1、,西安交通大学 计算机教学实验中心,第4章 计算机网络 （一）,第2|90页,一. 计算机网络概述,本节内容 计算机网络的发展 计算机网络的功能 计算机网络的分类 计算机网络的传输介质 通信协议,第3|90页,1.计算机网络的发展,早期的计算机应用模式单机 大、中、小型机庞大，昂贵，资源无法共享 计算机网络产生始于1950s，发展动因： 资源共享的需求（CPU、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的沟通（电子邮件、WWW）,第4|90页,从体系结构来观察，其发展可分为三个阶段： 以主机为中心的联机终端系统 以通信子网为中心的主机互连 具有层次化体系结构的标准化网络
2、,三代网络,第5|90页,1.以主机为中心的联机终端网络系统,特征共享主机软硬件资源 单台主机：执行计算和通信任务 多台终端：执行用户交互 连接方式本地或远程连接,终端集中器,第6|90页,美国飞机订票系统SABRE-1（至今仍在使用） 1 台主机（HOST） 2000 终端（Terminal） 通信线路（电话线路） 缺点 主机负荷重，数据处理通信 线路利用率低 集中的控制方式，可靠性低 改进 前端处理机（Front End Processor, FEP），通信任务分离 终端集中器(近/远距),第7|90页,2.以通信子网为中心的主机互连,特征 多个终端联机系统的互联，形成了多主机为中心的网络
3、 网络结构从“主机终端” 转变为“主机主机”,第8|90页,主机主机网络的演变,演变阶段1 通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成 CCP：处理主机之间通信任务的专用计算机,第9|90页,由CCP组成的传输网络通信子网，为主机提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合资源子网，提供计算资源,两层网络概念的出现,第10|90页,两层网络的概念结构,在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务,第11|90页,通信子网规模扩大 私有社会公用 公用数据通信网 PSTN（公用数据通信网） X.25 优点 降低用户系统成本 提高通信线路利用率 兼容性好,演变阶段2,第12|9
4、0页,因特网的前身ARPANET 美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络 最初4个节点70s的60多个节点 地域跨越美洲、欧洲 具有现代网络的许多特征，例如 分组交换 分层次的网络体系 较为完善的通信协议 它的缺点是： 网络普及程度低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟,主机主机网络例子,第13|90页,3.具有层次化体系结构的标准化网络,为什么需要标准化？ 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力 标准化的时机？ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础,第14|90页,厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA 缺点：适用范围：兼
5、容性？技术垄断：竞争？标准不统一：用户利益？ 国际标准 Open System Interconnection/ Recommended Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模型 规定了网络体系结构的框架 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议),标准化过程的演变,第15|90页,4.因特网时代的到来,因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力 截止到2000年, Internet的规模为 网络数1
6、05（以数十万计）, 主机数107 （以数千万计）, 用户数108 （以数亿计） ，主干速率为2.5Gbit/s 美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是 主干网的速率比现在的因特网高1000倍 端到端的速率要达到100Mbit/s10Gbit/s,第16|90页,二. 计算机网络功能,数据通信 资源共享 提高可靠性,第17|90页,计算机网络的共享资源,硬件资源 是指在网络系统中连接的各种硬件设备，例如，大型计算机系统、海量存储器、打印机、绘图仪、数字化扫瞄仪等。软件资源 通常将一些大型应用软件安装在软件资源中心的服务器上，用户通过计算机网络系统，申请调用服务器上的这些应用软件。信息资源 是
