第3章IP地址與子網(wǎng)劃分

第3章IP地址與子網(wǎng)劃分

項(xiàng)目1雙機(jī)互連對等網(wǎng)絡(luò)的組建

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】熟練掌握IPv4協(xié)議和IP地址。熟練掌握劃分子網(wǎng)的方法。了解IPv6協(xié)議。3.1IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)1．網(wǎng)絡(luò)層的作用（1）路由選擇。通常情況下，從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間會有多條路徑供選擇，而網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)之一就是選擇相應(yīng)的最佳路徑，完成數(shù)據(jù)包的快速傳遞。（2）擁塞控制。在OSI/RM參考模型中，很多個層次都需要考慮流量控制問題，網(wǎng)絡(luò)層所做的流量控制則是對進(jìn)入分組交換網(wǎng)的通信量加以一定的限制，以防止因通信量過大，而造成通信子網(wǎng)性能下降甚至造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。（3）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)層可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)、多個子網(wǎng)和廣域網(wǎng)的互聯(lián)。2．網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)①不可靠的數(shù)據(jù)投遞服務(wù)。IP互聯(lián)網(wǎng)不能證實(shí)發(fā)送的報文是否被正確接收，即不能保證數(shù)據(jù)報的可靠傳遞。②面向無連接的傳輸服務(wù)。從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包可能經(jīng)過不同的傳輸路徑，而且在傳輸過程中數(shù)據(jù)包有可能丟失，也有可能正確到達(dá)。③盡最大努力投遞服務(wù)。IP數(shù)據(jù)包雖是面向無連接的不可靠服務(wù)，但I(xiàn)P互聯(lián)網(wǎng)并不隨意丟棄數(shù)據(jù)包。只有系統(tǒng)資源用盡、接收數(shù)據(jù)錯誤或網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，IP互聯(lián)網(wǎng)才被迫丟棄數(shù)據(jù)包。3．IP互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)①IP互聯(lián)網(wǎng)隱藏了低層物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，為用戶提供通用的、一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。②一個網(wǎng)絡(luò)只要通過路由器與IP互聯(lián)網(wǎng)中任意一個網(wǎng)絡(luò)相連，就具有訪問整個互聯(lián)網(wǎng)的能力。③信息可以跨網(wǎng)傳輸。④網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)使用統(tǒng)一的、全局的地址描述法。⑤IP互聯(lián)網(wǎng)平等對待互聯(lián)網(wǎng)中的每個網(wǎng)絡(luò)。3.2IP地址3.2.1IP地址的結(jié)構(gòu)和分類根據(jù)TCP/IP協(xié)議，連接在Internet上的每個設(shè)備都必須有一個IP地址。IP地址是一個32位的二進(jìn)制數(shù)，可以用十進(jìn)制數(shù)字形式書寫，每8個二進(jìn)制位為一組，用一個十進(jìn)制數(shù)來表示，即0～255。每組之間用“.”隔開，例如168.192.43.10。IP地址包括2個部分：網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號，如圖3-1所示IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號用于標(biāo)明不同的網(wǎng)絡(luò)，而主機(jī)號用于標(biāo)明每一個網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)地址。IP地址主要分為A、B、C、D、E五類，如圖3-2所示。①A類大型網(wǎng)。高8位代表網(wǎng)絡(luò)號，后3個8位代表主機(jī)號，網(wǎng)絡(luò)號的最高位必須是0。十進(jìn)制的第1組數(shù)值所表示的網(wǎng)絡(luò)號范圍為0～127，由于0和127有特殊用途，因此，有效的地址范圍是1～126。每個A類網(wǎng)絡(luò)可連接16777214(=224-2)臺主機(jī)。②B類中型網(wǎng)。前2個8位代表網(wǎng)絡(luò)號，后2個8位代表主機(jī)號，網(wǎng)絡(luò)號的最高位必須是10。十進(jìn)制的第1組數(shù)值范圍為128～191。