計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版課件第4章 網(wǎng)絡(luò)層

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第 4章 網(wǎng)絡(luò)層n本章最重要的概念是：nIP地址與物理地址的關(guān)系。n分類的IP地址(包括子網(wǎng)掩碼)和無分類域間路由選擇CIDR。n路由選擇協(xié)議的工作原理。第4章 網(wǎng)絡(luò)層.4 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMPICMPn以小寫字母i開始的。n以大寫字母I開始的。4.1.2 中繼設(shè)備中繼設(shè)備 將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些(或)，ISO的術(shù)語稱之為(relay)系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種不同的中繼系統(tǒng)。 （1）物理層中繼系統(tǒng)，即(repeater)。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即或(bridge)。 （3）網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即(router)。 （4）網(wǎng)橋和路由器

2、的混合物(brouter)。 （5）在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)稱為(gateway)，也有人稱之為網(wǎng)間連接器、信關(guān)或聯(lián)網(wǎng)機(jī)。 中繼器又稱中繼器又稱“轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器”，它是最簡單的和最便宜，它是最簡單的和最便宜的網(wǎng)間連接設(shè)備。中繼器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接。的網(wǎng)間連接設(shè)備。中繼器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接。在以太網(wǎng)中，它用于連接在以太網(wǎng)中，它用于連接CSMA/CD訪問控制方式的訪問控制方式的以太網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)局域網(wǎng)網(wǎng)段的跨越距離過長，使得信號以太網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)局域網(wǎng)網(wǎng)段的跨越距離過長，使得信號衰減，從而導(dǎo)致接收設(shè)備無法識別時(shí)，就應(yīng)加裝中繼衰減，從而導(dǎo)致接收設(shè)備無法識別時(shí)，就應(yīng)加裝中繼器，用來加強(qiáng)信號。由此可見，器，

3、用來加強(qiáng)信號。由此可見，中繼器起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)中繼器起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)連接距離和擴(kuò)充工作站數(shù)目的作用連接距離和擴(kuò)充工作站數(shù)目的作用；此外，；此外，中繼器還中繼器還起著接收、放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)信息的作用起著接收、放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)信息的作用。中繼。中繼器的外型就像一個(gè)小盒子，連接著兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜段。器的外型就像一個(gè)小盒子，連接著兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜段。它放大、整形、并且重新產(chǎn)生電纜上的數(shù)字信號；之它放大、整形、并且重新產(chǎn)生電纜上的數(shù)字信號；之后，按原來的方向重新發(fā)送該再生信號。后，按原來的方向重新發(fā)送該再生信號。一、中繼器一、中繼器(Repeater，又稱轉(zhuǎn)發(fā)器，又稱轉(zhuǎn)發(fā)器)1. 中繼器的功能和使用方式中繼器的

4、功能和使用方式2. 中繼器的應(yīng)用特點(diǎn)中繼器的應(yīng)用特點(diǎn)(1) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 中繼器可以輕易的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的長度。中繼器可以輕易的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的長度。 使用中繼器網(wǎng)絡(luò)傳輸性能基本不變。使用中繼器網(wǎng)絡(luò)傳輸性能基本不變。 安裝簡單、使用方便。安裝簡單、使用方便。 價(jià)格低廉，是最便宜的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離的設(shè)備。價(jià)格低廉，是最便宜的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離的設(shè)備。 可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的類型相似的網(wǎng)絡(luò)，可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的類型相似的網(wǎng)絡(luò)，但所連接的網(wǎng)段必須使用相同的介質(zhì)訪問控制方法。但所連接的網(wǎng)段必須使用相同的介質(zhì)訪問控制方法。例如，中繼器可以將使用例如，中繼器可以將使用UTP雙絞線的以太網(wǎng)段與雙絞線的以太網(wǎng)段與使用細(xì)同軸電

5、纜的以太網(wǎng)段連接在一起。使用細(xì)同軸電纜的以太網(wǎng)段連接在一起。(2) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 中繼器用于有條件的同構(gòu)型局域網(wǎng)中繼器用于有條件的同構(gòu)型局域網(wǎng)(即第即第27層使層使用相同或兼容協(xié)議用相同或兼容協(xié)議)之間的連接，不能用來連接異構(gòu)型的之間的連接，不能用來連接異構(gòu)型的網(wǎng)段。如：一個(gè)使用網(wǎng)段。如：一個(gè)使用CSMA/CD方法的以太網(wǎng)和一個(gè)使用方法的以太網(wǎng)和一個(gè)使用令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)不能使用中令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)不能使用中繼器。而可以用中繼器連接兩個(gè)使用不同物理傳輸介質(zhì)繼器。而可以用中繼器連接兩個(gè)使用不同物理傳輸介質(zhì)但使用相同介質(zhì)訪問控制方法的網(wǎng)絡(luò)。但使用相同介質(zhì)訪問控制

6、方法的網(wǎng)絡(luò)。 使用中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)，不能進(jìn)行通信分段，連使用中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)，不能進(jìn)行通信分段，連接后增加了網(wǎng)絡(luò)的信息量，易發(fā)生阻塞。即中繼器不能接后增加了網(wǎng)絡(luò)的信息量，易發(fā)生阻塞。即中繼器不能提供網(wǎng)段之間的隔離功能，通過中繼器連接起來的網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)段之間的隔離功能，通過中繼器連接起來的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上在邏輯上是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上在邏輯上是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 許多類型的網(wǎng)絡(luò)對可以同時(shí)使用中繼器擴(kuò)展網(wǎng)段許多類型的網(wǎng)絡(luò)對可以同時(shí)使用中繼器擴(kuò)展網(wǎng)段數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)距離的數(shù)目都有所限制。例如，在以太網(wǎng)中，數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)距離的數(shù)目都有所限制。例如，在以太網(wǎng)中，使用使用5-4-3規(guī)則設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)。按此規(guī)則，常規(guī)以太網(wǎng)中總規(guī)則設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)