7、指在网络计算机系统中存放的大量数据库和文件，它们提供诸如图书资料、科技动态、股票行情、经济快讯、银行储户信息、学校学籍信息等数据。,第18|90页,三. 计算机网络的分类,按地域范围分类 按拓扑结构分类 按通信传播方式分类 按组织机构分类,第19|90页,1.按地域范围分类,局域网(Local Area Network ，LAN) 范围：小，20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 拓扑结构：总线，环 城域网(Metropolitan Area Network ，MAN) 范围：中等，100KM 传输技术：宽带/基带 拓扑结构：总线 广域网(Wide A
8、rea Network ，WAN) 范围：大，100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 拓扑结构：不规则，点到点,第20|90页,拓扑结构,通过网络中结点与通信线路之间的几何关系表示的网络结构。 网络节点包括： 服务器 工作站 网络外围设备 网络设备,第21|90页,网络中计算机之间的连接是有形状要求的。 星状 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接。 总线所有节点挂接到一条总线上，广播式信道；需要有介质访问控制协议以防止冲突。 环状 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接。 网状每个节点都有几条路径与网络相连 树状一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成。,2.按拓扑结构
9、分类,第22|90页,点对点传播方式的网络： 由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间可能需通过一台或多台中间设备进行传播。,3.按通信传播方式分类,一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。,广播方式网络：仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。,在网络中信息传播的方式是不同的。,第23|90页,4.按组织机构方式分类,客户服务器网络 客户机：向服务器发送请求并从服务器接收响应结果的软件程序 服务器：运行在连网计算机上并提供某种服务的软件程序 对等网络 定位对等,第24|90页,四. 计算机网络传输介质,金属导体 双绞线、 同轴电缆 光纤 无线介质
10、 无线电、短波、微波、卫星、光波,第25|90页,同轴电缆,基带 一条电缆只用于一个信道，50，用于数字传输 粗缆 细缆 宽带 一条电缆同时传输不同频率的几路模拟信号，75 ，用于模拟传输，300450MHz，100km，需要放大器,返回,第26|90页,双绞线,返回,第27|90页,以箔屏蔽以减少 干扰和串音,3类、5类 双绞线外没有任何附加屏蔽,非屏蔽双绞线 (UTP),屏蔽双绞线 (STP),返回,第28|90页,光纤,依靠光波承载信息 高传送速率 通信容量大 传输损耗小 适合长距离传输 抗干扰性能好 保密性好 轻便,多芯光缆,返回,第29|90页,无线介质,使用电磁波 无需物理连接,固
11、定终端点（基站）和终端之间是无线链路,返回,第30|90页,地面微波接力,两个地面站之间传送 距离：50 -100 km,返回,第31|90页,卫星,使用微波 使用转发器 接收和转发,返回,第32|90页,地球同步卫星,与地面站相对固定位置 使用3个卫星覆盖全球,返回,第33|90页,红外线和毫米波,红外线传输 用于短距离通信，如电视、录象机等的遥控 也可用于无线LAN 缺点：不能穿透固体,光波传输 应用：在屋顶用激光连接两个建筑物的LAN 缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响,第34|90页,常用传输媒体的比较,传输介质 传输速率 传输距离 抗干扰性 价格 应用双绞线 10-1000Mbps
12、 几十千米 可以 低 电话通信50同轴电缆 10Mbps 3千米内 较好 较高 局域网75同轴电缆 300-450MHz 100千米 较好 较高 闭路电视光纤 几十Gbps 30千米以上 很好 较高 远程通信短波 50MHz 全球 较差 较低 远程低速通信微波中继 4-6GHz 几百千米 好 中等 远程通信卫星 500MHz 18000千米 很好 与距离无关 远程通信,第35|90页,五。通信协议,通信系统模型 Shannon通信模型 网络协议 网络协议是定义并实现网络通信的一组规则和参数。,第36|90页,网络协议三要素,语法 数据与控制信息的结构或格式（解决“怎么讲”的问题）；语义 控制信
