)議的概念,概念 通信的計算機雙方必須共同遵守的一組約定。只有遵守這個約定，計算機之間才能相互通信和交流。 網(wǎng)絡協(xié)議3要素： 語法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 語義 需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。 同步 事件實現(xiàn)順序的詳細說明。,2、開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu),相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當復雜的。 “分層”可將龐大而復雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就

2、比較易于研究和處理。,OSI參考模型,主機 A,主機 B,表示層,會話層,應用層,傳輸層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡層,表示層,會話層,應用層,傳輸層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡層,應用層協(xié)議,表示層協(xié)議,會話層協(xié)議,傳輸層協(xié)議,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,網(wǎng)絡層,信息交換單位,Message,(報文）,Message,Message,Message,Packet,（分組）,Frame,（幀）,Bits,（二進制流）,傳輸介質(zhì),交換機,路由器,傳輸介質(zhì),特 點 : 每一層都建立在前一層的基礎之上，低層為高層服務,為應用進程（文字處理、郵件、電子表格）提供網(wǎng)絡服務，負責用戶信息的語義表示

3、,為上層解決語法表示：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮、 數(shù)據(jù)加密,不參與數(shù)據(jù)傳輸，進行管理：主機間通信、建立、維護、結(jié)束應用程序之間的會話,差錯校驗、流量控制,路由轉(zhuǎn)發(fā),檢錯重發(fā),傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纖,解決網(wǎng)絡信道問題,解決傳輸服務問題,解決應用進程通信問題,劃分層次的概念舉例,計算機 1 向計算機 2 通過網(wǎng)絡發(fā)送文件。 可以將要做的工作進行如下的劃分。 第一類工作與傳送文件直接有關。 確信對方已做好接收和存儲文件的準備。 雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。 兩個計算機將文件傳送模塊作為最高的一層 。剩下的工作由下面的模塊負責。,兩個計算機交換文件,文件傳送模塊,計算機 1,計算機 2,文件傳送模塊

4、,只看這兩個文件傳送模塊 好像文件及文件傳送命令 是按照水平方向的虛線傳送的,把文件交給下層模塊 進行發(fā)送,把收到的文件交給 上層模塊,再設計一個通信服務模塊,文件傳送模塊,計算機 1,計算機 2,文件傳送模塊,只看這兩個通信服務模塊 好像可直接把文件 可靠地傳送到對方,把文件交給下層模塊 進行發(fā)送,把收到的文件交給 上層模塊,通信服務模塊,通信服務模塊,再設計一個網(wǎng)絡接入模塊,文件傳送模塊,計算機 1,計算機 2,文件傳送模塊,通信服務模塊,通信服務模塊,網(wǎng)絡接入模塊,網(wǎng)絡接入模塊,通信網(wǎng)絡,網(wǎng)絡 接口,網(wǎng)絡 接口,網(wǎng)絡接入模塊負責做與網(wǎng)絡接口細節(jié)有關的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長

5、度等。,3、開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型各層的功能物理層,物理層是提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻襟w，物理層協(xié)議是各種網(wǎng)絡設備進行互連時必須遵守的最低層協(xié)議，目的是在兩個網(wǎng)絡物理設備之間提供透明的二進制位流傳輸。物理層上的傳輸可以是全雙工的或半雙工的，可以以同步方式或者異步方式。 物理層提供了為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性。,數(shù)據(jù)鏈路層,物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯,數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)實體間數(shù)據(jù)的可靠傳送。,數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能,對物理鏈路上產(chǎn)生的差錯進行檢測和校正，采用差錯控制技術(shù)保證數(shù)據(jù)通信的正確性；提供流量控制服務，保證發(fā)送方不至于因為速度快而

