6計算機網絡層協(xié)議.ppt

計算機網絡層協(xié)議 課程目標 掌握IP地址的分類能夠進行子網劃分計算能夠根據子網掩碼的長度計算出子網中可用的主機數(shù)量能夠根據網絡中要求的子網數(shù)和每子網主機數(shù)計算出掩碼的長度理解網絡層的協(xié)議的工作原理了解ARP RARP和ICMP協(xié)議的工作過程了解ARP RARP和ICMP協(xié)議在什么情況下使用了解代理ARP的工作原理 本章結構 網絡層 網絡層數(shù)據 IP數(shù)據包格式 網絡層地址 IP地址 網絡層協(xié)議 可變長子網掩碼 IP地址分類 ARP協(xié)議 ICMP協(xié)議 網絡層的功能 定義了基于IP協(xié)議的邏輯地址連接不同的媒介類型選擇數(shù)據通過網絡的最佳路徑 IP包頭的格式 20字節(jié) 版本字段 IPv4 優(yōu)先級與服務類型 提供3層的QoS IP包頭部長度 因為長度可變 因此需要定義 IP數(shù)據總長度 上層來的數(shù)據到IP層會被分段 這幾個字段用來對數(shù)據包進行標識 使在數(shù)據到達目的端重組的時候 不會亂序 生命周期字段 經過一個路由器值減1 為0時 數(shù)據包丟棄 為了防止一個數(shù)據包在網絡中無限的循環(huán)下去 協(xié)議字段 用來標識封裝的上層數(shù)據是UDP還是TCP UDP是17 TCP是6 IP地址的作用 192 168 1 0 192 168 2 0 192 168 3 0 用來標識一個節(jié)點的網絡地址 2進制 10進制逢10升位包含數(shù)字0 1 2 3 4 5 6 7 8 92進制逢2升位只包含數(shù)字0 1 2 10進制轉換 10進制的8轉換成2進制數(shù)是多少 因此 10進制的8轉換成2進制為1000 8 2 4 2 2 2 1 0001 余數(shù) 10 2進制轉換 2進制的1001對應10進制數(shù)是多少 因此 2進制的1001是10進制中的9 1001 23222120 23 0 0 20 8 1 9 IP地址的組成 點分十進制 最大值 10101100 二進制 十進制例子 二進制例子 255 255 255 255 Network Host 1286432168421 11111111 11111111 11111111 11111111 00010000 01111010 11001100 172 16 122 1 8 9 16 17 24 25 32 1286432168421 1286432168421 1286432168421 32bits 202 255 10101100 IP地址的分類 子網掩碼的使用 子網掩碼 255 0 0 0 網絡ID相同 在同一網段 可以通信 255 255 0 0 100 0 0 0 50 20 2 100 50 0 0 20 2 A與C不在同一網段 不能通信 255 255 255 0 100 50 20 0 2 A與C D不在同一網段 不能通信 劃分子網 劃分子網的作用通過將子網掩碼變長 將大的網絡劃分成多個小的網絡 網絡172 16 0 0 掩碼255 255 0 0 172 16 0 0 未劃分子網的IP地址 172 16 0 1 172 16 0 2 172 16 0 3 172 16 255 253 172 16 255 254 劃分子網后的IP地址 172 16 1 0 172 16 2 0 172 16 3 0 172 16 4 0 掩碼變成255 255 255 0 網絡劃分為172 16 1 0 172 16 2 0 172 16 254 0 網絡ID 變長子網掩碼 VLSM 標準長度的子網掩碼 255 0 0 0或 8255 255 0 0或 16255 255 255 0或 24可變長的子網掩碼 128 10000000 例如 255 255 255 128或 25192 11000000 例如 255 255 192 0或 18224 11100000 例如 255 255 255 224或 27240 11110000 例如 255 240 0 0或 12248 11111000 例如 255 255 255 248或 29252 11111100 例如 255 255 255 252或 30 子網計算4 1 Othersubnets 192 168 1 32 192 168 1 64 192 168 1 96 子網掩碼為255 255 255 224時 可以劃分的子網個數(shù)和每子網的主機數(shù)是多少 子網計算4 2 網絡ID可以是 主機ID可以是 000010001000011 11110 192 168 1 0 掩碼由 24變?yōu)?27 255 255 255 224 將掩碼變成2進制224 11100000000001010011100101110111 子網計算4 3 3 網絡ID變成10進制 00000000 000100000 25 3201000000 26 6401100000 26 25 9610000000 27 12810100000 27 25 16011000000 27 26 19211100000 27 26 25 2244 主機ID變成10進制 00001 20 100010 21 200011 21 20 3 11110 24 23 22 21 30 子網計算4 4 可用的網段是 192 168 1 0192 168 1 32192 168 1 64192 168 1 96192 168 1 128192 168 1 160192 168 1 192192 168 1 224 每段可用的IP地址是 192 168 1 1 192 168 1 30192 168 1 33 192 168 1 62192 168 1 65 192 168 1 94192 168 1 96 192 168 1 126192 168 1 129 192 168 1 158192 168 1 161 192 168 1 191192 168 1 193 192 168 1 222192 168 1 225 192 168 1 254 Othersubnets 192 168 5 16 192 168 5 32 192 168 5 48 20個子網每子網5臺主機C類IP地址 192 168 5 0 子網規(guī)劃2 1 應該使用的子網掩碼的長度是多少 子網規(guī)劃2 