13、息的含义，需要做出的动作及响应（解决“讲什么”的问题）；时序 规定了操作的执行顺序（解决“什么时候”做以及做的“先后顺序”问题）。,第37|90页,人的协议和网络协议之间的对比,第38|90页,六.计算机局域网络,局域网 以太网 以太网设备 无线局域网 组建简单的局域网,第39|90页,1.局域网的特点,覆盖范围小房间、建筑物等局部范围距离25km 高传输速率10Mbps1000Mbps 低误码率10-8 10-11 采用总线、星形、环形拓扑 双绞线、同轴电缆、光纤 为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务,第40|90页,2. 局域网的关键技术,拓扑结构 传输介质 介质访问控制协议,第41
14、|90页,LAN典型拓扑结构,总线型: 所有结点都直接连接到共享信道 星型 : 所有结点都连接到中央结点 环型 : 结点通过点到点链路与相邻结点连接,Ring,A,D,C,B,T,第42|90页,LAN中采用的传输介质,主要介质有: 双铰线价格低廉、带宽较大，使用广泛 同轴电缆现在应用较少 光纤 主要用于架设企业网或者校园主干网 无线介质,第43|90页,LAN中的介质访问控制方法,局域网使用广播信道(多路访问信道，随机访问信道)，多个站点共享同一信道。 问题：如何解决广播信道站点对信道的争用？ 解决信道争用的协议称为介质访问控制 (Medium Access Control)协议。 信道分配
15、方法有两种静态分配(FDM、WDM、TDM、CDM)动态分配(随机接入、受控接入),第44|90页,载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD) Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 令牌传递(Token Passing)Token RingToken BusFDDI(双环),介质访问控制的有两种方法,第45|90页,CSMA/CD 带冲突检测的载波监听多路访问,用于IEEE 802.3（以太网） 工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间（称为退避）
16、以后，再重新尝试。 归结为四句话： 发前先侦听，空闲即发送， 边发边检测，冲突时退避。,第46|90页,CSMA/CD的流程图,介质忙？,发送帧,碰撞？,发送完？,发送Jam,N16?,Yes,No,No,Yes,发送成功,Yes,发送失败,No,延迟随机时间,No,Yes,发送帧,碰撞次数N+,第47|90页,802.2 - 逻辑链路控制LLC 802.3 - CSMA/CD（以太网） 802.4 - Token Bus （令牌总线） 802.5 - Token Ring（令牌环） 802.6 - 分布队列双总线DQDB - MAN标准 802.8 FDDI（光纤分布数据接口） 802.11
17、 无线LAN,第48|90页,以太网采用CSMA/CD技术的LAN,以太网是70s中期由施乐公司 (Bob Metcalfe) 提出，最初数据率为2.94M，称为Ethernet。后经DEC、 Intel and Xerox公司改进为10M标准(DIX 标准) 。1985年被采纳为IEEE 802.3，数据率从1M到10M (现已发展到1000M)，支持多种传输媒体。Ethernet是指基带总线LAN。Ethernet和IEEE 802.3的帧格式略有不同。,Ethernet和IEEE 802.3二者区别很小。,第49|90页,以太网（Ethernet）,以太网是应用最广、发展最成熟的一种LA
18、N。 以太网特点： 标准化程度高 价格低 行业认可 以太网使用CSMA/CD介质访问控制协议，有三种类型： 10Base5、10Base2和10Base-T,第50|90页,Ethernet/802.3操作,每个站点都可以接收到所有来自其他站点的数据 目的站点复制该帧，其他站点则丢弃该帧,第51|90页,802.3介质与网络拓扑规范,10Base5 粗同轴 10Base2 细同轴 10BaseT 双绞线 10BaseF MMF 100BaseT 双绞线 100BaseF MMF/SMF 1000BaseX 屏蔽短双绞线/MMF/SMF 1000BaseT 双绞线,第52|90页,10Base5