每個B類網(wǎng)絡(luò)可連65534(=216-2)臺主機(jī)。③C類小型網(wǎng)。前3個8位代表網(wǎng)絡(luò)號，低8位代表主機(jī)號，網(wǎng)絡(luò)號的最高位必須是110。十進(jìn)制的第1組數(shù)值范圍為192～223。每個C類網(wǎng)絡(luò)可連接254(=28-2)臺主機(jī)。④D類、E類為特殊地址。D類用于多播（組播）傳送，十進(jìn)制的第1組數(shù)值范圍為224～239。E類保留用于將來和實(shí)驗(yàn)使用，十進(jìn)制的第1組數(shù)值范圍為240～247。3.2.2特殊IP地址①網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)絡(luò)地址用于表示網(wǎng)絡(luò)本身。具有正常的網(wǎng)絡(luò)號部分，而主機(jī)號部分為全“0”的IP地址稱為網(wǎng)絡(luò)地址。如129.5.0.0就是一個B類網(wǎng)絡(luò)地址。②廣播地址。廣播地址用于向網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備進(jìn)行廣播。具有正常的網(wǎng)絡(luò)號部分，而主機(jī)號部分為全“1”(即255)的IP地址稱為直接廣播地址。如129.5.255.255就是一個B類的直接廣播地址。32位全為“1”(即255.255.255.255)的IP地址稱為有限廣播地址，用于本網(wǎng)廣播。32位全為“0”(即0.0.0.0)的IP地址在路由器中作為默認(rèn)路由，代表所有網(wǎng)絡(luò)。③回送地址。網(wǎng)絡(luò)號不能以十進(jìn)制的127作為開頭，在地址中數(shù)字127保留給系統(tǒng)作診斷用，稱為回送地址。如127.0.0.1用于回路測試。網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號地址類型用途Any全0網(wǎng)絡(luò)地址代表一個網(wǎng)段Any全1直接廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)127Any回送地址回送測試全0所有網(wǎng)絡(luò)在路由器中作為默認(rèn)路由全1有限廣播地址本網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)④私有地址。只能在局域網(wǎng)中使用、不能在Internet上使用的IP地址稱為私有IP地址。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的公有地址不足時，可以通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NetworkAddressTranslation，NAT），利用少量的公有地址把大量的配有私有地址的機(jī)器連接到公用網(wǎng)絡(luò)上。私有IP地址有：10.0.0.0～10.255.255.255，表示1個A類地址。172.16.0.0～172.31.255.255，表示16個B類地址。192.168.0.0～192.168.255.255，表示256個C類地址。3.3子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分3.3.1子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼用于識別IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。子網(wǎng)掩碼也是32位二進(jìn)制數(shù)字，在子網(wǎng)掩碼中，對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)號部分用“1”表示，主機(jī)號部分用“0”表示。由此可知，A類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0；B類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0；C類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。還可以用網(wǎng)絡(luò)前綴法表示子網(wǎng)掩碼，即“/<網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)>”，如138.96.0.0/16表示B類網(wǎng)絡(luò)138.96.0.0的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。net-id(24位)net-id(8位)host-id(24位)net-id(16位)IP地址A類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.0.0.0IP地址B類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.255.0.0IP地址C類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.255.255.0111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111100000000000000001111111100000000host-id(8位)host-id(16位)子網(wǎng)掩碼3.3.2子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分是通過借用IP地址的若干位主機(jī)位來充當(dāng)子網(wǎng)地址（子網(wǎng)號）從而將原網(wǎng)絡(luò)劃分為若干子網(wǎng)而實(shí)現(xiàn)的。