7、。按此規(guī)則，常規(guī)以太網(wǎng)中總共可以有共可以有5個(gè)網(wǎng)段、個(gè)網(wǎng)段、4個(gè)中繼器和個(gè)中繼器和3個(gè)連有客戶機(jī)的網(wǎng)段。個(gè)連有客戶機(jī)的網(wǎng)段。如果使用的中繼器個(gè)數(shù)超過如果使用的中繼器個(gè)數(shù)超過4個(gè)，即網(wǎng)段數(shù)目大于個(gè)，即網(wǎng)段數(shù)目大于5個(gè)將個(gè)將會(huì)影響以太網(wǎng)的沖突檢測，并導(dǎo)致其他問題。會(huì)影響以太網(wǎng)的沖突檢測，并導(dǎo)致其他問題。 中繼器不對信號進(jìn)行濾波和解釋，只是完全重復(fù)中繼器不對信號進(jìn)行濾波和解釋，只是完全重復(fù)(再生再生)信號，全方位傳送所有的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量信號，全方位傳送所有的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量(甚至是錯(cuò)誤甚至是錯(cuò)誤的的)。 中繼器不需要任何來自數(shù)據(jù)幀的信息，原因是它中繼器不需要任何來自數(shù)據(jù)幀的信息，原因是它只是完全地重復(fù)數(shù)據(jù)比特

8、。這就意味著如果數(shù)據(jù)不可靠只是完全地重復(fù)數(shù)據(jù)比特。這就意味著如果數(shù)據(jù)不可靠，中繼器仍然重復(fù)它。例如：對于由于網(wǎng)絡(luò)適配器故障，中繼器仍然重復(fù)它。例如：對于由于網(wǎng)絡(luò)適配器故障而產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴，中繼器也只是簡單地重復(fù)。而產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴，中繼器也只是簡單地重復(fù)。3. 中繼器的使用、選擇的注意事項(xiàng)中繼器的使用、選擇的注意事項(xiàng) 連接網(wǎng)段的接口。連接網(wǎng)段的接口。 網(wǎng)段的擴(kuò)展距離。網(wǎng)段的擴(kuò)展距離。 使用中繼器時(shí)，應(yīng)注意在同一網(wǎng)絡(luò)的各段上不使用中繼器時(shí)，應(yīng)注意在同一網(wǎng)絡(luò)的各段上不能使用不同的介質(zhì)訪問控制方法。能使用不同的介質(zhì)訪問控制方法。 集線器集線器(HUB)也稱集中器，這里主要指共享式集也稱集中器，這里主要

9、指共享式集線器。它工作在線器。它工作在OSI模型的第一層，即物理層，其作模型的第一層，即物理層，其作用與中繼器類似，或者說，它就是用于用與中繼器類似，或者說，它就是用于UTP雙絞線的雙絞線的多端口中繼器。集線器的大小可以從多端口中繼器。集線器的大小可以從4端口到幾百個(gè)端口到幾百個(gè)端口。這樣的集線器就是中繼器，它們以相同的方式端口。這樣的集線器就是中繼器，它們以相同的方式工作，遵循同樣的規(guī)則。工作，遵循同樣的規(guī)則。 共享式集線器的主要功能為組網(wǎng)、強(qiáng)化和轉(zhuǎn)發(fā)信號共享式集線器的主要功能為組網(wǎng)、強(qiáng)化和轉(zhuǎn)發(fā)信號、指示和隔離故障站點(diǎn)。、指示和隔離故障站點(diǎn)。 集線器按是否有集線器按是否有“源源”分為兩種：分

10、為兩種：“主動(dòng)式主動(dòng)式”，即有源即有源HUB(類似中繼器，轉(zhuǎn)發(fā)、再生所有的信號類似中繼器，轉(zhuǎn)發(fā)、再生所有的信號)和和“被動(dòng)式被動(dòng)式”，即無源，即無源HUB(不提供信號再生功能，僅不提供信號再生功能，僅連接電纜連接電纜)。 二、以太網(wǎng)集線器二、以太網(wǎng)集線器(Ethernet hub) 2. 集線器的應(yīng)用特點(diǎn)集線器的應(yīng)用特點(diǎn)(1) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 集線器安裝極為簡單，幾乎不需要配置。集線器安裝極為簡單，幾乎不需要配置。 主動(dòng)式集線器可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的極限距離。主動(dòng)式集線器可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的極限距離。 使用集線器的向上連接端口可以連接使用不同傳輸介質(zhì)使用集線器的向上連接端口可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的類型相

11、似的網(wǎng)絡(luò)的類型相似的網(wǎng)絡(luò)(即互聯(lián)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的即互聯(lián)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的2-7層使用相同或?qū)邮褂孟嗤蚣嫒輩f(xié)議，例如，兼容協(xié)議，例如，10BASE2與與10BASE5網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò))。(2) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 常用的集線器極大地限制了介質(zhì)的極限距離，例如，常用的集線器極大地限制了介質(zhì)的極限距離，例如，10BASE-T中的中的100m。 集線器沒有數(shù)據(jù)過濾的功能，所以將收到的數(shù)據(jù)全部從集線器沒有數(shù)據(jù)過濾的功能，所以將收到的數(shù)據(jù)全部從端口發(fā)出去，即不能進(jìn)行通信分段，連接后增加了網(wǎng)絡(luò)的端口發(fā)出去，即不能進(jìn)行通信分段，連接后增加了網(wǎng)絡(luò)的信息量，易發(fā)生阻塞。信息量，易發(fā)生阻塞。3. 集線器應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的因素集線器應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的

