第5章：网络层.pptx

第5章网络层计算机科学与技术学院本章主要内容：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了解：Internet控制报文协议ICMP与组管理协议IGMP计算机科学与技术学院5.1 网络层与网络互联的基本概念5.1.1 网络层基本概念网络层主要任务：通过路由选择算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径；网络层能够向传输层提供两种类型的接口：数据报和虚电路。计算机科学与技术学院网络层的工作示意图计算机科学与技术学院5.2 IP地址5.2.1 IP地址的基本概念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唯一的地址；TCP/IP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址；IPv4中IP地址是一个32位的二进制地址；网络中的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。计算机科学与技术学院IP地址处理方法演变的过程计算机科学与技术学院IP地址结构 IP地址采用分层结构； IP地址是由网络号（net ID）与主机号（host ID）两部分组成的；IP 地址 ::= { 网络号, 主机号}计算机科学与技术学院5.2.2 IP地址的分类IP地址长度为32位，点分十进制（dotted decimal）地址；采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值为0～255（例如 19）；根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类；A类地址的第一位为0；B类地址的前两位为10；C类地址的前三位为110；D类地址的前四位为1110；E类地址的前五位为11110计算机科学与技术学院host-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址net-id8 位host-id24 位10B 类地址net-id16 位host-id16 位C 类地址110net-id24 位1 1 1 0D 类地址多 播 地 址1 1 1 1E 类地址保 留 为 今 后 使 用计算机科学与技术学院点分十进制记法 机器中存放的 IP 地址 是 32 位 二进制代码每隔 8 位插入一个空格 能够提高可读性将每 8 位的二进制数 转换为十进制数采用点分十进制记法则进一步提高可读性计算机科学与技术学院A类IP地址A类IP地址的网络号长度为7位，主机号长度为24位；A类地址是从：～55；网络号长度为7位，从理论上可以有27=128个网络；网络号为全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；由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机IP数理论上为224=16 777 216；主机IP为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，实际允许连接16 777 214个主机；A类地址有231个，占有整个IP地址空间的50%。A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。计算机科学与技术学院B类IP地址B类IP地址的网络IP长度为14位，主机IP长度为16位；B类IP地址是从：～55；由于网络IP长度为14位，因此允许有214=16384个不同的B类网络，实际允许连接16383个网络（全0特殊目的）；由于主机IP长度为16位，因此每个B类网络可以有216=65536个主机或路由器，实际一个B类IP地址允许连接65534个主机或路由器；B类地址有230个，占有整个IP地址空间的25%。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。计算机科学与技术学院C类IP地址C类IP地址的网络号长度为21位，主机号长度为8位；C类IP地址是从：～55；网络号长度为21位，因此允许有221-1=2097151个不同的C类网络；主机号长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为28=256个，实际允许连接254个主机或路由器；C类地址有229个，占有整个IP地址空间的12.5%。C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机构。计算机科学与技术学院D类和E类IP地址D类IP地址不标识网络；地址范围：～55。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：～55；用于某些实验和将来使用。计算机科学与技术学院常用的三种类别的 IP 地址 IP 地址的使用范围网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数16,777,214(224 -2)1126126 (27 – 2)A16,383(214 - 1)65,534(21