1．子網(wǎng)劃分的步驟子網(wǎng)劃分的步驟為：①確定要劃分的子網(wǎng)數(shù)目以及每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)目。②求出子網(wǎng)數(shù)目對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)N及主機(jī)數(shù)目對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)M。③將該IP地址的原有子網(wǎng)掩碼的主機(jī)地址部分的前N位置1(其余全置0)或后M位置0(其余全置1)，這樣就可以得到該IP地址劃分子網(wǎng)后的新子網(wǎng)掩碼。例：給C類網(wǎng)絡(luò)211.168.10.0劃分5個子網(wǎng)，因?yàn)?2-2<5<23-2,所以需要3位子網(wǎng)號，主機(jī)號為8-3=5位。子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224。每個子網(wǎng)可容納25-2=30臺主機(jī)。2．劃分子網(wǎng)時的注意事項(xiàng)①在劃分子網(wǎng)時，不僅要考慮目前需要，還應(yīng)了解將來需要多少子網(wǎng)和主機(jī)。子網(wǎng)掩碼使用較多的主機(jī)位，可以得到更多的子網(wǎng)，節(jié)約了IP地址資源，若將來需要更多子網(wǎng)時，不必再重新分配IP地址，但每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量有限；子網(wǎng)掩碼使用較少的主機(jī)位，每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量允許有更大的增長，但可用子網(wǎng)數(shù)量有限。②一般來說，如果一個網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)太多，網(wǎng)絡(luò)會因?yàn)閺V播通信而飽和。所以，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)數(shù)量的增長是有限的，也就是說，在條件允許的情況下，應(yīng)將更多的主機(jī)位用于子網(wǎng)位。3．劃分子網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)劃分子網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以充分利用IP地址。由于A類網(wǎng)絡(luò)或B類網(wǎng)絡(luò)的地址空間太大，造成在不使用路由設(shè)備的單一網(wǎng)絡(luò)中無法使用全部IP地址。比如，對于一個B類網(wǎng)絡(luò)172.17.0.0，可以有65534（＝216-2）臺主機(jī)，這么多臺主機(jī)在單一網(wǎng)絡(luò)下是無法工作的。因此，為了能更有效地利用IP地址空間，有必要把可用的IP地址分配給更多較小的網(wǎng)絡(luò)。②可以簡化網(wǎng)絡(luò)管理。劃分子網(wǎng)還可以簡化網(wǎng)絡(luò)管理。當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)被劃分為多個子網(wǎng)時，每個子網(wǎng)中的站點(diǎn)數(shù)量就會大大減少，每個子網(wǎng)就變得更加容易管理和控制。每個子網(wǎng)的用戶、計算機(jī)及其子網(wǎng)資源可以讓不同的管理員進(jìn)行管理，減輕了單人管理大型網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。③可以提高網(wǎng)絡(luò)性能。在一個網(wǎng)絡(luò)中，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶和主機(jī)數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)通信也將變得繁忙。繁忙的網(wǎng)絡(luò)通信很容易導(dǎo)致沖突、丟失數(shù)據(jù)包以及數(shù)據(jù)包重傳，因而降低了主機(jī)之間的通信效率。如果將一個大型的網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個子網(wǎng)，并通過路由器將其連接起來，就可以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。這些路由器就像一堵墻把子網(wǎng)隔離開來，使本地的通信不會轉(zhuǎn)發(fā)到其他子網(wǎng)中。使同一個子網(wǎng)中主機(jī)之間進(jìn)行廣播和通信，只能在各自的子網(wǎng)中進(jìn)行。