12、因素 集線器可以作為中繼器使用，因此，使用集線器可以作為中繼器使用，因此，使用集線器的網(wǎng)絡(luò)也必須遵循中繼器所遵循的集線器的網(wǎng)絡(luò)也必須遵循中繼器所遵循的5-4-3規(guī)規(guī)則，即級聯(lián)時(shí)，最多串接則，即級聯(lián)時(shí)，最多串接4個(gè)集線器。由于集線器個(gè)集線器。由于集線器工作在物理層，因此它也要求所連接的網(wǎng)段在物工作在物理層，因此它也要求所連接的網(wǎng)段在物理層以上使用相同或兼容協(xié)議。理層以上使用相同或兼容協(xié)議。 集線器應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸介集線器應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸介質(zhì)。質(zhì)。 集線器按照工作原理可以分為共享式和交集線器按照工作原理可以分為共享式和交換式兩種，其中對應(yīng)的主要設(shè)備分別為共享式集換式兩種，其

13、中對應(yīng)的主要設(shè)備分別為共享式集線器和交換機(jī)。線器和交換機(jī)。 三、三、 網(wǎng)橋網(wǎng)橋(Bridge)1. 網(wǎng)橋定義網(wǎng)橋定義 網(wǎng)橋一般是指用以連接在數(shù)據(jù)鏈路層以上具網(wǎng)橋一般是指用以連接在數(shù)據(jù)鏈路層以上具有相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件。有相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件。 網(wǎng)橋工作在網(wǎng)橋工作在OSI模型的第二層，即介質(zhì)訪問模型的第二層，即介質(zhì)訪問控制控制(MAC)子層。因此，網(wǎng)橋用于有條件同構(gòu)型子層。因此，網(wǎng)橋用于有條件同構(gòu)型局域網(wǎng)之間的連接局域網(wǎng)之間的連接(即第即第37層使用相同或兼容協(xié)層使用相同或兼容協(xié)議議)，不能用來連接異構(gòu)型的網(wǎng)段。也就是說，網(wǎng)，不能用來連接異構(gòu)型的網(wǎng)段。也就是說，網(wǎng)橋能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)在物理

14、層或數(shù)據(jù)鏈路層使用不同橋能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的連接，例如，可以連接使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的連接，例如，可以連接使用不同傳輸介質(zhì)和不同介質(zhì)訪問控制協(xié)議的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。傳輸介質(zhì)和不同介質(zhì)訪問控制協(xié)議的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。2. 網(wǎng)橋的功能和作用網(wǎng)橋的功能和作用(1)網(wǎng)橋的功能網(wǎng)橋的功能 過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。 學(xué)習(xí)功能。學(xué)習(xí)功能。 (2) 網(wǎng)橋在實(shí)際應(yīng)用中的主要作用網(wǎng)橋在實(shí)際應(yīng)用中的主要作用 網(wǎng)絡(luò)分段。網(wǎng)絡(luò)分段。 擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的物理尺寸。擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的物理尺寸。 網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)(LAN)之間，以及遠(yuǎn)程之間，以及遠(yuǎn)程局域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的互相連接。局域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的互相

15、連接。 網(wǎng)橋可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。 例如：網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)同軸電纜以太網(wǎng)與雙絞例如：網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)同軸電纜以太網(wǎng)與雙絞線以太網(wǎng)的連接。線以太網(wǎng)的連接。(3) 在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用網(wǎng)橋的限制在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用網(wǎng)橋的限制 擁有網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)通常不能使用備用通道。擁有網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)通常不能使用備用通道。 網(wǎng)橋不能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)繼續(xù)傳網(wǎng)橋不能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的最快路由。在多種路由存在時(shí)，尤其輸數(shù)據(jù)時(shí)的最快路由。在多種路由存在時(shí)，尤其是在那些路由較慢的廣域網(wǎng)中，是在那些路由較慢的廣域網(wǎng)中，“路由選擇路由選擇”功功能往往是最希望具備和最需要的能

16、力。能往往是最希望具備和最需要的能力。 網(wǎng)絡(luò)不能過濾廣播分組，因此，對于避免網(wǎng)絡(luò)不能過濾廣播分組，因此，對于避免廣播風(fēng)暴，網(wǎng)橋無能為力。廣播風(fēng)暴，網(wǎng)橋無能為力。3. 網(wǎng)橋的使用方式網(wǎng)橋的使用方式 網(wǎng)橋可以用來互聯(lián)兩個(gè)同類網(wǎng)絡(luò)，例如，兩個(gè)網(wǎng)橋可以用來互聯(lián)兩個(gè)同類網(wǎng)絡(luò)，例如，兩個(gè)以太網(wǎng)之間的互聯(lián)。網(wǎng)橋使用時(shí)的最簡單形式是使以太網(wǎng)之間的互聯(lián)。網(wǎng)橋使用時(shí)的最簡單形式是使用兩端口的網(wǎng)橋互聯(lián)兩個(gè)局部網(wǎng)絡(luò)。這種用網(wǎng)橋連用兩端口的網(wǎng)橋互聯(lián)兩個(gè)局部網(wǎng)絡(luò)。這種用網(wǎng)橋連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的方式與使用中繼器連接相比較，其效接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的方式與使用中繼器連接相比較，其效率較高，因?yàn)榫W(wǎng)橋可以起隔離網(wǎng)絡(luò)的作用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)率較高，因?yàn)榫W(wǎng)橋