19、,粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强 收发器 : 发送/接收, 冲突检测, 电气隔离 AUI : 连接件单元接口 总线型拓扑 用于网络骨干连接,现不常用,第53|90页,10Base2,细同轴电缆，可靠性稍差 BNC T型接头连接 总线型拓扑 用于办公室LAN,细缆,BNC 接头,NIC,现不常用,第54|90页,10BaseT,NIC,HUB,段最大长度 100m,双绞线介质（UTP） 以Hub （集线器）为中心节点。Hub多端口转发器。拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形。转发器/中继器的作用：将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。 转发器/中继器/HUB物理层设备(工作在物理
20、层)。用于小型LAN。,现在常用方式,第55|90页,以太网设备,网络接口卡 集线器 网桥 交换机,第56|90页,网络接口卡（NIC）,功能：负责将要发送的数据转换为网络上其他设备能够识别的格式，通过网络介质传输，或从网络介质接收信息，转换成网络程序能够识别的格式，提交给网络操作系统,第57|90页,网络集线器(HUB),功能：将一个端口的输入帧向其他所有端口转发 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备 可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接 端口数：常见的有8，12，16，24口,第58|90页,用集线器搭建简单的网络,NIC,HUB,UTP,PC机,服务器,以1台服务器，3台PC
21、机为例：一台HUB4块UTP接口的网卡 1台服务器 3台PC机8个RJ45接头（水晶头）若干米UTP双绞线,第59|90页,使用HUB构建网络的缺点,使用Hub的LAN的缺点： 多个站点同时发送会造成冲突； 网络中站点越多，冲突现象越严重； 每个站点的平均拥有带宽为W/n； 解决的方法： 使用网桥或者交换机进行网段分割(微网段化)，减少每个网段中站点的数量 网段分割后网络总体带宽增加 现实生活中邮局的例子（增加邮政点）。,第60|90页,LAN的扩展（LAN互连） 网桥,LAN互连的必要性：地域限制、负载问题、互通问题LAN互连的困难：帧格式、传输速率、最大帧长的差异LAN互连的实现途径： 中
22、继器/HUB 网桥/交换机 路由器,第61|90页,用网桥进行LAN扩展的不足之处,存储转发导致时延增加 无流量控制功能，负载重时会丢失帧 不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到网桥所连接的各个网段）,第62|90页,网络交换机(Switch),实现网段分割的设备网络交换机网络交换机和网桥属同一类设备，但网络交换机的端口数多，并且速度快。在这个意义上，网络交换机又称为多端口的高速网桥。,第63|90页,网络分段,HUB,HUB,MAC广播域,独立的冲突域,独立的冲突域,网桥或网络交换机,交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域,第64|90页,10Mbps 网络交换机,使用交换机后，可建立多个并发
23、的通信。例如： 8个端口可建立4个并发通信， 总带宽 = (8/2)*10Mbps= 40 Mbps只能一台机器发送。,第65|90页,典型的交换机组网结构,第66|90页,无线局域网（WLAN）,WLAN标准 IEEE802.11b、802.11a、802.11g WLAN设备 无线网卡、无线接入点、无线路由器,第67|90页,组建简单的局域网,选用什么类型的局域网 网络中有多少工作站 网络速度是多少 选用什么样的拓扑结构 选用什么样的网络连接设备 使用什么样的网络介质 使用的网络协议是什么,第68|90页,计算机网络示意图,返回,第69|90页,星形结构,有一个中心节点，其它节点与其构成点
24、到点连接主要特点：集中式控制，容易安装、便于管理，某个主机或线路发生故障，不会影响整个系统的正常工作。缺点：架设线路的总长度较长，费用较大，且对中心主机的可靠性要求很高;一旦发生故障，整个网络系统将会瘫痪。,星形拓扑,返回,第70|90页,树形结构,一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成。 树形网络是总线形网络的变形，都属于用广播信道的网络。 特点：连接线路简单，容易扩充和进行故障隔离。但结构较复杂，对主机（根）的依赖性太大，不利于提高网络的资源共享能力。,树形拓扑,返回,第71|90页,总线结构,所有节点挂接到一条总线上，广播式信道。没有中央主机。 总线结构的网络采用广播式传输；当网络中
