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计算机及网络应用基础 第2课 第5章 网络层 IP地址 IP协议 ARP和RARP ICMP 路由选择 网络互连 中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关 网络层协议组成 因特网的网络层协议分成四部分：网际协议（IP）、路由选择协议、网络控制信息协议（ICMP）和组播协议（IGMP）。 网际协议：决定了网络层的编址机制，数据报的格式（网络层的PDU），各节点根据数据报的字段所应采取的动作。IP协议有两个版本，IPv4 [RFC 791]和IPv6 [RFC 2373，RFC 2460]。 路由选择协议：决定数据报在发送过程中由信源到信宿所经过的路由器。 网络控制信息协议：可以为用户提供网络中的各种运行信息。 组播协议：由于数据报的发送无须建立过程和响应信息，因此可以支持因特网上的多点同时传送，但由于网络层协议设计上的限制，多点传送解决起来比较复杂。 网际协议IP－Internet Protocol IP是因特网的网络层中最重要的协议 提供数据报（Datagram）的投递服务（主机到主机） 在不同的数据链路层上进行数据转发操作 IP的数据报投递服务是非连接的，不可靠的 非连接 数据报之间没有相互的依赖关系； 不能保证报文的有序投递。 不可靠 数据报的投递没有任何品质保证（QoS），数据报可能被正确投递，可能被丢弃。 IP地址 IP地址: 32bit的逻辑地址, 用来标识主机或路由器的网络接口； IP地址包括2个部分: 网络地址（网络号） 主机地址（主机号） IP地址书写方法： 32bit划分为4个字节 写成点分的4个十进制数 IP地址 “分类” 编址： 子网掩码 子网掩码的作用 划分子网 计算网络号（网络地址） 子网掩码的格式 子网掩码也是32bit长的二进制数，由一串连续的1后跟一串连续的0组成； 前面的1与网络号对应，后面的0与主机号对应。如前面的例子： 子网结构为： 00000101 ss xxxxxx xxxxxxxx 子网掩码为： 11111111 11 xxxxxx xxxxxxxx 写成十进制数为： 255.255.192.0 各类IP地址默认的子网掩码为： A类：255.0.0.0 B类：255.255.0.0 C类：255.255.255.0 已知IP地址和子网掩码，如何计算网络地址？ 用子网掩码和IP地址“按位相与”（AND操作），结果就是网络地址。 例如：IP地址10.5.100.1，子网掩码255.255.192.0。则可计算出10.5.100.1的网络地址为 0000010100000001 AND) 1111111100000000 0000010100000000 (=10.5.64.0) IP 数据报格式 IP路由选择 路由表的基本内容 如何根据路由表进行路由选择 路由选择：根据路由表找到一条到达目的网络的路径（实际上是查找输出接口）。 想一想：为何不是“找到一条到达目的主机的路径”？ 从两个方面考虑： 如何减小路由表中的路径数量（在因特网的骨干链路中尤其重要） 与目的主机的连接只有两种类型：点到点链路和广播型网络（LAN） 有些情况下，路由表中也可设置到达目的主机的路由。 路由选择的基本方法： 取出收到的分组中的目的IP地址，并提取出目的网络地址； 用目的网络地址在路由表中查找： 若目的网络与路由器直接相连，则“直接交付”； 如果找到匹配的表项，则将分组发送到该表项指定的下一跳路由器； 如果未找到，则有哪些信誉好的足球投注网站路由表中有无“default”的表项： 如果有，就将将分组发送到该表项指定的下一跳路由器； 如果没有，则发送一个“主机不可达”或“网络不可达”的出错信息给发出该分组的计算机。 路由表的维护 路由表如何建立？如何根据网络的变化进行更新？ 静态路由：由网络管理员设置并随时更新 网络管理员的工作负担重，容易出错，适应性差； 简单、开销小，只适用于小型网络。 动态路由：路由器运行过程中根据网络情况动态地维护 减轻了网络管理员的工作负担重； 实时性好，适应性好； 能够满足大型网络的需要； 因要搜集网络运行状态，网络开销有所增加，实现也比较复杂。 ARP协议和RARP协议 ARP将一个已知的IP地址映射到MAC地址。 想一想：为何要进行映射？（后面将给出答案） 映射方法： 已知：IP地址 1）检查本地ARP高速缓存表，若找到IP地址对应的表项，则取出表项中的MAC地址； 2）若IP地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该IP地址的目的站用其MAC地址作为响应。 ARP只能用于具有广