17、可以起隔離網(wǎng)絡(luò)的作用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)2上的工作站各自訪問自己的服務(wù)器時(shí)，它們上的工作站各自訪問自己的服務(wù)器時(shí)，它們互不干擾，兩個(gè)局域網(wǎng)都可同時(shí)工作，而用中繼器互不干擾，兩個(gè)局域網(wǎng)都可同時(shí)工作，而用中繼器連接時(shí)則做不到這一點(diǎn)。當(dāng)使用網(wǎng)橋時(shí)，一定要注連接時(shí)則做不到這一點(diǎn)。當(dāng)使用網(wǎng)橋時(shí)，一定要注意它在網(wǎng)絡(luò)中的位置。如果客戶機(jī)都訪問同一臺(tái)服意它在網(wǎng)絡(luò)中的位置。如果客戶機(jī)都訪問同一臺(tái)服務(wù)器，則將網(wǎng)橋放置在這些客戶機(jī)和服務(wù)器之間時(shí)務(wù)器，則將網(wǎng)橋放置在這些客戶機(jī)和服務(wù)器之間時(shí)，不會(huì)帶來好的通信效果。因此，只有放置合適的，不會(huì)帶來好的通信效果。因此，只有放置合適的位置，才能取得最大的效率，例如：設(shè)計(jì)為最

18、佳位位置，才能取得最大的效率，例如：設(shè)計(jì)為最佳位置時(shí)，能夠阻擋置時(shí)，能夠阻擋70%的通信量進(jìn)入分段后的網(wǎng)絡(luò)。的通信量進(jìn)入分段后的網(wǎng)絡(luò)。4. 網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(diǎn)網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(diǎn)(1) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 網(wǎng)橋通過對不需要傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾來網(wǎng)橋通過對不需要傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾來實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)間的通信分段。實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)間的通信分段。 網(wǎng)橋可以連接兩個(gè)使用不同傳輸介質(zhì)，但網(wǎng)橋可以連接兩個(gè)使用不同傳輸介質(zhì)，但介質(zhì)訪問控制方式相似的網(wǎng)絡(luò)。介質(zhì)訪問控制方式相似的網(wǎng)絡(luò)。 特殊的網(wǎng)橋特殊的網(wǎng)橋(轉(zhuǎn)換橋轉(zhuǎn)換橋)可以連接不同類型的可以連接不同類型的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 (2) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 由于網(wǎng)橋處理接收到的數(shù)據(jù)信息，因此，會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)由于網(wǎng)橋處理

19、接收到的數(shù)據(jù)信息，因此，會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。性能。 網(wǎng)橋傳遞所有的廣播。網(wǎng)橋傳遞所有的廣播。 由于網(wǎng)橋具有比中繼器更高的智能，因此價(jià)格比中繼由于網(wǎng)橋具有比中繼器更高的智能，因此價(jià)格比中繼器貴。器貴。 網(wǎng)橋在將兩個(gè)或多個(gè)微機(jī)局域網(wǎng)連接成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)橋在將兩個(gè)或多個(gè)微機(jī)局域網(wǎng)連接成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)分解了網(wǎng)絡(luò)的流量，提高了整體效率。但是，網(wǎng)橋沒有時(shí)分解了網(wǎng)絡(luò)的流量，提高了整體效率。但是，網(wǎng)橋沒有路徑選擇的能力，在存在有多個(gè)路徑時(shí)，網(wǎng)橋只使用某一路徑選擇的能力，在存在有多個(gè)路徑時(shí)，網(wǎng)橋只使用某一固定的路徑。固定的路徑。 網(wǎng)橋連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要求被連接的網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)橋連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要求被連接的網(wǎng)絡(luò)在“數(shù)據(jù)鏈數(shù)

20、據(jù)鏈路層路層”以上的各層以上的各層(第第37層層)，采用相同或相兼容的協(xié)議，采用相同或相兼容的協(xié)議。 以太網(wǎng)交換式集線器又被稱為以太網(wǎng)交換機(jī)，也以太網(wǎng)交換式集線器又被稱為以太網(wǎng)交換機(jī)，也有的書把它稱做有的書把它稱做“智能型集線器智能型集線器”。由于它工作在數(shù)。由于它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此又被稱為第二層設(shè)備；另外，有些交據(jù)鏈路層，因此又被稱為第二層設(shè)備；另外，有些交換機(jī)還具有第三層的部分功能。第二層的交換機(jī)具備換機(jī)還具有第三層的部分功能。第二層的交換機(jī)具備網(wǎng)橋的功能，即可以過濾以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀，由于，它網(wǎng)橋的功能，即可以過濾以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀，由于，它不向其他子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)屬于本子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)幀，而只轉(zhuǎn)發(fā)不向

21、其他子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)屬于本子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)幀，而只轉(zhuǎn)發(fā)需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，因此可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，因此可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬。寬。 交換機(jī)相當(dāng)于多端口的網(wǎng)橋，因此，人們又把交交換機(jī)相當(dāng)于多端口的網(wǎng)橋，因此，人們又把交換機(jī)稱為換機(jī)稱為“網(wǎng)絡(luò)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)開關(guān)”，在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主要用它連，在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主要用它連接集線器、服務(wù)器、多媒體工作站；或者用它來連接接集線器、服務(wù)器、多媒體工作站；或者用它來連接分散的主干網(wǎng)等，需要獨(dú)立和專有帶寬的場合。分散的主干網(wǎng)等，需要獨(dú)立和專有帶寬的場合。 四、以太網(wǎng)交換機(jī)四、以太網(wǎng)交換機(jī)(Ethernet Switching hub) 1. 以太網(wǎng)交換機(jī)的功能

