IP編址與路由Page2前言網(wǎng)絡層位于TCP/IP協(xié)議棧第三層。在數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層中間，網(wǎng)絡層通過定義一些協(xié)議保證了數(shù)據(jù)包的正確轉發(fā)。Page3培訓目標學完本課程后，您應該能：掌握IP地址分類合理進行子網(wǎng)地址劃分理解ARP/RARP協(xié)議原理了解路由器工作原理Page4目錄IP地址網(wǎng)絡層協(xié)議路由器工作原理Page5數(shù)據(jù)封裝與解封裝數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP報頭0上層數(shù)據(jù)IP報頭FCS上層數(shù)據(jù)LLC報頭FCS上層數(shù)據(jù)MAC報頭物理層應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層TCP報頭IP報頭LLC報頭0MAC報頭數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP+上層數(shù)據(jù)IP+TCP+上層數(shù)據(jù)LLC報頭+IP+TCP+上層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段分組幀比特Page6網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)封裝171.17.1.1IP地址源地址……數(shù)據(jù)目的地址上層數(shù)據(jù)TCP報頭上層數(shù)據(jù)IP報頭傳輸層網(wǎng)絡層Page7IP地址主機地址網(wǎng)絡地址IP地址IP地址唯一標識一臺網(wǎng)絡設備，由32個二進制位組成IP地址采用點分十進制格式顯示IP地址分為兩部分網(wǎng)絡地址部分主機地址部分Page8IP地址分類A類地址B類地址C類地址D類地址E類地址128.0.0.0~191.255.255.255

192.0.0.0~223.255.255.255

224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.25511110保留1.0.0.0~126.255.255.255Host(24bit)0Network(7bit)Host(8bit)Network(21bit)1101110組播地址Host(16bit)10Network(14bit)Page9特殊IP地址網(wǎng)絡部分主機部分地址類型用途Any全“0”網(wǎng)絡地址代表一個網(wǎng)段Any全“1”廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點127Any環(huán)回地址環(huán)回測試全“0”所有網(wǎng)絡華為VRP路由器用于指定默認路由全“1”廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點Page10私有IP地址私有IP地址10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255Page11掩碼介紹使用掩碼（masking）區(qū)分網(wǎng)絡部分和主機部分掩碼使用與IP地址一樣的格式掩碼的網(wǎng)絡部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機部分全都是0例如：B類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡掩碼為255.255.0.0Page12網(wǎng)絡地址與掩碼IP地址：子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡地址：192.168.1255.255.255192.168.1.100.0.0Page13進制轉換十進制總和為2551111111112481632641288bit二進制2021222425262723Page14進制的轉換示例100101111*10*20*41*80*161*321*641*128233+++++++643200101288例子：Page15IP地址的進制轉換IP地址：192.168.1.11(十進制)

字節(jié)（8位）

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272625242322212027262524232221202726252423222120272625242322212019216811111000000101010000000000100001011二進制數(shù)：11000000.10101000.00000001.00001011Page16無子網(wǎng)編址無子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對網(wǎng)段進行細分。比如B類網(wǎng)段172.16.0.0，使用自然掩碼255.255.0.0172.16.30.1/16172.16.28.1/16以太網(wǎng)172.16.30.10/16Page17帶子網(wǎng)編址B類網(wǎng)段172.16.0.0172.16.8.1/24172.16.4.1/24以太網(wǎng)以太網(wǎng)Page18子網(wǎng)掩碼的表示方法

255.255.255.24011111111111111111111111111110000

192.168.1.7110000001010100000000001000001118+8+8+4=28192.168.1.7/28IP地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼比特數(shù)子網(wǎng)掩碼表示Page19網(wǎng)絡地址的計算192.168.1.0/2811000000101010000000000100000000IP地址為:192.168.1.7/28

192.168.1.711000000101010000000000100000111

255.255.255.24011111111111111111111111111110000IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址(二進制)網(wǎng)絡地址Page20主機數(shù)的計算主機數(shù)為：2n可用主機數(shù)為:2n-2子網(wǎng)掩碼N位網(wǎng)絡位主機位111111111111110000000000000010Page21主機數(shù)計算舉例IP地址為：192.168.1.100/28/28=255.255.255.240該子網(wǎng)掩碼二進制表示為：28bits網(wǎng)絡位4bits

主機位主機總數(shù)為：24可用主機數(shù)為:24-211111111．11111111．11111111．11110000Page22子網(wǎng)規(guī)劃舉例例子：某公司分配到C類地址201.222.5.0。假設需要20個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有5臺主機，我們該如何劃分？子網(wǎng)地址可用的主機地址201.222.5.8/29201.222.5.9~201.222.5.14201.222.5.16/29201.222.5.17~201.222.5.22…………201.222.5.232/29201.222.5.233~201.222.5.238201.222.5.240/29201.222.5.241~201.222.5.246Page23B類子網(wǎng)規(guī)劃實例子網(wǎng)地址172.16.2.0主機地址172.16.2.1－172.16.2.254廣播地址172.16.2.255IP主機地址172.16.2.120子網(wǎng)掩碼255.255.255.0Page24C類子網(wǎng)規(guī)劃實例子網(wǎng)地址192.168.5.120主機地址192.168.5.121-192.168.5.126廣播地址192.168.5.127IP主機地址192.168.5.121子網(wǎng)掩碼255.255.255.248Page25變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）ISP通告192.168.1.0192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30Page26Internet無類域間路由（CIDR）CIDR(ClasslessInterDomainRouting)減少了路由表的規(guī)模，增強了網(wǎng)絡的可擴展性。198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16Page27目錄IP地址網(wǎng)絡層協(xié)議路由器工作原理Page28ARP需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FD-00-00-11IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FD-00-00-12ARPRequest?ARPReply10.0.0.2對應的MAC：00-E0-FD-00-00-12ARP--地址解析協(xié)議(AddressResolutionProtocol)廣播單播HostAHostB①②Page29ProxyARP如果ARP請求是從一個網(wǎng)絡的主機發(fā)往另一個網(wǎng)絡上的主機，那么連接這兩個網(wǎng)絡的路由器就可以回答該請求，這個過程稱作委托ARP或ARP代理(ProxyARP)。網(wǎng)絡A網(wǎng)絡BARPRequestARPReply①②Page30GratuitousARP需要10.0.0.1的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FD-00-00-11IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FD-00-00-12ARPRequest?ARPReply10.0.0.1對應的MAC：00-E0-FD-00-00-12廣播單播HostAHostB生成錯誤消息①②③Page31RARP我的IP地址是什么？無盤工作站RARPServerRARPRequest?RARPReply你的IP地址是10.0.0.1RARP--逆向地址解析協(xié)議(ReverseAddressResolutionProtocol)Page32目錄IP地址網(wǎng)絡層協(xié)議路由器工作原理Page33路由器作用路由器運行在網(wǎng)絡層，核心作用是實現(xiàn)網(wǎng)絡互連。分組數(shù)據(jù)轉發(fā)路由（尋徑）：路由表建立、刷新、查找子網(wǎng)間的速率適配隔離網(wǎng)絡，防止網(wǎng)絡風暴，指定訪問規(guī)則（防火墻）異種網(wǎng)絡互連Page34路由器工作過程網(wǎng)絡層鏈路層