6、導致接收方來不及正確接收數(shù)據(jù)，傳送單位是幀。,網(wǎng)絡層,也稱通信子網(wǎng)層，是高層協(xié)議與低層協(xié)議之間的界面層，是通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的接口。 任務： 網(wǎng)絡層的主要任務是設法將源結(jié)點出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點，從而向傳輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務。在網(wǎng)絡層交換的數(shù)據(jù)單元是包。,網(wǎng)絡層的功能,功能： (1) 為傳輸層提供服務 網(wǎng)絡層提供的服務有兩類：面向連接的網(wǎng)絡服務和無連接的網(wǎng)絡服務。 (2) 組包和拆包 (3) 路由選擇 (4) 流量控制,傳輸層,網(wǎng)絡層只是根據(jù)網(wǎng)絡地址將源結(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點，而傳輸層則負責將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應的端口。 OSI的低三層主要支持用戶信息在一個網(wǎng)絡的端到

7、端傳輸。不同的通信網(wǎng)絡具有不同的性能，用戶之間的信息傳輸常常需要跨越不同的網(wǎng)絡，如從一個單位的企業(yè)局域網(wǎng)-電信網(wǎng)-另一單位的局域網(wǎng)。 傳輸層主要是針對用戶端的需求，采用一定的手段，屏蔽不同網(wǎng)絡的性能差異，使得用戶無需了解網(wǎng)絡傳輸?shù)募毠?jié)，獲得相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸服務。,傳輸層的功能,從會話層接收數(shù)據(jù)，根據(jù)需要把數(shù)據(jù)切成較小的數(shù)據(jù)片，并把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡層，確保數(shù)據(jù)片正確到達網(wǎng)絡層，從而實現(xiàn)兩層間數(shù)據(jù)的透明傳送。,會話層,運輸層的功能增加使得用戶所需的通信環(huán)境十分完善，可以保證用戶數(shù)據(jù)按照要求從網(wǎng)絡的一端傳輸?shù)搅硪欢耍谟脩魯?shù)據(jù)傳輸過程中用戶如何控制信息的交互,網(wǎng)絡應當提供什么樣的功能來協(xié)助用戶管理

8、和控制用戶之間的信息交換？會話層主要解決這些問題。,會話層的功能,會話連接的流量控制，為會話實體間建立連接，會話連接的流量控制、數(shù)據(jù)傳輸、會話連接恢復與釋放、會話連接管理、差錯控制。,表示層,表示層的目的是屏蔽不同計算機在信息表示方面的差異。表示層功能包括傳送語法的協(xié)商，以及抽象語法和傳送語法之間的轉(zhuǎn)換。通過這種轉(zhuǎn)換來統(tǒng)一表示被傳送的用戶數(shù)據(jù)，使得通信雙方使用的計算機都可以識別。除數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)表示方法，數(shù)據(jù)的壓縮和數(shù)據(jù)加密也是數(shù)據(jù)的重要表示，也屬于表示層的范疇。,舉例,通信步驟,1、建立通信連接； 2、傳輸編碼協(xié)商； 系統(tǒng)1 詢問 系統(tǒng)2： ASCII OR EBCDIC? 系統(tǒng)2 應答 系

9、統(tǒng)1： ASCII 3、通信雙方按約定的編碼ASCII碼進行數(shù)據(jù)交互， 系統(tǒng)2需將接收到的ASCII碼信息轉(zhuǎn)換成EBCDIC碼； 4、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，拆除連接。,應用層的目的,應用層是網(wǎng)絡可向最終用戶提供應用服務的唯一窗口，其目的是支持用戶聯(lián)網(wǎng)的應用的要求。由于用戶的要求不同，應用層含有支持不同應用的多種應用實體，提供多種應用服務，如電子郵件（MHS)、文件傳輸(FTAM)、虛擬終端(VT)、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)等。,1.4.2 TCP/IP協(xié)議,概念： TCP/IP是為了使接入因特網(wǎng)的異種網(wǎng)絡、不同設備之間能夠進行正常的數(shù)據(jù)通信，而預先指定的一簇大家共同遵守的格式約定。 TCP/IP協(xié)議簇中