22、以太網(wǎng)交換機(jī)的功能 第二層交換機(jī)是交換式局域網(wǎng)的主要設(shè)備，它第二層交換機(jī)是交換式局域網(wǎng)的主要設(shè)備，它的主要功能為增加傳輸帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t的主要功能為增加傳輸帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。 2. 以太網(wǎng)交換機(jī)的工作方式和分類以太網(wǎng)交換機(jī)的工作方式和分類 (1) 直通傳送直通傳送(Cut-Through) 直通式交換機(jī)，在收到以太網(wǎng)端口送來的信息之直通式交換機(jī)，在收到以太網(wǎng)端口送來的信息之后，首先，讀取信息幀中的目的地址，接著就查詢后，首先，讀取信息幀中的目的地址，接著就查詢端口地址映射表，如果與某站點(diǎn)地址相符就轉(zhuǎn)發(fā)該端口地

23、址映射表，如果與某站點(diǎn)地址相符就轉(zhuǎn)發(fā)該信息到相應(yīng)的端口。由于此類交換機(jī)不對信息幀做信息到相應(yīng)的端口。由于此類交換機(jī)不對信息幀做任何處理，因此，轉(zhuǎn)發(fā)速度快，適用于碰撞率和誤任何處理，因此，轉(zhuǎn)發(fā)速度快，適用于碰撞率和誤碼率都較低的場合。碼率都較低的場合。直通式交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是速度快、延遲?。蝗秉c(diǎn)是可直通式交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是速度快、延遲??；缺點(diǎn)是可靠性差，交換控制器要求高，存在傳輸差錯(cuò)等。靠性差，交換控制器要求高，存在傳輸差錯(cuò)等。 (2) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store Forward) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)，在接到信息幀之后，首存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)，在接到信息幀之后，首先，將其存儲(chǔ)到高速緩沖器中，其次，還要對有問

24、先，將其存儲(chǔ)到高速緩沖器中，其次，還要對有問題的信息幀做過濾處理，最后才轉(zhuǎn)發(fā)該信息幀，因題的信息幀做過濾處理，最后才轉(zhuǎn)發(fā)該信息幀，因此，它的轉(zhuǎn)發(fā)速度較直通式交換機(jī)慢，適用于碰撞此，它的轉(zhuǎn)發(fā)速度較直通式交換機(jī)慢，適用于碰撞率和誤碼率都較高的場合。率和誤碼率都較高的場合。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性較高、支存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性較高、支持高速端口和不同速率的鏈路；缺點(diǎn)是延遲增加。持高速端口和不同速率的鏈路；缺點(diǎn)是延遲增加。3. 以太網(wǎng)交換機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)以太網(wǎng)交換機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) 可用帶寬增加?？捎脦捲黾?。 交換速度快，傳輸時(shí)間延遲大大降低。交換速度快，傳輸時(shí)間延遲大大降低。 管理和維護(hù)簡單

25、。管理和維護(hù)簡單。 擴(kuò)展和兼容型好。擴(kuò)展和兼容型好。 具有高帶寬專用端口。具有高帶寬專用端口。 允許允許10Mbit/s和和100Mbit/s等多種端口共存，等多種端口共存，可以充分保護(hù)已有投資?？梢猿浞直Ｗo(hù)已有投資。五、五、 路由器路由器( (Routouter)r) 路由器一般是指用以連接兩個(gè)以上復(fù)雜局域網(wǎng)路由器一般是指用以連接兩個(gè)以上復(fù)雜局域網(wǎng)的軟件和硬件。的軟件和硬件。 路由器工作在路由器工作在OSI模型的第三層模型的第三層(網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層)。由。由于，它比網(wǎng)橋工作在更高一層，因此，路由器的功于，它比網(wǎng)橋工作在更高一層，因此，路由器的功能比網(wǎng)橋更強(qiáng)。它除了具有網(wǎng)橋的全部功能外，還能比網(wǎng)橋

26、更強(qiáng)。它除了具有網(wǎng)橋的全部功能外，還具有路徑選擇功能。當(dāng)要求通信的工作站分別處于具有路徑選擇功能。當(dāng)要求通信的工作站分別處于兩個(gè)以上的局域網(wǎng)，且兩個(gè)工作站之間存在多條通兩個(gè)以上的局域網(wǎng)，且兩個(gè)工作站之間存在多條通路時(shí)，路由器可根據(jù)當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的信息擁擠程度而路時(shí)，路由器可根據(jù)當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的信息擁擠程度而自動(dòng)地選擇傳輸效率比較高的路徑。因此，如果某自動(dòng)地選擇傳輸效率比較高的路徑。因此，如果某條通信通路不能工作時(shí)，路由器可以自行選擇其他條通信通路不能工作時(shí)，路由器可以自行選擇其他可用通道傳遞信息?？捎猛ǖ纻鬟f信息。2. 路由器的工作方式路由器的工作方式 從物理結(jié)構(gòu)上看，路由器和網(wǎng)橋沒有什么從物理結(jié)構(gòu)上