2 2n 202m 2 5m n 8當n 5時 2n 32 20m 3 2m 2 6 5因此 掩碼為29位 255 255 255 248 階段總結 IP數(shù)據包格式IP數(shù)據包頭部長度為多少個字節(jié) 在IP數(shù)據包頭中主要包含哪些信息 IP地址的分類A B C類地址的地址范圍是什么 D類地址是什么地址 子網掩碼的作用是什么 可變長子網掩碼的計算以及子網規(guī)劃 階段練習 IP數(shù)據包頭中的Timetolive表示什么 有什么作用 152 11 22 33是哪一類IP地址 掩碼長度應該是多少 192 168 100 0 26 包含的子網數(shù)與每子網包含的主機數(shù)是多少 每個子網的網絡地址是什么 你是ABC公司的網絡管理員 公司原來使用192 168 2 0網段 現(xiàn)在公司網絡重新設計 并劃分VLAN 公司共有5個部門 最大的部門30人 子網掩碼的長度是多少 ARP協(xié)議4 1 IP地址解析為MAC地址主機10 1 1 1想發(fā)送數(shù)據給主機10 1 1 2 檢查緩存 發(fā)現(xiàn)沒有10 1 1 2的MAC地址 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 ARPCacheInternetAdressPhysicalAdressType ARP協(xié)議4 2 IP地址解析為MAC地址主機10 1 1 1發(fā)送ARP廣播 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 我需要10 1 1 2的MAC地址 ARP協(xié)議4 3 IP地址解析為MAC地址所有主機都接收到10 1 1 1的ARP廣播 但只有10 1 1 2給它一個單播回復 并緩存10 1 1 1的MAC地址 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 我的MAC地址是0800 0020 1111 ARP協(xié)議4 4 IP地址解析為MAC地址主機10 1 1 1將10 1 1 2的MAC地址保存到緩存中 發(fā)送數(shù)據 10 1 1 1 10 1 1 2 10 1 1 3 10 1 1 4 ARPCacheInternetAdressPhysicalAdressType10 1 1 20800 0020 1111Dynamic ARP緩存的查詢 在Windows操作系統(tǒng)中 在Cisco路由器上 R2 showiparpProtocolAddressAge min HardwareAddrTypeInterfaceInternet10 1 1 2 0013 c3c0 04c0ARPAFastEthernet0 0Internet10 1 1 100013 8044 ff40ARPAFastEthernet0 0 RARP協(xié)議2 1 MAC地址解析為IP地址主機A需要一個IP地址 發(fā)送RARP廣播 10 1 1 254 10 1 1 3 10 1 1 4 A 我需要一個IP地址 我的MAC是0800 0020 1111 RARP協(xié)議2 2 MAC地址解析為IP地址主機10 1 1 254是分配IP地址的Server 它將給A一個回復 10 1 1 254 10 1 1 3 10 1 1 4 A 你的IP地址是10 1 1 1 代理ARP工作原理2 1 10 1 1 1 10 1 1 2 IP地址解析為網關的接口MAC地址主機10 1 1 1需要給不在同一網段的主機172 16 1 1發(fā)送數(shù)據 但是不知道它的MAC地址 因此發(fā)送ARP廣播 10 1 1 254 我需要知道172 16 1 1的MAC地址 代理ARP工作理2 2 10 1 1 1 10 1 1 2 IP地址解析為網關的接口MAC地址網關10 1 1 254給10 1 1 1一個單播回復 將自己的接口MAC地址告訴給10 1 1 1 10 1 1 254 用我的MAC地址封裝數(shù)據幀吧 我的MAC是0800 0020 2222 ICMP協(xié)議 ICMP消息通過IP數(shù)據報傳送 被用來發(fā)送錯誤和控制信息 ICMP定義了很多信息類型 例如 目的地不可達TTL超時信息請求信息應答地址請求地址應答 ICMP協(xié)議的應用2 1 ICMP檢測雙向通路的連通性Ping命令使用ICMP協(xié)議Ping t a l字節(jié)數(shù) Ip Adress Target name ICMP協(xié)議的應用2 2 在一臺計算機上向遠程主機發(fā)起ping連接時 可能收到的返回信息有 連接建立成功Replyfrom192 168 1 1 bytes 32time 1msTTL 128目標主機不可達Destinationhostunreachable 請求時間超時Requesttimedout 未知主機名Unknownhostabc Ping命令的參數(shù)3 1 t 一直ping 直到手動關閉 C 為止 Ping命令的參數(shù)3 2 a 顯示對方的主機名 Ping命令的參數(shù)3 3 l字節(jié)數(shù) 發(fā)送指定大小的ping包 階段練習 在主機上怎樣查看ARP緩存表 重新啟動計算機 ARP緩存表中的條目還存在嗎 本章總結 網絡層 網絡層數(shù)據 IP數(shù)據包格式 網絡層地址 IP地址 網絡層協(xié)議 可變長子網掩碼 IP地址分類 ARP協(xié)議 ICMP協(xié)議 默認長度為20字節(jié) IP數(shù)據包頭長度是多少 TTL字段的作用是什么 表示IP數(shù)據包的生命周期 每經過一個網段 數(shù)值減1 Protocol字段的含義是什么 協(xié)議字段 用來標識上層協(xié)議是TCP還是UDP TCP協(xié)議號為6 UDP協(xié)議號為17 SourceIPAdress 源IP地址 發(fā)送端的IP地址 DestinationIPAdress 目標IP地址 接收端的IP地址 A 1 126B 128 191C 192 223D 224 239 VLSM 改變掩碼的長度 來劃分多個子網 ARP 知道IP地址 查找MAC地址 檢測網絡連接情況 Ping命令 RARP 知道MAC地址 查找IP地址 代理ARP 路由器