25、任意一台主机发送信息时，其他主机要么等待，要么只能接收而不能再发送信息，直到总线空闲为止。 特点：网络简单、便宜、容易安装、扩充，适合于构造宽带局域网。但是对总线依赖性大，总线出现故障将导致整个网络瘫痪。需要有介质访问控制协议以防止冲突。,总线形拓扑,返回,第72|90页,环形结构,环形 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接。 主要特点： 环中各台主机发出的信息沿环顺一个方向流动。这种访问方式没有竞争现象，所以在负载较重时仍然能传送信息。 缺点：网上响应时间会随着环上结点的增加而变慢，且当环上某一结点有故障时，整个网络都会受到影响。,环形拓扑,返回,第73|90页,全连接结构,点到
26、点全连接，随节点数的增长（Nx(N-1)/2），建造成本急剧增长，只适用于节点数很少的广域网中。,全连接,返回,第74|90页,不规则结构,点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点。,不规则拓扑,返回,第75|90页,人际交流的协议,早上甲乙两人见面： 甲：“早上好!” 乙：“早上好！”,陌生人问路： 甲：“请问，西安交大怎么走？” 乙：“乘7路公共汽车，在交大站（兴庆公园）下车就是！” 甲：“谢谢！” 乙：“不客气。”,返回,第76|90页,邮寄信件协议,邮寄信件的信封必须按规定的格式书写。 邮寄信件协议如下：,7,贴邮 票处,收信人地址：,邮编：030010,发信人
27、地址：天津市和平区中环公寓2门401,刘志强 收,返回,西安交通大学,计算机教学实验中心,1,0,0,4,9,第77|90页,Internet基础,Internet发展 Internet结构 Internet协议 Internet接入 Internet地址,第78|90页,Internet的概念,Internet 一词是“InterConnection”（互连）和 “Network”（网络）结合构成的。实际上Internet是指将分布于全球175个国家的50多万个计算机网络连接在一起，拥有近一亿用户的国际互连网。 Internet是“计算机网络的网络”，即将全世界不同国家、不同地区、不同部门和
28、机构的不同类型的计算机网络互联在一起，形成一个世界范围的信息网络。,第79|90页,Internet是冷战的产物。 1957年10月4日，苏联第1颗人造地球卫星“Sputnik I” 发射上天（80kg）。同年11月3日，发射了第2颗“Sputnik （500kg），并带了一只活狗。 1858年1月31日，迫于政治压力，美国将只有8公斤的人造地球卫星”Explorer I“送上天。 出于“霸权”政治的需要，美国于1969年开始实施ARPANet（Advanced Research Projects Agency Network）网络计划，即Internet的前身。 ARPANet（阿帕网）是美
29、国国防部出资为军方建立的计算机网络，其目的是：建立在战争条件下能够生存的全国性计算机网络。即一个没有“指挥中心”的机构，网络中任何一个节点被毁坏都不会影响其它节点的工作。,第80|90页,1969年12月，美国在加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福研究所、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校和犹他大学等四所大学建立了阿帕网，联接了四个不同的计算机系统：SIGMA-7、SDS904、IBM360/75和PDP-10。,第81|90页,1973年，首次实现跨洲际连接，英国、挪威加入阿帕网。 1983年，TCP/IP协议正式成为阿帕网的标准协议。 1986年，美国国家基金会NSF采用阿帕网技术将六大超级电脑中心进
30、行互联，建立了NSFNet,1989年Internet 主干网速率升为1.54Mbps。 1990年，阿帕网退役，NSFNet成为美国Internet的主干网。 1991年，美国商业互连网交换协会（CIX）成立，开始推动Internet的商业服务。 1992年，以IBM、MCI和MERIT三家公司为主的高级网络服务公司建立了新的高级网络服务网（ANSNET），取代国家科学基金网成为美国Internet的主干网。,第82|90页,Internet结构,Internet主干 高速光纤链路、高性能路由器 由NSP维护 地区和本地的通信链路 本地电话系统 有线电视系统 手机系统 Intranet,第8
31、3|90页,Internet 协议TCP/IP协议族,TCP/IP是“黏合剂”，它实现了Internet的“一统天下”。事实上，TCP/IP是一个协议族，它是ARP，IP，ICMP，IGMP，UDP，TCP等多个协议的集合。,第84|90页,用户采用什么设备、什么通信网络或者线路接入Internet 三类用户： 家庭用户访问网络 单位用户访问网络(学校, 公司) 移动用户访问网络,Internet 接入,第85|90页,家庭用户访问网络: 点到点访问,通过modem拨号 最高可以56Kbit/s的速率建立与路由器的连接 (理论上) ISDN(Integrated Service Digital