27、看，路由器和網(wǎng)橋沒有什么差別，它們都是由軟件和硬件兩部分組成的。差別，它們都是由軟件和硬件兩部分組成的。 路由器能在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器能在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的能力，用路由器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相互連的能力，用路由器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相互連接；也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工作站對局域網(wǎng)的訪問。接；也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工作站對局域網(wǎng)的訪問。路由器連接的網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)選擇最短路徑進(jìn)行路由器連接的網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)選擇最短路徑進(jìn)行通信的問題，如果某條通道壞了，有選擇另一通信的問題，如果某條通道壞了，有選擇另一條通道把信息傳送出去的能力，我們稱之為條通道把信息傳送出去的能力，我們稱之為“路由路徑選擇路由

28、路徑選擇”。3. 路由器的分類路由器的分類 近程路由器和遠(yuǎn)程路由器。近程路由器和遠(yuǎn)程路由器。 內(nèi)部路由器和外部路由器。內(nèi)部路由器和外部路由器。 “靜態(tài)靜態(tài)”路由器和路由器和“動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)”路由器。路由器。 單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。4. 路由器的功能與特征路由器的功能與特征5. 路由器的使用特點(diǎn)路由器的使用特點(diǎn)(1)使用路由器的優(yōu)點(diǎn)使用路由器的優(yōu)點(diǎn)(2) 使用路由器的缺點(diǎn)使用路由器的缺點(diǎn)(1)使用路由器的優(yōu)點(diǎn)使用路由器的優(yōu)點(diǎn) 可以合理、智能地選擇最佳路徑?？梢院侠?、智能地選擇最佳路徑。 路由器也可以作為網(wǎng)橋，以便處理不可路由器也可以作為網(wǎng)橋，以便處理不可“路路由由

29、”的協(xié)議，例如：的協(xié)議，例如：NetBEUI。 實(shí)現(xiàn)各異構(gòu)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各異構(gòu)網(wǎng)(13層使用不同協(xié)議層使用不同協(xié)議)間的互間的互聯(lián)。例如，連接使用不同傳輸介質(zhì)和不同介聯(lián)。例如，連接使用不同傳輸介質(zhì)和不同介質(zhì)訪問控制方法的網(wǎng)絡(luò)。質(zhì)訪問控制方法的網(wǎng)絡(luò)。 使用路由器可使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保持自己的管理控使用路由器可使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)保持自己的管理控制范圍，保證網(wǎng)絡(luò)的安全。制范圍，保證網(wǎng)絡(luò)的安全。 路由器可以作為防火墻使用，限制局域網(wǎng)內(nèi)路由器可以作為防火墻使用，限制局域網(wǎng)內(nèi)部對外網(wǎng)部對外網(wǎng)(因特網(wǎng)因特網(wǎng))和外網(wǎng)對局域網(wǎng)內(nèi)部的訪和外網(wǎng)對局域網(wǎng)內(nèi)部的訪問，起到網(wǎng)絡(luò)屏障的作用。問，起到網(wǎng)絡(luò)屏障的作用。(2) 使用路由器的缺點(diǎn)使用路由

30、器的缺點(diǎn) 使用較多的時(shí)間進(jìn)行處理，致使網(wǎng)絡(luò)傳輸性使用較多的時(shí)間進(jìn)行處理，致使網(wǎng)絡(luò)傳輸性能下降。能下降。 安裝和維護(hù)困難。安裝和維護(hù)困難。 價(jià)格較高。價(jià)格較高。 路由器連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所連接的網(wǎng)絡(luò)要求在網(wǎng)路由器連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所連接的網(wǎng)絡(luò)要求在網(wǎng)絡(luò)層以上的各層絡(luò)層以上的各層(第第47層層)采用相同或相兼容的采用相同或相兼容的協(xié)議。協(xié)議。六、六、 網(wǎng)橋路由器網(wǎng)橋路由器(BRouter) 網(wǎng)橋路由器是一種可以起網(wǎng)橋作用的路由器。網(wǎng)橋路由器是一種可以起網(wǎng)橋作用的路由器。網(wǎng)橋路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議信息進(jìn)行分組的傳遞。網(wǎng)橋路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議信息進(jìn)行分組的傳遞。遇到某些分組不能得到網(wǎng)絡(luò)層的支持，網(wǎng)橋路由遇到某些分組不能

31、得到網(wǎng)絡(luò)層的支持，網(wǎng)橋路由器就采用設(shè)備地址傳遞這個(gè)分組。器就采用設(shè)備地址傳遞這個(gè)分組。 如果用戶需要把兩個(gè)采用可以進(jìn)行路由選擇的如果用戶需要把兩個(gè)采用可以進(jìn)行路由選擇的協(xié)議協(xié)議(例如：例如：TCP/IP)和不可以進(jìn)行路由選擇的協(xié)和不可以進(jìn)行路由選擇的協(xié)議議(例如：例如：NetBEUI)的網(wǎng)絡(luò)連接起來，則必須使用的網(wǎng)絡(luò)連接起來，則必須使用網(wǎng)橋路由器。這樣用戶既采用了路由器子網(wǎng)的長網(wǎng)橋路由器。這樣用戶既采用了路由器子網(wǎng)的長處，也保留了網(wǎng)橋全連接的特點(diǎn)。處，也保留了網(wǎng)橋全連接的特點(diǎn)。七、七、 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)( (Gatatewaway) )1. 網(wǎng)關(guān)的定義網(wǎng)關(guān)的定義 網(wǎng)關(guān)一般是指用以連接異構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)一般是指

