IP位址与子网路遮罩.ppt

第 8 章 IP 基礎與定址 本章提要 IP 基礎 擷取封包 IP 封包的傳送模式 IP 位址表示法 IP 位址的等級 子網路 (Subnet) 無等級的 IP 位址 網路位址轉譯 (NAT) 網路層協定 網路層負責在網路系統之間傳送訊息, 亦即將訊息從來源端傳送到目的端。網路層的主要功能如下： 定址 (Addressing)：賦予網路裝置名稱或位址的機制。 路由 (Routing)：決定封包在數個網路之間的傳送路徑。 IP 基礎 Internet Protocol (IP, 網際網路協定) 是整個 TCP/IP 協定組合的運作核心, 也是構成網際網路的基礎。 IP 位於 DoD 模型的網路層 (相當於 OSI 模型的網路層), 對上可載送傳輸層各種協定的封包, 例如：TCP 封包、UDP 封包等等；對下可將 IP 封包放到鏈結層, 透過乙太網路、記號環網路等各種技術來傳送。 IP 所提供的服務 IP 封包的傳送 IP 封包的切割與重組 傳送 IP 封包 IP 是負責網路之間訊息傳送的協定, 可將IP 封包從來源裝置 (例如：您的電腦) 傳送到目的裝置 (例如：教育部的 WWW 伺服器)。 要達成這樣的目的, IP 必須依賴以下兩種機制：IP 定址與 IP 路由。 IP 定址 IP 規定網路上所有的裝置都必須有一個獨一無二的 IP 位址 (IP Address) 以資識別。就好比是郵件上都必須註明收件人地址, 郵差才能將郵件送達。 同理, 每個 IP 封包都會記載目的裝置的 IP 位址, 封包才能正確地送達目的地。 IP 定址 IP 定址 除了讓每個網路裝置都有一個 IP 位址外, 相關單位在分配 IP 位址時也會考慮分佈的合理性, 儘量將連續的 IP 位址集合在一起, 以方便 IP 封包的傳遞。 全球負責分配 IP 位址的最高管理機構為 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), 網址為/。 IP 定址 ICANN 會依地區與國家, 授權給公正的單位來執行分配 IP 位址的工作。在台灣是由 TWNIC (財團法人臺灣網路資訊中心) 所負責, 網址為 /。 TWNIC 依照分配管理辦法, 將 IP 位址分配給學術網路、各家 ISP (Internet Service Provider, 網際網路服務供應廠商) 等等。 個人或公司行號若需要IP 位址, 必須向ISP 申請, 因為 TWNIC 並不受理個別的申請案件。 IP 路由 網際網路可視為由許多個網路連結成的大型網路。若要在網際網路中傳送 IP 封包, 除了確保網路上每個裝置都有一個獨一無二的 IP 位址外, 網路之間還必須有傳送的機制, 才能將 IP 封包透過一個個的網路, 送達目的地。此種傳送機制稱為IP 路由 (IP Routing)。 IP 路由 IP 路由 每個網路透過路由器 (Router) 相互連接。路由器的功能是為 IP 封包選擇傳送的路徑。換言之, IP 封包必須靠沿途各路由器的通力合作, 才能到達目的地。 在 IP 路由的過程中, 是由路由器負責選擇路徑, 至於 IP 封包則是處於被動的狀態。 非連接式的傳送特性 非連接式的傳送方式大意是指傳送 IP 封包時, 來源與目的裝置雙方毋須事先建立連線, 即可將 IP 封包送達。 亦即, 來源裝置完全不用理會目的裝置的狀態, 而只是單純的將 IP 封包逐一送出即了事。至於目的裝置是否收到每個封包、是否收到正確的封包等等, 則是由上層的協定 (例如：TCP) 來負責檢查。 使用非連接式的好處 將過程簡單化, 可提高傳輸的效率。 此外, 由於 IP 封包必須透過 IP 路由的機制, 在一個個路由器之間傳遞, 非連接式的傳送方式較易在此種機制中運作。 連接式的傳送方式 相對於非連接式的傳送方式, 也有連接式(Connection-Oriented) 的傳送方式, 也就是來源與目的裝置雙方必須先建立連線, 才能進一步傳輸資料。TCP 即是使用連接式的傳送方式。 切割與重組 IP 封包 IP 必須將封包放到鏈結層傳送。每一種鏈結層的技術都會有所謂的最大傳輸單位 (Maximum Transmission Unit, MTU), 亦即該種技術所能傳輸的最大資料長承載 (Payload) 度。 切割與重組 IP 封包 IP 封包在傳送過程中, 可能會經過許多個使用不同技術的網路。假設 IP 封包是從ATM (Asynchronous Transfer Mode, 非同步傳輸) 網路所發出, 原始長度為 9180 Bytes, 若 IP 路由途中經過乙太網路, 便會面臨封包太大, 無法在乙太網路上傳輸的障礙。 切割與重組 IP 封包 為了解決此問題,