10、包含很多協(xié)議，如TCP、IP、UDP、ICMP、FTP等等，兩個最知名的協(xié)議就是傳輸控制協(xié)議（TCP，Transfer Control Protocol）和網(wǎng)際協(xié)議（IP，Internet Protocol），它們共同對因特網(wǎng)中主機的尋址方式、主機的命名機制、信息的傳輸規(guī)則等做了詳細的約定。,TCP/IP 的體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡 接口層,IP,各種應用層協(xié)議 HTTP, FTP, SMTP, DNS 等,TCP,網(wǎng)際層,運輸層,UDP,應用層,TCP: 傳輸控制協(xié)議 (Transmission Control Protocol),IP: 網(wǎng)際協(xié)議,UDP: 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (User Datagra

11、m Protocol),最上層是應用層，用戶在應用層上進行操作，如收發(fā)電子郵件、文件傳輸?shù)?。用戶的意愿是通過應用層表達出來的。,傳輸層的主要功能：對應用層傳遞過來的用戶信息進行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加說明，如說明各段的順序等，保證對方收到可靠的信息。,網(wǎng)絡層將傳輸層形成的一段一段的信息打成IP數(shù)據(jù)包，在報頭中填入地址信息，然后選擇好發(fā)送的路徑。,網(wǎng)路接口層也稱鏈路層，功能是接收和發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，負責與網(wǎng)絡中的傳輸媒介打交道。,OSI/RM太復雜，不實用。TCP/IP已成為Internet上通信的標準，它定義了四層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。,IP 數(shù)據(jù)報的格式,一個 IP 數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)

12、兩部分組成。 首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報必須具有的。 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的。,固 定 部 分,可變 部分,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,傳送,IP 數(shù)據(jù)報,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存

13、 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,傳送,IP 數(shù)據(jù)報,固 定 部 分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,

14、R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,

15、目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生

16、存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù)

17、據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,偏移 = 0/8 = 0,偏移 = 0/8 = 0,偏移 = 1400/8 = 175,偏移 = 2800/8 = 350,1400,2800,3799,2799,1399,3799,需分片的 數(shù)據(jù)報

18、,數(shù)據(jù)報片 1,首部,數(shù)據(jù)部分共 3800 字節(jié),首部 1,首部 2,首部 3,字節(jié) 0,數(shù)據(jù)報片 2,數(shù)據(jù)報片 3,1400,2800,字節(jié) 0,IP 數(shù)據(jù)報分片的舉例,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 周期,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié)

19、 議 號,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分

20、,比特,固 定 部 分,可變 部分,發(fā)送端,接收端,16 bit,字 1,16 bit,字 2,16 bit,字 n,數(shù) 據(jù) 報 首 部,IP 數(shù)據(jù)報,16 bit,字 1,16 bit,字 2,16 bit,字 n,數(shù)據(jù)部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級,數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,在Internet

21、中，為解決不同類型的物理地址的統(tǒng)一問題，為網(wǎng)絡中的每一臺主機分配一個Internet地址，從而將主機原來的物理地址（Physical Address）屏蔽掉，這個地址就是IP地址。 IP地址是一個惟一的32位二進制 例：11001010.01100011.01100000.10001100 每個IP地址由網(wǎng)絡號和主機號 “點分十進制”： 40,1.4.3 IP地址1. 什么是IP 地址,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16

22、bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類地址的網(wǎng)絡號字段 net-id 為 1 字節(jié)，范圍1126,net-id 24 bit,hos

23、t-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類地址的網(wǎng)絡號字段 net-id 為 2 字節(jié)，最大網(wǎng)絡數(shù)是214-2=16382，范圍是128.1191.254，,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,h

24、ost-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類地址的網(wǎng)絡號字段 net-id 為 3 字節(jié)，最大網(wǎng)絡數(shù)221-2，約等于200多萬，范圍，,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E

25、類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類地址的主機號字段 host-id 為 3 字節(jié)，能表示的主機號有224-2，約為1600萬臺主機，,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類地址的主機號字段 host-id 為 2 字節(jié)，可容納的主機數(shù)為216-2，約為

26、6萬多臺主機。,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類地址的主機號字段 host-id 為 1 字節(jié)，可以容納的主機數(shù)為28-2=254,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,

