路由與交換技術(shù)-第一章

路由與交換技術(shù)課前提問1、請簡述IP協(xié)議的主要內(nèi)容？2、請簡單描述一下在南航寢室上網(wǎng)是何種方式，這個過程中使用了哪些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？第一章IP網(wǎng)絡(luò)1、IP協(xié)議（InternetProtocolRFC-791）IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它定義了相互通信的兩個節(jié)點之間網(wǎng)絡(luò)層交互方式的標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容包括設(shè)備地址表示、控制與管理、設(shè)備間信息傳輸實現(xiàn)。TCP/IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)議。2、IP地址符合IP協(xié)議的的地址。第一章IP網(wǎng)絡(luò)3、IP網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)特征

i)分組交換

ii)面向無連接4、IP地址與MAC地址

IP地址位于網(wǎng)絡(luò)層，用于網(wǎng)絡(luò)間的通信。

MAC地址位于物理層，用于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信。換言之：通信最終是基于MAC地址的，而網(wǎng)絡(luò)間主機(jī)的定位是基于IP地址。問題：IP地址如何轉(zhuǎn)換成為MAC地址？第一章IP網(wǎng)絡(luò)5、網(wǎng)絡(luò)間通信

i)IP地址—(ARP查詢)MAC地址

ii)MAC地址—(DHCP分配)IP地址問題：通信是否有IP地址和MAC地址就足夠了？

iii)IP地址—(NAT/NAPT)IP地址6、IPv4地址方案

i)有類地址方案

1)這是一種全球唯一的編址方案。2)IP地址是層次結(jié)構(gòu)，分為網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）3)是分類的：

A、B、C類為單播地址；D類為多播地址（Multicast）；E類為保留地址。A類地址B類地址C類地址D類地址E類地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址00網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址110網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址1110組播地址1保留0111107815162324316、IPv4地址方案（續(xù)）

4）特殊IP地址10.0.0.0：10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0：172.16.0.0～172.31.255.255192.168.0.0:192.168.0.0～192.168.255.255127.xxx.xxx.xxx回送地址第一章IP網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)中的廣播本網(wǎng)中的主機(jī)本機(jī)對一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的廣播10主機(jī)0網(wǎng)絡(luò)1127任意值回路第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）5）優(yōu)缺點:優(yōu)點：減小轉(zhuǎn)發(fā)表

缺點：缺少分配、管理的靈活性,造成浪費目標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)路由轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)段1網(wǎng)段2第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）

ii)無類IP地址方案1)引入子網(wǎng)掩碼

xxx.xxx.xxx.xxx/yy2)劃分子網(wǎng)子網(wǎng)數(shù)、子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)、子網(wǎng)地址、子網(wǎng)廣播地址目標(biāo)子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)路由轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)段3網(wǎng)段4課堂練習(xí)

學(xué)校某系分配到IP網(wǎng)段192.168.1.0,因該系有四個辦公室，各辦公室分別有120、58、27，10臺電腦，請你為該系設(shè)計子網(wǎng)劃分方案；繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；寫出路由器中路由表的設(shè)置情況。第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）3)優(yōu)缺點

優(yōu)點：增強(qiáng)了分配、管理的靈活性，減小了路由表。缺點：仍存在較大的IP地址浪費。問題：子網(wǎng)技術(shù)是否能節(jié)約IP地址？

第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）

iii)可變長子網(wǎng)(VLSM--VariableLengthSubnetMask)

1)建立在無類別IP地址基礎(chǔ)之上2)路由器必須實現(xiàn)“最長匹配”轉(zhuǎn)發(fā)算法3)在分配子網(wǎng)時必須保證“子網(wǎng)族”共享同一組最高有效位。4)路由協(xié)議必須支持VLSM目標(biāo)子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)路由轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)段3網(wǎng)段4R1R2R3192.168.1.1/24192.168.1.2/24192.168.2.1/25192.168.2.2/25192.168.3.154/26VLSM條件下的子網(wǎng)E1/0E1/0S2/0S2/0E1/0課堂提問1、按要求作VLSM劃分：192.168.1.0/302、在一個點到點的廣域網(wǎng)鏈路上配置IP地址，設(shè)計VLSM，請問，它的子網(wǎng)掩碼是多少3、網(wǎng)絡(luò)地址為172.16.0.0，現(xiàn)在需要使用VLSM，滿足100個子網(wǎng)，且每子網(wǎng)下可用的主機(jī)數(shù)為500。4、網(wǎng)絡(luò)掩碼為27位，要求選擇以下哪些是可用的主機(jī)地址。A，11.244.18.63D，192.168.15.87B，90.10.170.93E，200.45.115.159C，143.187.15.87F，216.66.192.79第一章IP網(wǎng)絡(luò)6、IPv4地址方案（續(xù)）

iv)無類域間路由(CIDR—ClasslessInter-DomainRouting)

用于聚合多個C類地址。

轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)子網(wǎng)掩碼目標(biāo)路由轉(zhuǎn)發(fā)表網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)段3網(wǎng)段4課堂提問1、如果一個公司有4000臺電腦，現(xiàn)需要申請IP地址，你現(xiàn)在只有足夠的連續(xù)C類地址，請試為該公司分配IP網(wǎng)段。2、設(shè)下面4條路由：172.18.129.0/24，172.18.130.0/24，172.18.132.0/24，172.18.133.0/24，如果僅僅路由聚合，能覆蓋這4條路由的地址是（）A.172.18.128.0/21B.172.18.128.0/22C.172.18.130.0/22D.172.18.132.0/23第一章IP網(wǎng)絡(luò)7、IPv4包格式

IP包大小的不確定性產(chǎn)生了拆分的需求。高層數(shù)據(jù)(有效載荷)IP包頭版本0481631包頭長度服務(wù)類型總長度標(biāo)識標(biāo)志片偏移生存時間頭校驗和源IP地址目的IP地址選項（長度可變）填充協(xié)議第一章IP網(wǎng)絡(luò)8、IPv4可選項9、IPv4的缺陷

1）地址空間不夠2）安全性較差3）配置較復(fù)雜4）對移動性支持不足5）對服務(wù)質(zhì)量控制支持不足選項類型描述安全選項表示該數(shù)據(jù)包的保密級別嚴(yán)格源路由給出完整的路徑表松散源路由給出所要經(jīng)歷的路由器的地址表路由記錄讓每個路由器在IP報文中記錄其IP地址時間戳讓每個路由器記錄IP報文經(jīng)過時的時間戳第一章IP網(wǎng)絡(luò)9、IPv6簡介

i)IPv6地址 128位：寫成8個16位無符號整數(shù)，以：分隔，允許簡寫、縮寫。

ii)IPv6幀格式高層數(shù)據(jù)(有效載荷)IP包頭版本0481631優(yōu)先級流標(biāo)簽（24bit）凈荷長度(16bit)HOP限制源IP地址目的IP地址下一包頭高層數(shù)據(jù)(有效載荷)IP包頭版本04816