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计 算 机 网 络 第7章 网络互连 7.1 互连网的概念 本章重点 网际协议IP Internet的路由选择协议 Internet组管理协议IGMP、无类型域间CIDR 下一代网际协议IPv6 7.1 互连网的概念 网络互连中继系统 物理层：转发器（repeater） 数据链路层：网桥或桥接器（bridge） 网络层：路由器（router） 网络层以上：网关（gateway） 7.2 Internet的网际协议IP 地址解析协议ARP 逆地址解析协议RARP Internet控制报文协议ICMP 7.2.1 IP 地址及其转换 1. IP地址及其表示方法 五类：A、B、C、D、E 网络号字段net-id 主机号字段host-id IP地址（IP Address） 地址组成：网络号 + 主机号； Fig. 5-47 地址表示采用用点分隔的十进制表示法，如166.111.68.3； 全0和全1有特殊含义 全0：表示本网络或本主机； 全1：表示广播地址； Fig. 5-48 子网（Subnets） 分而治之的思想：为了便于管理和使用，可以将网络分成若干供内部使用的部分，称为子网。对外界，该网络还是一个单独的网络。 Fig. 5-49 IP地址的特点 不能反映任何有关主机位置的地理信息； 当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其net-id是不同的； 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的net-id； 所有分配到网络号net-id的网络是平等的； IP地址有时也可用来指明一个网络的地址。 7.2.1 IP 地址及其转换 3. 子网的划分-子网掩码 知道一个主机的IP地址和子网掩码，就知道： 该子网上的一个主机 本网络中的另一个子网上的一个主机 在另一个网络上的一个主机 总之： IP地址——A、C、C类 子网掩码——子网号和主机号的分界线 例 子网掩码为：0xFFFFFFE0 IP地址为： 140.252.20.68 得知：B类地址 net-id为140.252 子网掩码为 7.2.1 IP 地址及其转换 2. IP地址与物理地址 IP地址放在IP数据报的首部； 硬件地址则放在MAC帧的首部。 IP层抽象的互连网上，只看到IP数据报； 路由器只根据目的站的IP地址进行选择； 在具体的物理网络的链路层，只看到MAC帧；IP数据报被封装在MAC帧里面； 路由器都有各自的IP地址和两个硬件地址； 7.2.1 IP 地址及其转换 4. 地址的转换 IP地址??MAC地址（ARP，RARP） 主机名字?? IP地址 ARP地址解析协议 建立一个ARP表，表中存放（IP地址，MAC地址）对； 每个主机启动时，广播它的（IP地址，MAC地址）映射； ARP表中的表项有生存期，超时则删除。 当主机A（IP）?主机B： 先在A的ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址， 若有，则：查出其对应的物理地址，并将它写入 MAC帧，之后通过LAN发往此物理地址。 若无，则： ARP进程在本LAN上广播发送一个ARP请求分组，上面有主机B的IP地址。 所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组。 主机B在ARP请求分组中看到自己的IP地址，就向主机A发送一个ARP响应分组，上面写上自己的物理地址。 主机A收到主机B的ARP响应分组后，在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到物理地址的映射。 RARP逆地址解析协议 物理地址?IP地址 RARP服务器有一个从物理地址到IP地址的映射表。 当收到RARP请求分组后，通过映射表查出其IP地址。 写入RARP响应分组，发回。 7.2.2 IP数据报的格式 IP数据报 IP数据报由报头和正文部分构成，正文部分就是来自传输层的数据。 IP报头包括20个字节的固定部分和变长(最长40字节)的可选部分，从左到右传输。 IP报头 Version：4 bits (版本域) 目前使用最广的v4，必威体育精装版的版本是v6。 IHL： 4 bits (IP Header Length) 最小为5，最大为15，单位为32-bit。 Type of Service：8 bits (服务类型域) Bits 0-2：Precedence，8种不同的优先级。 Bit 3：0 = Normal Delay，1 = Low Delay Bit 4：0 = Normal Throughput，1 =