27、0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,D 類地址是多播地址,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡號字段和主機號字段,0,A 類地址,host-id 16 bit,B 類地址,C 類地址,0,1,1,D 類地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,E 類地址保留為今后使用,3、子網(wǎng)掩碼,

28、1. 從兩級 IP 地址到三級 IP 地址 在 ARPANET 的早期，IP 地址的設計確實不夠合理。 IP 地址空間的利用率有時很低。 給每一個物理網(wǎng)絡分配一個網(wǎng)絡號會使路由表變得太大因而使網(wǎng)絡性能變壞。 兩級的 IP 地址不夠靈活。,從 1985 年起在 IP 地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級的 IP 地址變成為三級的 IP 地址。 這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting) 。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標準協(xié)議。,三級的 IP 地址,劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡。 從主機號借用若干個比特作為子網(wǎng)號 subnet-id，而主機號 host-

29、id 也就相應減少了若干個比特。 IP地址 := , , ,劃分子網(wǎng)的基本思路,凡是從其他網(wǎng)絡發(fā)送給本單位某個主機的 IP 數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù) IP 數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡號 net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡號 net-id 和子網(wǎng)號 subnet-id 找到目的子網(wǎng)。 最后就將 IP 數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。,劃分子網(wǎng)的基本思路（續(xù)）,0,1,01,4,5,6,3,,1

30、,所有到網(wǎng)絡 的分組均到達此路由器,我的網(wǎng)絡地址 是 ,R1,R3,R2,一個未劃分子網(wǎng)的 B 類網(wǎng)絡,劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡,0,1,01,4,5,6,3,,,子網(wǎng) ,子網(wǎng) ,子網(wǎng) ,所有到達網(wǎng)絡 的分組均到達 此路由器,網(wǎng)絡 145.1

31、3.0.0,R1,R3,R2,從一個 IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡是否進行了子網(wǎng)的劃分。 使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。,子網(wǎng)掩碼,IP 地址的各字段和子網(wǎng)掩碼,網(wǎng)絡號 net-id,主機號 host-id,兩級 IP 地址,網(wǎng)絡號,net-id,host-id,三級 IP 地址,主機號,子網(wǎng)掩碼,因特網(wǎng)部分,本地部分,因特網(wǎng)部分,本地部分,劃分子網(wǎng)時 的網(wǎng)絡地址,net-id,subnet-id,host-id 為全 0,(IP 地址) AND (子網(wǎng)掩碼) =網(wǎng)絡地址,網(wǎng)絡號 net-id,主機號 host-id,兩級 I

32、P 地址,網(wǎng)絡號,三級 IP 地址,主機號,子網(wǎng)號,子網(wǎng)掩碼,因特網(wǎng)部分,本地部分,因特網(wǎng)部分,本地部分,劃分子網(wǎng)時 的網(wǎng)絡地址,AND,net-id,net-id,host-id 為全 0,net-id,網(wǎng)絡地址,A 類 地 址,默認子網(wǎng)掩碼 ,網(wǎng)絡地址,B 類 地 址,默認子網(wǎng)掩碼 ,網(wǎng)絡地址,C 類 地 址,默認子網(wǎng)掩碼 ,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1

33、 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,host-id 為全 0,host-id 為全 0,A 類、B 類和 C 類 IP 地址的默認子網(wǎng)掩碼,在不劃分子網(wǎng)的兩級 IP 地址下，從 IP 地址得出網(wǎng)絡地址是個很簡單的事。 但在劃分子網(wǎng)的情況下，從IP地址卻不能惟一地得出網(wǎng)絡地址來，這是因為網(wǎng)絡地址取決于那個網(wǎng)絡所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報的首部并沒有提供子網(wǎng)掩碼的信息。 因此分組轉(zhuǎn)發(fā)的算法也必須做相應的改動。,使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)過程,128.30.33

34、.1,0,3,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 28 子網(wǎng)掩碼 28,H2,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 ,2,劃分子網(wǎng)后分組的轉(zhuǎn)發(fā)舉例,主機 H1 要發(fā)送分組給 H2,,0,R1 的路由表（未給出默認路由器）,128.30.33