32、 Network)可提供到路由器的128 kbit/s全数字连接，可将电话、传真、数字通信等业务全部通过数字化的方式传输(不占电话线) ADSL(Asmmetric Service Digital Network) 上行速率（家庭到路由器），最高1Mbit/s 下行速率（路由器到家庭），最高8Mbit/s,第86|90页,家庭用户访问网络: 典型连接方式,第87|90页,单位用户访问网络: 局域网,公司/学校的局域网 (LAN) 把端系统连接到路由器 以太网: 共享的或专用的电缆把端系统连接到路由器 10 Mbit/s, 100Mbit/s, 千兆以太网 DDN(数字数据网)、X.25 (公共
33、分组交换网) 、帧中继等专线方式,第88|90页,因特网,移动用户访问网络,基站,移动主机,共享的无线网络把端系统连接到路由器 无线局域网: 无线电频谱代替了电缆 例如, Lucent公司的Wavelan,11 Mbit/s 广域无线访问 CDPD:通过蜂窝无线网络访问ISP的路由器,第89|90页,LAN,家庭用户,因特网,MODEM,PSTN,PC,LAN,PSTN,ISDN、ADSL DDN,路由器,MODEM,共享器,基站,企业用户,移动用户,不同类型的用户访问因特网,PSTN 公共电话交换网 ISDN 综合业务数据网 ADSL 非对称用户线路 DDN 数字数据网 X.25 公共分组交
34、换网,第90|90页,Internet地址IP地址,IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址； IP地址是一个逻辑地址； IP是层次性地址：网络号+主机号 因特网上的IP地址具有全球唯一性(由IANAInternet Assigned Number Authority统一管理和分配)； 32位，4个字节，常用点分十进制标记法： 如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为 10.2.0.1 IP地址划分为五类：A-E类，常用的为A、B、C类,第91|90页,A类地址,网络地址为8位，主机（接口）地址为24位，属于大型网络。 A类地址的首位二进制数一定是0
35、。可分配的A类地址共126个（27-2个）； 每个A类地址可容纳主机16,777,214台(224-2)。 地址范围：1.0.0.0126.255.255.255,第92|90页,B类地址,网络地址为16位，主机（接口）地址为16位，属于中型网络。 B类地址前2位二进制数一定是10。可分配的B类地址共16,384个（214）； 每个B类地址可容纳主机65,534台(216 -2)。 地址范围：128.x.y.z191.x.y.z,第93|90页,C类地址,网络地址为24位，主机地址为8位，属于小型网络。 C类地址的特征是前3位二进制数一定是110。 可分配的C类地址共2,097,152个（ 2
36、21 ）； 每个C类地址可容纳主机254(28-2)台。 地址范围：192.x.y.z223.x.y.z,第94|90页,D类地址是一种群组地址。一般的IP通信是对每个IP地址进行的，而使用D类地址，单个信息可以有选择地发送给群组内的所有计算机。D类地址的特征是前4位数是1110。 如某个地区的消防站都被赋于一个D类地址，当发生火警时，可将信息发送到相应的D类地址，以实现快速的通信联系。E类地址是保留的地址，不用于实际的工作环境。 E类地址的前5位是11110(也有说是前4位是1111）。,第95|90页,A、B、C三类地址总共可以有3,724,541,700台主机。 目前已经提出IP地址不够
37、用的问题。出路是新的IP协议：IPv6。IPv6地址采用128位二进制数；采用16位数的形式来书写，即写成8个4位十六进制数。4位十六进制数之间用：号隔开。,第96|90页,IP地址分类,第97|90页,保留的IP地址,00.00,0000 .0000,11.11,1111.1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,00.00,主 机 号,1111.1111,网络号,127,任 意 值,以下这些IP地址具有特殊的含义:,主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。,0000.0000,网络号,网络地址,例:0