3.4IP數(shù)據(jù)報格式IP數(shù)據(jù)報分為兩大部分：報頭和數(shù)據(jù)區(qū)，其中報頭只是為了正確傳輸高層(即傳輸層)數(shù)據(jù)而增加的控制信息，數(shù)據(jù)區(qū)包括高層需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。1．IPv4數(shù)據(jù)報的主要字段(1)版本。占4位，指IP協(xié)議版本號(一般是4，即IPv4)，不同IP版本規(guī)定的數(shù)據(jù)格式不同。(2)報頭長度。占4位，指數(shù)據(jù)報報頭的長度。以32位(即4個字節(jié))為單位，當(dāng)報頭中無可選項(xiàng)時，報頭的基本長度為5(即20個字節(jié))。(3)服務(wù)類型。占8位，其中3位用于標(biāo)識優(yōu)先級，4個標(biāo)志位：D(延遲)、T(吞吐量)、R(可靠性)和C(代價)，另外1位未用。(4)總長度。占16位，數(shù)據(jù)報的總長度，包括頭部和數(shù)據(jù)，以字節(jié)為單位。(5)標(biāo)識。占16位，源主機(jī)賦予IP數(shù)據(jù)報的標(biāo)識符，目的主機(jī)利用此標(biāo)識判斷此分片屬于哪個數(shù)據(jù)報，以便重組。(6)標(biāo)志。占3位，告訴目的主機(jī)該數(shù)據(jù)報是否已經(jīng)分片，是否是最后的分片。(7)片偏移。占13位，指示本片數(shù)據(jù)在初始IP數(shù)據(jù)報（未分片）中的位置，以8字節(jié)為單位。(8)生存時間(TTL)。占8位，設(shè)計一個計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器值為0時，數(shù)據(jù)報被刪除，避免循環(huán)發(fā)送。(9)協(xié)議。占8位，指示上一層（傳輸層）所采用的協(xié)議，如TCP（6）、UDP（17）等。(10)首部校驗(yàn)和。占16位，只校驗(yàn)數(shù)據(jù)報的報頭，不包括數(shù)據(jù)部分。(11)IP地址。各占32位的源IP地址和目的IP地址分別表示數(shù)據(jù)報發(fā)送方和接收方的IP地址，在整個數(shù)據(jù)報傳輸過程中，這兩個字段的值一直保持不變。(12)可選字段(選項(xiàng))。主要用于控制和測試。既然是選項(xiàng)，用戶可以使用，也可以不使用，但實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議的設(shè)備必須能處理IP選項(xiàng)。（13）填充。在使用選項(xiàng)的過程中，如果造成IP數(shù)據(jù)報的報頭不是32位的整數(shù)倍，這時需要使用“填充”字段湊齊。（14）數(shù)據(jù)部分。本域常包含送往傳輸層的TCP數(shù)據(jù)或UDP數(shù)據(jù)。2．IP選項(xiàng)①源路由。指IP數(shù)據(jù)報穿越互聯(lián)網(wǎng)所經(jīng)過的路徑是由源主機(jī)指定。包括嚴(yán)格路由選項(xiàng)和松散路由選項(xiàng)。嚴(yán)格路由選項(xiàng)規(guī)定IP數(shù)據(jù)報要經(jīng)過路徑上的每一個路由器，相鄰的路由器之間不能有中間路由器，并經(jīng)過的路由器的順序不能改變。松散路由選項(xiàng)給出數(shù)據(jù)報必須要經(jīng)過的路由器列表，并且要求按照列表中的順序前進(jìn)，但是，在途中也允許經(jīng)過其他的路由器。②記錄路由。記錄IP數(shù)據(jù)報從源主機(jī)到目的主機(jī)所經(jīng)過的路徑上各個路由器的IP地址。③時間戳。記錄IP數(shù)據(jù)報經(jīng)過每一個路由器時的時間。3.5IPv6協(xié)議1．IPv6的優(yōu)點(diǎn)與IPv4相比，IPv6主要有以下的優(yōu)點(diǎn)：①超大的地址空間。IPv6將IP地址從32位增加到128位，所包含的地址數(shù)目高達(dá)2128≈3.4×1038個。如果所有地址平均分散在整個地球表面，每平方米大約有1024個地址，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地球上的人數(shù)。②更好的首部格式。IPv6采用了新的首部格式，將選項(xiàng)與基本首部分開，并將選項(xiàng)插入到首部與上層數(shù)據(jù)之間。首部具有固定的40字節(jié)的長度，簡化和加速了路由選擇的過程。③增加了新的選項(xiàng)。IPv6有一些新的選項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)附加的功能。④允許擴(kuò)充。留有充分的備用地址空間和選項(xiàng)空間，當(dāng)有新的技術(shù)或應(yīng)用需要時允許協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充。⑤支持資源分配。在IPv6中刪除了IPv4中的服務(wù)類型，但增加了流標(biāo)記字段，可用來標(biāo)識特定的用戶數(shù)據(jù)流或通信量類型，以支持實(shí)時音頻和視頻等需實(shí)時通信的通信量。⑥增加了安全性考慮。擴(kuò)展了對認(rèn)證、數(shù)據(jù)一致性和數(shù)據(jù)保密的支持。2．IPv6地址(1)IPv6的地址表示IPv6地址采用128位二進(jìn)制數(shù)，其表示格式有：①首選格式：按16位一組，每組轉(zhuǎn)換為4位十六進(jìn)制數(shù)，并用冒號隔開。如：21DA:0000:0000:0000:02AA:000F:FE08:9C5A②壓縮表示：一組中的前導(dǎo)0可以不寫；在有多個0連續(xù)出現(xiàn)時，可以用一對冒號取代，且只能取代一次。如上面地址可表示為：