35、.13,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,R1,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 28 子網(wǎng)掩碼 28,H2,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 ,2,要發(fā)送的分組的目的 IP 地址：38,請注意：H1 并不知道 H2 連接在哪一個網(wǎng)絡上。 H1 僅僅知道 H2 的 IP 地址是 128.3

36、0.33.138,因此 H1 首先檢查主機 38 是否連接在本網(wǎng)絡上 如果是，則直接交付； 否則，就送交路由器 R1，并逐項查找路由表。,,0,R1 的路由表（未給出默認路由器）,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,R1,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 28 子網(wǎng)掩碼 28,H2,3,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 128.

37、30.36.0 子網(wǎng)掩碼 ,2,主機 H1 首先將本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 28與分組的 IP 地址 38 逐比特相“與”(AND 操作),28 AND 38 的計算,255 就是二進制的全 1，因此 255 AND xyz = xyz， 這里只需計算最后的 128 AND 138 即可。,128 10000000 138 10001010,逐比特 AND 操作后：10000000 128, H1 的網(wǎng)絡地址,因此 H1 必須把分組傳送到路由器 R1然后逐項查

38、找路由表,,0,R1 的路由表（未給出默認路由器）,3,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,R1,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 28 子網(wǎng)掩碼 28,H2,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 ,2,路由器 R1 收到分組后就用路由表中第 1 個項目的子網(wǎng)掩碼和 128

39、.30.33.138 逐比特 AND 操作,,0,R1 的路由表（未給出默認路由器）,3,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,R1,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 28 子網(wǎng)掩碼 28,H2,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 ,2,28 AN

40、D 38 = 28 不匹配! （因為28 與路由表中的 不一致）,R1 收到的分組的目的 IP 地址：38,不一致,路由器 R1 再用路由表中第 2 個項目的子網(wǎng)掩碼和 38 逐比特 AND 操作,,0,R1 的路由表（未給出默認路由器）,3,H1,子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 28,30,R1,1,R2,子網(wǎng)2：網(wǎng)絡地址 2

41、8 子網(wǎng)掩碼 28,H2,38,0,1,29,H3,,子網(wǎng)3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 ,2,28 AND 38 = 28 匹配! 這表明子網(wǎng) 2 就是收到的分組所要尋找的目的網(wǎng)絡,R1 收到的分組的目的 IP 地址：38,1.4.4 域名地址1、什么是域名,域名是Internet中主機地址的一種表示形式，是IP地址的別名。 例如：山東師范大學主機

42、 域名： IP地址：8 域名服務器完成域名到IP地址或IP地址到域名的轉(zhuǎn)換過程。,2 域名的結(jié)構(gòu),因特網(wǎng)采用了層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法。 域名的結(jié)構(gòu)由若干個分量組成，各分量之間用點隔開： .三級域名.二級域名.頂級域名 各分量分別代表不同級別的域名。,頂級域名 TLD (Top Level Domain),.com 表示公司企業(yè) .net 表示網(wǎng)絡服務機構(gòu) .org 表示非贏利性組織 .edu 表示教育機構(gòu) .gov 表示政府部門 .mil 表示軍事部門,新增加了七個通用頂級域名,.aero 用于航空運輸企業(yè) .biz 用于公司和企業(yè) .coop 用于合作團體 .info 適

43、用于各種情況 .museum 用于博物館 .name 用于個人 .pro 用于會計、律師和醫(yī)師等自由職業(yè)者,因特網(wǎng)的名字空間,com,net,org,edu,gov,mil,coop,biz,info,aero,int,cn,uk,hk,js,sh,bj,org,net,gov,edu,com,ac,pku,fudan,sjtu,tsinghua,樹根,cctv,ibm,hp,mot,頂級域名,二級域名,三級域名,mail,ep,四級域名,mail,csnetl,seu,3、域名地址的尋址過程,一個國外用戶要尋找一臺叫的中國主機，其過程如下：,3、域名地址的尋址過程（續(xù)）,注意：真正要實現(xiàn)線路