32、用以連接異構(gòu)網(wǎng)(通常指異種網(wǎng)絡(luò)通常指異種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng))的軟件，而不是指它的物理設(shè)備。一般的軟件，而不是指它的物理設(shè)備。一般PC機(jī)、工作站或小型機(jī)都可以作為網(wǎng)關(guān)的硬件平機(jī)、工作站或小型機(jī)都可以作為網(wǎng)關(guān)的硬件平臺(tái)。臺(tái)。 2. 網(wǎng)關(guān)的功能網(wǎng)關(guān)的功能3. 網(wǎng)關(guān)的使用網(wǎng)關(guān)的使用 當(dāng)兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò)(即，不僅硬件不同，即，不僅硬件不同，整體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和通信協(xié)議也可以完全不同整體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和通信協(xié)議也可以完全不同)連接時(shí)，通常使用網(wǎng)關(guān)。連接時(shí)，通常使用網(wǎng)關(guān)。 網(wǎng)關(guān)工作在網(wǎng)關(guān)工作在OSI七層模型的高三層，即會(huì)話七層模型的高三層，即會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層；或者說，網(wǎng)關(guān)使用了

33、層、表示層和應(yīng)用層；或者說，網(wǎng)關(guān)使用了OSI模型的所有層，但它主要應(yīng)用在會(huì)話層、表示層模型的所有層，但它主要應(yīng)用在會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。用中繼器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、或者路由和應(yīng)用層。用中繼器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、或者路由器連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對連接雙方的高層協(xié)議都有所規(guī)器連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對連接雙方的高層協(xié)議都有所規(guī)定，相同時(shí)才能連接，而網(wǎng)關(guān)則容許使用不同的定，相同時(shí)才能連接，而網(wǎng)關(guān)則容許使用不同的高層協(xié)議，它為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)雙方的高層提供了協(xié)議高層協(xié)議，它為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)雙方的高層提供了協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能。所以網(wǎng)關(guān)又稱為的轉(zhuǎn)換功能。所以網(wǎng)關(guān)又稱為“協(xié)議轉(zhuǎn)換器協(xié)議轉(zhuǎn)換器”。其作用像一個(gè)其作用像一個(gè)“翻譯翻譯”。4.2 因特網(wǎng)的網(wǎng)際

34、協(xié)議IPnIP協(xié)議配套使用的有下述四個(gè)協(xié)議。ARP (Address Resolution Protocol)RARP (Reverse Address Resolution Protocol)ICMP (Internet Control Message Protocol)IGMP (Internet Group Management Protocol)。網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議 IP 及其配套協(xié)議及其配套協(xié)議 各種應(yīng)用層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)接口層(TELNET, FTP, SMTP 等)物理硬件運(yùn)輸層TCP, UDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層IGMP4.2.1 分類的分類的 IP 地

35、址地址1. IP 地址及其表示方法地址及其表示方法 n我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。象的網(wǎng)絡(luò)。IP 地址就是給每個(gè)連接在因特地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的界范圍是唯一的 32 bit 的標(biāo)識符。的標(biāo)識符。nIP 地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號碼指派公司地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號碼指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)進(jìn)行分進(jìn)行分配配 IP 地址的編址方法地址的編址方法 n分類的分類的

36、IP 地址地址。這是最基本的編址。這是最基本的編址方法，在方法，在 1981 年就通過了相應(yīng)的標(biāo)年就通過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。準(zhǔn)協(xié)議。n子網(wǎng)的劃分子網(wǎng)的劃分。這是對最基本的編址方。這是對最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)RFC 950在在 1985 年通過。年通過。n構(gòu)成超網(wǎng)構(gòu)成超網(wǎng)。這是比較新的無分類編址。這是比較新的無分類編址方法。方法。1993 年提出后很快就得到推年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。廣應(yīng)用。IP 地址 := , 分類分類 IP 地址地址 n每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成，其中每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號 net-id，

37、它標(biāo)志主機(jī)（或路由，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號 host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。n兩級的兩級的 IP 地址可以記為：地址可以記為：:= 代表“定義為”net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1

38、 1 101net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101A 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為 1 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id

39、16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 1 01B 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為 2 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101C 類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段 net-id 為

40、3 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101A 類地址的主機(jī)號字段 host-id 為 3 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id1

41、6 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101B 類地址的主機(jī)號字段 host-id 為 2 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101C 類地址的主機(jī)號字段 host-id 為

42、1 字節(jié)net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101D 類地址是多播地址 net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機(jī)號字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址

43、01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101E 類地址保留為今后使用 路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的步驟路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的步驟 n先按所要找的先按所要找的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號地址中的網(wǎng)絡(luò)號 net-id 把目把目的網(wǎng)絡(luò)找到。的網(wǎng)絡(luò)找到。n當(dāng)分組到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)后，再利用主機(jī)號當(dāng)分組到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)后，再利用主機(jī)號host-id 將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目的主機(jī)。將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目的主機(jī)。n按照整數(shù)字節(jié)劃分按照整數(shù)字節(jié)劃分 net-id 字段和字段和 host-id 字段，字段，就可以使路由器在收到一個(gè)分組時(shí)能夠更快地就可以使路由器在收到一

44、個(gè)分組時(shí)能夠更快地將地址中的網(wǎng)絡(luò)號提取出來。將地址中的網(wǎng)絡(luò)號提取出來。 n在主機(jī)或路由器中存放的在主機(jī)或路由器中存放的IP地址都是地址都是32 bit的二進(jìn)制代碼。為了提高可讀性，在寫出的二進(jìn)制代碼。為了提高可讀性，在寫出給人看的給人看的IP地址時(shí)，往往每隔地址時(shí)，往往每隔8 bit插入一個(gè)插入一個(gè)空格。但這樣還是不方便。于是我們常常將空格。但這樣還是不方便。于是我們常常將32 bit的的IP地址中的每地址中的每8 bit用其等效的十進(jìn)用其等效的十進(jìn)制數(shù)字表示，并且在這些數(shù)字之間加上一個(gè)制數(shù)字表示，并且在這些數(shù)字之間加上一個(gè)點(diǎn)。這就叫做點(diǎn)。這就叫做(dotted decimal notatio