38、.0.0.0,例:0.0.126.1,例:255.255.255.255,例:202.117.35.255,例:106.1.0.0,例:127.0.0.1,第98|90页,子网（Subnet）划分,因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增。带来的问题是： IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。 前提：网络规模较小IP地址空间没有全部利用。 划分了子网后： IP地址=网络号+子网号+主机号 例如：三个LAN，主机数为20，25，48，均少于C类地址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C
39、类IP地址显然有点浪费。,第99|90页,例如：C类网络192.10.1.0，主机号部分的前三位用于标识子网号，即：11000000 00001010 00000001 xxxyyyyy,子网划分举例,网络号,新的主机号,子网号为全“0”全“1”不能使用，于是划分出23-2=6个子网，子网地址分别为： 11000000 00001010 00000001 00100000 - 192.10.1.3211000000 00001010 00000001 01000000 - 192.10.1.6411000000 00001010 00000001 01100000 - 192.10.1.961
40、1000000 00001010 00000001 10000000 - 192.10.1.12811000000 00001010 00000001 10100000 - 192.10.1.16011000000 00001010 00000001 11000000 - 192.10.1.192,子网号,第100|90页,子网掩码（Subnet Mask）,子网掩码可用来区分IP数据报是否发送到外部网络，每台主机必须设置正确的子网掩码。 在TCP/IP中通过子网掩码来标明如何划分子网。 子网划分后，如何识别不同的子网？ 解决方法：采用子网掩码来分离网络号和主机号。 子网掩码格式：32比特，网
41、络号(包括子网号)部分全为“1”，主机号部分全为“0”。,第101|90页,子网掩码计算,前面的例子(C类网络192.10.1.0，主机号部分的前三位用于标识子网号)中：网络号24位，子网号3位，总共27位。所以子网掩码为：11111111 11111111 11111111 11100000 即 255 . 255 . 255 . 224(224=27+26+25) 缺省子网掩码：A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0,第102|90页,子网地址计算(续),子网掩码 IP地址(“与”)，结果就是该 IP地址的网络号。 例如：IP地址202.1
42、17.1.207，子网掩码255.255.255.22411001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 11111111 11111111 111 00000 11001010 01110101 00000001 110 00000,子网地址为：202.117.1.192(27+26)主机号为：15 主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联。,第103|90页,子网规划举例,网络分配了一个C类地址：201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机。试确定各子网地址和子网掩码。 1）对C类地址，要从最
43、后8位中分出几位作为子网地址：242025，选择5位作为子网地址，共可提供30个子网地址。 2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求： 子网地址为5位，故还剩3位可以用作主机地址。而235+2，所以可以满足每子网5台主机的要求。 3）子网掩码为255.255.255.248。（11111000 = 248 = 27+26+25+24+23 ） 4）子网地址可在8、16、24、32、240共30个地址中任意选择20个。例如,选 “201.222.5.240”作为一个子网地址。其中的主机地址可以选：“201.222.5.241”、“201.222.5.242”等。,详解,第104|90页,缺省网关地址,缺省网关地址指定了本地子网中路由器的IP地址。当发送数据的计算机发现目的地址不在本地子网内，就将数据发送给缺省网关，而不是直接向目的计算机发送。,第105|90页,每台因特网中主机的四个重要参数,IP地址 每个IP网中的主机都必须有一个独立的地址；子网掩码 也是32 位信息，用来区分IP地址中的网络和主机接口地址；默认网关的IP地址 可选的32位地址，用来标识路由器的地址。要送往另一个网络的数据包，由这个指定的路由器转送。DNS服务器的IP地址 负责主机域名到IP地址的转换,
