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华东师范大学计算机科学技术系《计算机网络工程》第4章 网络的互联（2007－2008学年第一学期） 第4章 网络的互联 主要内容 网络互联协议 路由器 第三层交换技术 虚拟专用网（VPN） 多协议标签交换（MPLS） 4.1 网络互联协议 IP协议原理 IP地址的划分 IP地址的动态分配 NAT技术 4.1.1 IP协议原理 IP协议（Internet Protocol） TCP/IP协议簇的运作核心，位于TCP/IP协议的网际层 目前采用的版本为版本4，其基本文档是RFC 791（RFC文档主页：） 4.1.1 IP协议原理 IP协议的主要功能 寻址与路由 用IP地址来标识Internet的主机 源IP地址和目标IP地址 IP地址和MAC地址的匹配（ARP、RARP） 分段与重组 将数据报拆分成一个个能够适合下层技术传输的小数据报 到达目的地后，需要将拆分后的多个数据报重组成原始数据报 4.1.1 IP协议原理 IP数据报结构 4.1.1 IP协议原理 IP数据报结构 分段与重组相关字段 标识 DF MF 分段偏移 4.1.1 IP协议原理 IP数据报分段举例 4.1.1 IP协议原理 IP数据报结构 TTL与数据报的生存时间 协议字段 头部校验和 可选项字段 长度为4B的整数倍 4.1.1 IP协议原理 ICMP协议 IP协议仅仅负责数据报的传递服务，本身没有任何差错控制与流量控制等功能，也没有任何网络状态的报告功能 Internet Control Message Protocol，网际控制报文协议 操作系统中提供的许多网络测试诊断命令都是基于ICMP协议来实现的，如Ping、Tracert命令 4.1.1 IP协议原理 ICMP协议 分类 查询报文 差错处理报文 常用的ICMP报文 回送（Echo）请求／应答 目的地不可达 源站抑制 数据报超时 4.1.1 IP协议原理 IPv6简介 IPv4的不足 IPv6的主要改进 IPv4到IPv6的过渡 4.1.2 IP地址的划分 IP地址概述 IP地址是IP协议中主机的标识，具有惟一性 IP地址由32位二进制数组成，为了便于书写和记忆，通常用“点分十进制记法”来表示，如“5” IP地址管理和分配机构：ICANN、CNNIC 4.1.2 IP地址的划分 IP地址概述 在某些操作系统下，可以为一块网卡设置多个IP地址 IP地址查看命令 Windows 95/98/Me：winipcfg Windows NT/2000/XP：ipconfig /all UNIX/Linux：ifconfig 4.1.2 IP地址的划分 IP地址分类 IP地址的组成 网络地址 主机地址 4.1.2 IP地址的划分 IP地址分类 4.1.2 IP地址的划分 IP地址分类 各类IP地址的范围 各类IP地址的网络数：2n 各类IP地址每个网络内的主机数：2m-2 4.1.2 IP地址的划分 特殊的IP地址 网络地址：IP地址中主机地址部分全为0 广播地址：IP地址中主机地址部分全为1 代表路由表的缺省路由 代表主机本身（尚未获得IP地址情况下） 55：受限广播或本地广播 /8：Loopback地址，用于测试TCP/IP , , …… 4.1.2 IP地址的划分 子网划分和子网掩码 为何要进行子网划分？ 提高IP地址的利用率 子网划分的原理 借用主机地址部分的若干位以作为子网地址 4.1.2 IP地址的划分 子网掩码划分实例 4.1.2 IP地址的划分 子网掩码 用来区分IP地址中哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址 子网掩码中的“1”表示IP地址中对应的位属于网络地址，“0”则表示主机地址 通常情况下，子网掩码由一串连续的“1”和一串连续的“0”组成，也采用“点分十进制记法”来书写 简化书写方式：/24 4.1.2 IP地址的划分 子网掩码 根据IP地址和子网掩码计算对应的网络地址 将IP地址和子网掩码进行“位与”运算 举例：66 / 26 4.1.2 IP地址的划分 子网掩码相关计算 4.1.2 IP地址的划分 C类网络可能的子网划分方式及其子网掩码 4.1.3 IP地址的动态分配 IP地址 凡是使用TCP/IP协议的主机都需要有一个IP地址 如何配置IP地址？ 不同的操作系统操作方法不一样 配置什么样的IP地址？ 在特定的网络只能使用特定的IP地址 IP地址具有惟一性 不同主机不能使用相同的IP地址 如何保证？ 4.1.3 IP地址的动态分配 IP地址的分配和管理问题 不可能要求所有网络用户都知道如何配置IP地址、应该配置什么的IP地址 即使是专业的网络管理员，也无法通过手工的方式完全解决这些问题 特别是面对一个大中型网络 因此，IP地址的分配和管理需要实现动态地、自动地管理机制 4.1.3 IP