21DA:0:0:0:2AA:F:FE08:9C5A或21DA::2AA:F:FE08:9C5A③內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址。為了從IPv4平穩(wěn)過渡到IPv6，IPv6引入一種特殊的格式，即在IPv4地址前置96個0，保留十進(jìn)制點(diǎn)分格式，如::192.168.0.1。(2)IPv6掩碼與無類域間路由(CIDR)類似，IPv6掩碼采用前綴表示法，即表示成：IPv6地址/前綴長度，如21DA::2AA:F:FE08:9C5A/64。(3)IPv6地址類型IPv6地址有3種類型，即單播、組播和任播。IPv6取消了廣播類型。①單播地址。單播地址是點(diǎn)對點(diǎn)通信時使用的地址，該地址僅標(biāo)識一個接口。②組播地址。組播地址(前8位均為“1”)表示主機(jī)組，它標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送給組播的分組必須交付到該組中的所有成員。③任播地址。任播地址也表示主機(jī)組，但它用于標(biāo)識屬于同一個系統(tǒng)的一組網(wǎng)絡(luò)接口(通常屬于不同的節(jié)點(diǎn))，路由器會將目的地址是任播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給距離本地路由器最近的一個網(wǎng)絡(luò)接口。如移動用戶上網(wǎng)就需要因地理位置的不同，而接入離用戶距離最近的一個接收站，這樣才可以使移動用戶在地理位置上不受太多的限制。當(dāng)一個單播地址被分配給多于1個的接口時，就屬于任播地址。任播地址從單播地址中分配，可使用單播地址的任何格式，從語法上任播地址與單播地址沒有任何區(qū)別。(4)特殊IPv6地址當(dāng)所有128位都為“0”時(即0:0:0:0:0:0:0:0)，如果主機(jī)不知道自己的IP地址，在發(fā)送查詢報文時用做源IP地址。注意該地址不能用做目的IP地址。當(dāng)前127位為“0”，而第128位為“1”時(即0:0:0:0:0:0:0:1)，作為回送地址使用。當(dāng)前96位為“0”，而最后32位為IPv4地址時，用做在IPv4向IPv6過渡期兩者兼容時使用的內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址。3．IPv6數(shù)據(jù)報格式IPv6數(shù)據(jù)報由一個IPv6的基本報頭、多個擴(kuò)展報頭和一個高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元組成?；緢箢^長度為40個字節(jié)。一些可選的內(nèi)容放在擴(kuò)展報頭中實(shí)現(xiàn)，此種設(shè)計方法可提高數(shù)據(jù)報的處理效率。IPv6數(shù)據(jù)報格式不向下兼容IPv4。IPv6數(shù)據(jù)報的主要字段有：(1)版本。占4位，取值為6，表示是IPv6協(xié)議。(2)通信流類別。占8位，表示IPv6的數(shù)據(jù)報類型或優(yōu)先級，以提供區(qū)分服務(wù)。(3)流標(biāo)簽。占20位，用來標(biāo)識這個IP數(shù)據(jù)報屬于源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的一個特定數(shù)據(jù)報序列。流是指從某個源節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的分組群中，源節(jié)點(diǎn)要求中間路由器進(jìn)行特殊處理的分組。(4)有效載荷長度。占16位，是指除基本報頭之外的數(shù)據(jù)，包含擴(kuò)展報頭和高層數(shù)據(jù)。(5)下一個報頭。占8位，如果存在擴(kuò)展報頭，該字段的值用于指定下一個擴(kuò)展報頭的類型；如果無擴(kuò)展報頭，該字段的值指明高層數(shù)據(jù)的類型，如TCP(6)、UDP(17)等。(6)跳數(shù)限制。占8位，指IP數(shù)據(jù)報被丟棄之前可以被路由器轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。(7)源IP地址。占128位，指發(fā)送方的IPv6地址。(8)目的IP地址。占128位，在大多情況下，該字段為最終目的節(jié)點(diǎn)的IPv6地址，如果有路由擴(kuò)展報頭，目的IP地址可能為下一個轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IPv6地址。(9)IPv6擴(kuò)展報頭。擴(kuò)展報頭是可選報頭，緊接在基本報頭之后，IPv6數(shù)據(jù)報可包含多個擴(kuò)展報頭，而且擴(kuò)展報頭的長度并不固定，IPv6擴(kuò)展報頭代替了IPv4報頭中的選項(xiàng)字段。