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IP网络技术知识 成分公司综合维护中心 内容大纲 1、IP基本原理 2、IP子网划分 3、IP路由原理 4、路由协议概述 5、RIP原理 6、OSPF原理 7、IP承载网简介 1、IP基本原理 IP协议概述 IP地址和地址映射 IP包转发 IP及其相关协议 IP的主要作用 标识节点和链路 用唯一的IP地址标识每一个节点 用唯一的IP网络号标识每一个链路 寻址和转发 确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置 IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点 适应各种数据链路 根据链路的MTU对IP包进行分片和重组 为了通过实际的数据链路传递信息，须建立IP地址到数据链路层地址的映射 IP网络的结构 IP网络由多个网段构成，每个网段对应一个链路 路由器负责将网段连接起来，适配链路层协议，在网络之间转发数据包 IP 地址格式和表示方法 网络号和主机号 网络号用于区分不同的IP网络 主机号用于标识该网络内的一个IP节点 IP地址分类 特殊的IP地址 ARP RARP 主机单播IP包发送 若目的地址所处网络号与本机所处网络号相同，则目的处于直连网段 路由器单播IP包转发 若目的地址所处网络号与本机任一接口的网络号相同，则目的处于相应接口直连网段 路由器通过查找路由信息判断下一跳路由器地址 主机接收IP包 如果IP包的目的地址符合下列情况之一，则主机接收此包 目的IP地址等于自己的IP地址 目的IP地址是一个广播地址 目的IP地址是一个组播地址，而本机的某个服务属于此组播组 否则主机的网络层丢弃此IP包 广播风暴 路由器转发广播将导致全网充斥广播，可能引发广播风暴 路由器默认不转发广播 2、IP子网划分 理解IP子网划分的需求背景 理解IP子网划分的概念 掌握IP子网划分的相关计算方法 制定子网划分方案满足网络建设需求 早期的二级网络结构 大型机构的接入需求 分类IP地址的低效性 IP地址资源浪费严重 IP网络数量不敷使用 业务扩展缺乏灵活性 无法应对Internet的爆炸式增长 子网划分方法 IP地址与子网掩码 默认掩码 A类地址默认掩码为255.0.0.0 B类地址默认掩码为255.255.0.0 C类地址默认掩码为255.255.255.0 示例：计算子网地址 子网掩码与IP地址进行逐位逻辑与运算获得网络地址 计算子网内可用主机地址数 假设子网的主机号位数为N，则可用地址数为2N-2个 主机号全1为广播地址，主机号全0为网络地址 示例：计算子网内可用地址数 根据主机地址数划分子网 假设每个子网需要划分Y个IP地址，并且满足2N≥ Y+2 ≥ 2N-1，则主机号位数为N，子网掩码位数为32-N 示例：根据主机地址数划分子网 根据子网掩码计算子网数 假设子网号位数为M，则子网数为2M个 根据子网数划分子网 假设需要划分X个子网，每个子网包括尽可能多的主机，并且满足2M≥X≥2M-1 ，则子网号位数为M 示例：根据子网数划分子网 VLSM 子网划分的局限性 无法实现把网络划分为不同大小的子网 常常会浪费许多主机地址 VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可变长子网掩码） 允许使用多个子网掩码划分子网 使组织的IP地址空间得到更有效的利用 CIDR Internet面临的问题 随着Internet的成长，路由表迅速扩大 IPv4地址将很快耗尽 CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由) 消除了自然分类地址和子网划分的界限 将网络前缀相同的连续IP地址组成CIDR地址块 支持强化地址汇聚 无类域间路由斜线表示法 CIDR使用斜线表示法表示一个网络 斜线表示法采用IP地址后跟一个斜线“/”，斜线后是一个表示网络前缀长度的数值 3、IP路由原理 描述路由的作用 掌握路由转发原理 掌握路由表的构成及含义 在设备上查看路由表 4、路由协议概述 描述可路由协议与路由协议的区别 掌握路由协议工作原理 掌握路由协议的种类和特点 路由协议与可路由协议 动态路由协议在协议栈中的位置 动态路由协议的基本原理 IGP与EGP 距离矢量协议与链路状态协议 衡量路由协议的主要指标 5、RIP原理 描述RIP路由协议的特点 掌握RIP路由信息的生成和维护 掌握路由环路避免的方法 RIP协议概述 RIP路由表的初始化 RIP路由表的更新 RIP路由表的维护 拓扑变化在网络中的扩散 单路径网络中环路产生过程（1） 单路径网络中环路产生过程（2） 单路径网络中环路产生过程（3） 环路避免机制一：路由毒化 环路避免机制二：水平分割 环路避免机制三：毒性逆转 多路径网络中环路产生过程（1） 多