44、上的連接，還是要必須通過通信網(wǎng)絡，因此，域名服務器分析域名地址的過程實際就是找到與域名地址相對應的IP地址的過程，找到IP地址后，路由器再通過選定的端口在電路上構(gòu)成連接。,1.4.5 IPv6簡介1、IPv6的來源,從計算機本身發(fā)展以及從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡傳輸速率來看，現(xiàn)在 IPv4 已很不適用。 最主要的問題就是 32 bit 的 IP 地址不夠用。 要解決 IP 地址耗盡的問題的措施： 采用具有更大地址空間的新版本的 IP 協(xié)議 IPv6。 IPv6 將地址從 IPv4 的 32 bit 增大到了 128 bit，,2、IPv6數(shù)據(jù)包的格式 IPv6 數(shù)據(jù)報的首部,IPv6 將首部長度變?yōu)楣?/p>

45、定的 40 字節(jié)，稱為基本首部(base header)。 將不必要的功能取消了，首部的字段數(shù)減少到只有 8 個。 取消了首部的檢驗和字段，加快了路由器處理數(shù)據(jù)報的速度。 在基本首部的后面允許有零個或多個擴展首部。 所有的擴展首部和數(shù)據(jù)合起來叫做數(shù)據(jù)報的有效載荷(payload)或凈負荷。,IPv6 數(shù)據(jù)報的一般形式,基本 首部,擴展 首部 1,擴展 首部 N,數(shù) 據(jù) 部 分,選項,IPv6 數(shù)據(jù)報,有效載荷,IPv6 數(shù)據(jù)報首部與 IPv4 數(shù)據(jù)報首部的對比,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標志,生 存 時 間,協(xié) 議,標 識,服 務 類 型,總 長 度,片 偏 移,填 充,首

46、部 檢 驗 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長 度 可 變）,比特,首部長度,固 定 部 分 20 字節(jié),可變 部分,IPv4 首部,取消,有變化,上面是 IPv4 數(shù)據(jù)報的首部,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,擴展首部 / 數(shù)據(jù),IPv6 的 基本首部 （40 B）,IPv6 的 有效載荷 （至 64 KB）,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（12

47、8 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,擴展首部 / 數(shù)據(jù),IPv6 的 基本首部 （40 Byte）,IPv6 的 有效載荷 （至 64 KB）,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 Byte,版本(version) 4 bit。它指明了協(xié)議的版本，對 IPv6 該字段總是 6。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,

48、8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,優(yōu)先級(Priority ) 4 bit。使源站能夠指明數(shù)據(jù)包的流類型。IPv6把流分成兩類，可進行擁塞控制的和不可進行擁塞控制的。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,流標號(flow label) 24 bit。 “流”是互聯(lián)網(wǎng)絡上從特定源點到特定終點的一系列數(shù)據(jù)報，所

49、有屬于同一個流的數(shù)據(jù)報都具有同樣的流標號。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,有效載荷長度(payload length) 16 bit。它指明 IPv6 數(shù)據(jù)報除基本首部以外的字節(jié)數(shù)（所有擴展首部都算在有效載荷之內(nèi)），其最大值是 64 KB。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長

50、 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,下一個首部(next header) 8 bit。標識緊接著IPv6首部的擴展首部的類型。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,12,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,跳數(shù)限制(hop limit) 8 bit。源站在數(shù)據(jù)報發(fā)出時即設定跳數(shù)限制。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報時將跳數(shù)限制字段中的值減1。當跳數(shù)限制的值為零時，就要將此數(shù)據(jù)報丟棄。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,源地址 128 bit。是數(shù)據(jù)報的發(fā)送站的 IP 地址。,0,4,16,31,版 本,比特,目 的 地 址,源 地 址,下 一 個 首 部,流 標 號,8,優(yōu)先級,（128 bit）,（128 bit）,凈 負 荷 長 度,跳 數(shù) 限 制,24,IPv6 的 基 本 首 部 40 B,目的地址 128 bit。是數(shù)據(jù)報的接收站的 IP 地址。,3、IPv6的