IPv6的基本報頭為固定40字節(jié)長，一些可選報頭信息由IPv6擴(kuò)展報頭實(shí)現(xiàn)。IPv6的基本報頭中“下一個報頭”字段指出第一個擴(kuò)展報頭類型。每個擴(kuò)展報頭中都包含“下一個報頭”字段，用以指出后繼擴(kuò)展報頭類型。最后一個擴(kuò)展報頭中的“下一個報頭”字段指出高層協(xié)議的類型。擴(kuò)展報頭包含的內(nèi)容：①逐跳選項(xiàng)報頭。類型為0，由中間路由器處理的擴(kuò)展報頭。②目的站選項(xiàng)報頭。類型為60，用于攜帶由目的節(jié)點(diǎn)檢查的信息。③路由報頭。類型為43，用來指出數(shù)據(jù)報從數(shù)據(jù)源到目的節(jié)點(diǎn)傳輸過程中，需要經(jīng)過的一個或多個中間路由器。④分片報頭。類型為44，IPv6對分片的處理類似于IPv4，該字段包括數(shù)據(jù)報標(biāo)識符、段號和是否終止標(biāo)識符。在IPv6中，只能由源主機(jī)對數(shù)據(jù)報進(jìn)行分片，源主機(jī)對數(shù)據(jù)報分片后要加分片選項(xiàng)擴(kuò)展頭。⑤認(rèn)證報頭。類型為51，用于攜帶通信雙方進(jìn)行認(rèn)證所需的參數(shù)。⑥封裝安全有效載荷報頭。類型為52，與認(rèn)證報頭結(jié)合使用，也可單獨(dú)使用，用于攜帶通信雙方進(jìn)行認(rèn)證和加密所需的參數(shù)。4．IPv6地址的自動配置①無狀態(tài)地址配置：128位的IPv6地址由64位前綴和64位網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識符(網(wǎng)卡MAC地址，IPv6中IEEE已經(jīng)將網(wǎng)卡MAC地址由48位改為64位)組成。如果主機(jī)與本地網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)通信，可以直接通信，這是因?yàn)樗鼈兲幱谕痪W(wǎng)絡(luò)中，有相同的64位前綴；如果與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，主機(jī)需要從網(wǎng)絡(luò)的路由器中獲得該網(wǎng)絡(luò)使用的網(wǎng)絡(luò)前綴，然后與64位網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識符結(jié)合形成有效的IPv6地址。②有狀態(tài)地址配置：自動配置需要DHCPv6服務(wù)器的支持，主機(jī)向本地連接中所有DHCPv6服務(wù)器發(fā)多點(diǎn)廣播“DHCP請求信息”，DHCPv6返回“DHCP應(yīng)答消息”中分配的地址給請求主機(jī)，主機(jī)利用該地址作為自己的IPv6地址進(jìn)行配置。3.6本章實(shí)訓(xùn)3.6.1實(shí)訓(xùn)1:IP地址與子網(wǎng)劃分1．實(shí)訓(xùn)目標(biāo)正確配置IP地址和子網(wǎng)掩碼。掌握子網(wǎng)劃分的方法。2．完成實(shí)訓(xùn)所需的設(shè)備和軟件安裝Windows10操作系統(tǒng)的計算機(jī)5臺（PC1、PC2、PC3、PC4、PC5）。交換機(jī)1臺，直通線5根。3．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4．實(shí)施步驟(1)硬件連接如圖3-6所示，將5條直通雙絞線的兩端分別插入每臺計算機(jī)網(wǎng)卡的RJ-45接口和交換機(jī)的RJ-45接口中，檢查網(wǎng)卡和交換機(jī)的相應(yīng)指示燈是否亮起，判斷網(wǎng)絡(luò)是否正常連通。(2)TCP/IP協(xié)議配置步驟1：配置PC1計算機(jī)的IP地址為192.168.1.10，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；配置PC2計算機(jī)的IP地址為192.168.1.20，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；配置PC3計算機(jī)的IP地址為192.168.1.30，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；配置PC4計算機(jī)的IP地址為192.168.1.40，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；配置PC5計算機(jī)的IP地址為192.168.1.50，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。步驟2：在PC1、PC2、PC3、PC4、PC5之間用ping命令測試網(wǎng)絡(luò)的連通性，測試結(jié)果填入表3-4中。(3)劃分子網(wǎng)1步驟1：保持PC1、PC2、PC3這3臺計算機(jī)的IP地址不變，而將它們的子網(wǎng)掩碼都修改為255.255.255.224。步驟2：在PC1、PC2、PC3之間用ping命令測試網(wǎng)絡(luò)的連通性，測試結(jié)果填入表3-5中。(4)劃分子網(wǎng)2步驟1：保持PC4、PC5這2臺計算機(jī)的IP地址不變，而將它們的子網(wǎng)掩碼都修