45、n)。下圖表示了這種方法，。下圖表示了這種方法，這是一個(gè)這是一個(gè)B類類IP地址。地址。點(diǎn)分十進(jìn)制記法點(diǎn)分十進(jìn)制記法 10000000000010110000001100011111 機(jī)器中存放的 IP 地址是 32 bit 二進(jìn)制代碼10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 插入一個(gè)空格能夠提高可讀性采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法則進(jìn)一步提高可讀性1 128 11 3 31 將每 8 bit 的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)22常用的三種類別的常用的三種類別的I IP地址地址nA類地址的類地址的net-id字段占一個(gè)字節(jié)，只有字段占一個(gè)字節(jié)，只有

46、7個(gè)比特可供使用。個(gè)比特可供使用。n整個(gè)整個(gè)A類地址空間共有類地址空間共有231 (2147483648)個(gè)個(gè)地址。地址。nB類地址的類地址的net-id字段有字段有2字節(jié)，但前面兩字節(jié)，但前面兩個(gè)比特個(gè)比特(1 0)已經(jīng)固定了，只剩下已經(jīng)固定了，只剩下14個(gè)比特可以個(gè)比特可以變化。變化。nC類地址有類地址有3個(gè)字節(jié)的個(gè)字節(jié)的net-id字段，最前面字段，最前面的的3個(gè)比特是個(gè)比特是(1 1 0)，還有，還有21個(gè)比特可以變化，個(gè)比特可以變化，因此因此C類地址的網(wǎng)絡(luò)總數(shù)是類地址的網(wǎng)絡(luò)總數(shù)是2097152 (221)(這里這里也不需要減也不需要減2)。每一個(gè)。每一個(gè)C類地址的最大主機(jī)數(shù)類地址的最

47、大主機(jī)數(shù)是是254，即，即(28 2)。整個(gè)。整個(gè)C類地址空間共有類地址空間共有536870912 (229)個(gè)地址。個(gè)地址。2. 常用的三種類別的常用的三種類別的 IP 地址地址 IP 地址的使用范圍 網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個(gè) 最后一個(gè) 每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 類別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號 網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)數(shù) A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,383 (214-1) 128.1 191.255 65,534 C 2,097,151 (221-1) 192.0.1 223.255.255 254IP 地址的一些重要特點(diǎn)地址的一些重要特點(diǎn) (1) IP 地址是一種分

48、等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)等級的好處是：等級的好處是：n第一，第一，IP 地址管理機(jī)構(gòu)在分配地址管理機(jī)構(gòu)在分配 IP 地址時(shí)只地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機(jī)號則由得到該網(wǎng)分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機(jī)號則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址地址的管理。的管理。n第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號），這號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲(chǔ)空間。從

49、而減小了路由表所占的存儲(chǔ)空間。 IP 地址的一些重要特點(diǎn)地址的一些重要特點(diǎn) (2) 實(shí)際上實(shí)際上 IP 地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。器）和一條鏈路的接口。 n當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的 IP 地址，地址，其網(wǎng)絡(luò)號其網(wǎng)絡(luò)號 net-id 必須是不同的。這種主機(jī)必須是不同的。這種主機(jī)稱為多接口主機(jī)稱為多接口主機(jī)(multihomed host)。n由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將（這樣它才能將 IP

50、 數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的當(dāng)有兩個(gè)不同的 IP 地址。地址。 IP 地址的一些重要特點(diǎn)地址的一些重要特點(diǎn) (3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號有同樣的網(wǎng)絡(luò)號 net-id。(4) 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號所有分配到網(wǎng)絡(luò)號 net-id 的網(wǎng)絡(luò)，范圍的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。 互

51、聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號就是 IP 地址中的 n

52、et-id互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號就是 IP

53、地址中的 net-id互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號

54、就是 IP 地址中的 net-id互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號必須是一樣的。

55、圖中的網(wǎng)絡(luò)號就是 IP 地址中的 net-id互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每

56、一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號的 IP 地址。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一

57、個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號的 IP 地址。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一個(gè)

58、接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號的 IP 地址。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)路由器直接相連的接口處，可指明也可不指明 IP 地址。如

59、指明 IP 地址，則這一段連線就構(gòu)成了一種只包含一段線路的特殊“網(wǎng)絡(luò)” 。現(xiàn)在常不指明 IP 地址。4.2.2 IP地址與硬件地址n下圖說明了主機(jī)的與的區(qū)別。從層次的角度看，。 IP 地址與硬件地址 TCP 報(bào)文IP 數(shù)據(jù)報(bào)MAC 幀應(yīng)用層數(shù)據(jù)首部首部尾部首部鏈路層及以下使用硬件地址硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上 使用 IP 地址IP 地址。因而在。n下圖畫的是三個(gè)局域網(wǎng)用兩個(gè)路由器R1和R2互連起來。HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)通信的路徑H1經(jīng)過 R1 轉(zhuǎn)發(fā)再經(jīng)過 R2 轉(zhuǎn)發(fā)H2查找路由表查找路由表HA1HA5H

60、A4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動(dòng)HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī)