网络与路由交换基础_04_计算机网络层协议

《网络基础》课程内容第1章网络技术基础第2章物理层第3章数据链路层与交换机第4章计算机网络层协议第5章静态路由与配置第6章传输层与应用层协议第7章广域网技术第4章计算机网络层协议本章结构网络层网络层数据：IP数据包格式网络层地址：IP地址网络层协议可变长子网掩码IP地址分类ARP协议ICMP协议掌握IP地址的分类能够进行子网划分计算•根据掩码的长度计算出子网中可用的主机数量•根据网络中要求的子网数和每子网主机数计算出掩码的长度理解网络层的协议的工作原理•了解ARP、RARP和ICMP协议的工作过程•了解代理ARP的工作原理课程目标定义了基于IP协议的逻辑地址连接不同的媒介类型选择数据通过网络的最佳路径网络层的功能IP地址的作用用来标识一个节点的网络地址192.168.1.100192.168.2.100192.168.2.101192.168.1.0192.168.2.0192.168.3.0192.168.3.100二进制10进制逢10升位•包含数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、92进制逢2升位•只包含数字0、110进制数2进制数001121031141005101611071118100091001101010二－十进制转换十进制的8转换成二进制数是多少？因此，十进制的8转换成二进制为100082422210001余数十－二进制转换二进制的1001对应十进制数是多少？因此，二进制的1001是十进制中的910012322212023＋0＋0＋20＝8＋1＝9点分十进制最大值10101100二进制十进制例子二进制例子255255255255NetworkHost1286432168421111111111111111111111111111111110001000001111010110011001721612212864321684211286432168421128643216842132bits20225510101100IP地址的组成1891617242532IP地址的分类A类:Bits:0NNNNNNNHostHostHost范围(1-126)B类:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost范围(128-191)C类:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost范围(192-223)D类:Bits:1110MMMMMulticastGroupMulticastGroupMulticastGroup范围(224-239)1891617242532189161724253218916172425321891617242532子网掩码的使用子网掩码:255.0.0.0100.50.20.2100.50.20.3100.50.30.2100.60.30.2ABCD网络ID相同，在同一网段，可以通信网络IDA的主机ID255.255.0.0100.0.0.0.50.20.2100.50.0.0.20.2A与C不在同一网段，不能通信255.255.255.0100.50.20.0.2A与C、D不在同一网段，不能通信划分子网划分子网的作用•通过将子网掩码变长，将大的网络划分成多个小的网络未划分子网的IP地址网络172.16.0.0，掩码255.255.0.0172.16.0.0172.16.0.1172.16.0.2172.16.0.3…...172.16.255.253172.16.255.254划分子网后的IP地址掩码变成255.255.255.0网络划分为172.16.0.0、172.16.2.0、……172.16.255.0网络ID172.16.0.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.1.0…...变长子网掩码（VLSM）标准长度的子网掩码•255.0.0.0或/8•255.255.0.0或/16•255.255.255.0或/24可变长的子网掩码•128（10000000）例如：255.255.255.128或/25•192（11000000）例如：255.255.192.0或/18•224（11100000）例如：255.255.255.224或/27•240（11110000）例如：255.240.0.0或/12•248（11111000）例如：255.255.255.248或/29•252（11111100）例如：255.255.255.252或/30子网计算Othersubnets192.168.1.32192.168.1.64192.168.1.96子网掩码为255.255.255.224时，可以划分的子网个数和每子网的主机数是多少？网络ID可以是：主机ID可以是：000010001000011...11110子网计算(续)I.192.168.1.0，掩码由/24变为/27（255.255.255.224）II.将掩码变成二进制224：11100000000001010011100101110111子网计算(续)III.网络ID变成十进制00000000→000100000→25→3201000000→26→6401100000→26+25→9610000000→27→12810100000→27+25→16011000000→27+26→19211100000→27+26+25→224IV.主机ID变成十进制00001→20→100010→21→200011→21＋20→300100→22→4……11110→24＋23＋22＋21→30子网计算(续)可用的网段和主机地址范围192.168.1.0——192.168.1.1～192.168.1.30192.168.1.32——192.168.1.33～192.168.1.62192.168.1.64——192.168.1.65～192.168.1.94192.168.1.96——192.168.1.97～192.168.1.126192.168.1.128——192.168.1.129～192.168.1.158192.168.1.160——192.168.1.161～192.168.1.190192.168.1.192——192.168.1.193～192.168.1.222192.168.1.224——192.168.1.225～192.168.1.254子网规划Othersubnets192.168.5.16192.168.5.32192.168.5.483个子网每子网60台主机C类IP地址:192.168.5.0/24应该使用的子网掩码的长度是多少？子网规划(续)2n32m－260m+n=8当n＝2时，22＝43m＝6，26－2＝6260因此，掩码为26位，255.255.255.192阶段练习A、B、C类地址的地址范围是什么？子网掩码的作用是什么？152.11.22.33是哪类标准IP地址？掩码长度应该是多少？192.168.100.0/26，包含的子网数与每子网包含的主机数是多少？每个子网的网络地址是什么？你公司原来使用192.168.2.0网段，现在公司网络重新设计，并划分网段，公司共有5个部门，最大的部门30人，子网掩码的长度是多少？ARP协议IP地址解析为MAC地址•主机10.1.1.1想发送数据给主机10.1.1.2，检查缓存，发现没有10.1.1.2的MAC地址10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4ARPCacheInternetAdressPhysicalAdressTypeARP协议(续)IP地址解析为MAC地址•主机10.1.1.1发送ARP广播10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4我是10.1.1.1我需要10.1.1.2的MAC地址ARP协议(续)IP地址解析为MAC地址•所有主机都接收到10.1.1.1的ARP广播，但只有10.1.1.2给它一个单播回复，并缓存10.1.1.1的MAC地址10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4我是10.1.1.2我的MAC地址是0800.0020.1111ARP协议(续)IP地址解析为MAC地址•主机10.1.1.1将10.1.1.2的MAC地址保存到缓存中，发送数据10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4ARPCacheInternetAdressPhysicalAdressType10.1.1.20800.0020.1111DynamicARP缓存的查询在Windows操作系统中在Cisco路由器上Router#showiparpProtocolAddressAge(min)HardwareAddrTypeInterfaceInternet10.1.1.2-0013.c3c0.04c0ARPAFastEthernet0/0Internet10.1.1.100013.8044.ff40ARPAFastEthernet0/0RARP协议MAC地址解析为IP地址•主机A需要一个IP地址，发送RARP广播10.1.1.25410.1.1.310.1.1.4ADHCPServer我需要一个IP地址，我的MAC是0800.0020.1111RARP协议(续)MAC地址解析为IP地址•主机10.1.1.254是分配IP地址的Server，它将给A一个回复10.1.1.310.1.1.4A你的IP地址是10.1.1.110.1.1.254DHCPServer代理ARP工作原理IP地址解析为网关的接口MAC地址•主机10.1.1.1需要给不在同一网段的主机172.16.1.1发送数据，但是不知道它的MAC地址，因此发送ARP广播10.1.1.110.1.1.2172.16.1.110.1.1.254我是10.1.1.1我需要172.16.1.1的MAC地址代理ARP工作原理(续)IP地址解析为网关的接口MAC地址•网关10.1.1.254给10.1.1.1一个单播回复，将自己的接口MAC地址告诉给10.1.1.110.1.1.110.1.1.2172.16.1.110.1.1.254用我的MAC地址封装数据帧吧，我的MAC是0800.0020.2222ICMP协议InternetControlMessageProtocol•Internet控制消息协议ICMP消息通过IP数据报传送，被用来发送错误和控制信息。ICMP定义了很多信息类型，例如：•目的地不可达•TTL超时•信息请求/应答•地址请求/应答ICMP协议的应用ICMP检测双向通路的连通性Ping命令使用ICMP协议•Ping[-t][-a][-l字节数]Ip_Adress|Target_name在一台计算机上向远程主机发起ping连接时，可能收到的返回信息有：•连接建立成功Replyfrom192.168.1.1:bytes=32time1msTTL=128•目标主机不可达Destinationhostunreachable.•请求时间超时Requesttimedout.•未知主机名Unknownhostabc.ICMP协议的应用(续)Ping命令的参数-t：一直ping，直到手动关闭（＾C）为止Ping命令的参数(续)-a：显示对方的主机名Ping命令的参数(续)-l字节数：发送指定大小的ping包任务1划分子网任务2查看ARP地址解析过程任务3ping命令的使用实验任务1划分子网IP地址范围192.168.10.0/24，现在需要将此网段划分成14个子网，每个子网不少于12台主机，求每个子网可用的网段和主机地址范围IP地址为129.11.35.49/27的网络ID是什么？可用主机ID的地址范围是什么？任务2查看ARP地址解析过程使用arp–d清空ARP缓存表使用arp–a在主机上查看ARP缓存表Ping通同网段主机再查看ARP缓存表任务3ping