網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用 課件全套 1.1-2 OSI與TCP-IP,以太幀-2.14 BGP動態(tài)路由協(xié)議

OSI與TCP/IP模型、以太幀OSI與TCP/IP模型、以太幀OSI模型TCP/IP模型以太幀以太網(wǎng)交換機一、OSI模型國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardOrgnization）提出了一個關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)體系的理論標(biāo)準(zhǔn)——開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM，OpenSystemInterchangeReferenceModel），簡稱為OSI模型。要使各種各樣的主機、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信，要解決的問題很多、很復(fù)雜。OSI模型按照網(wǎng)絡(luò)的各種功能分類，將計算機網(wǎng)絡(luò)在邏輯上分為七層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，如圖1-1-1左圖所示。一、OSI模型物理層定義各種設(shè)備接口的機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性，物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是比特（0、1）流，物理層為數(shù)據(jù)鏈路層提供了透過具體物理介質(zhì)的比特數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。物理層主要接口標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）有RS232、RJ45、EIA/TIA568、SC(LC,ST)、Serial等。各層功能如下：一、OSI模型數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信鏈路的建立、幀傳輸與鏈路釋放，數(shù)據(jù)幀界定、透明傳輸、幀差錯檢測，設(shè)備接口硬件地址（物理地址、MAC地址），無線局域網(wǎng)還要保證數(shù)據(jù)鏈路層可靠傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層可以分為介質(zhì)訪問控制子層（MAC子層）和邏輯鏈路控制子層（LLC子層）。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸數(shù)據(jù)單位是幀，為網(wǎng)絡(luò)層提供透過具體鏈路差別的服務(wù)。主要協(xié)議有PPP、HDLC、CSMA/CD、DIXEthernetV2、IEEE802.3、CSMA/CA、VLAN(IEEE802.1Q)、STP(IEEE802.1D)等。各層功能如下：一、OSI模型網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)點到點的數(shù)據(jù)通信，網(wǎng)絡(luò)邏輯地址（IP地址）的定義與劃分、IP數(shù)據(jù)報(將上層傳下來的數(shù)據(jù)報文分片)、IP路由，OSI提議面向連接和面向無連接兩種服務(wù)，實際網(wǎng)絡(luò)層只提供面向無連接的服務(wù)。傳輸數(shù)據(jù)形式是IP數(shù)據(jù)報（IP分組、IP報文）。為傳輸層提供透過具體網(wǎng)絡(luò)的報文傳輸服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議有IP、ARP、ICMP、IGMP、OSPF協(xié)議等。常將物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層合起來，稱為OSI底層。各層功能如下：一、OSI模型傳輸層負(fù)責(zé)端到端（端點-端點）的數(shù)據(jù)通信，提供面向連接和無連接的兩種服務(wù)。傳輸層還提供端到端可靠傳輸服務(wù)、流量控制和擁塞控制服務(wù)等。OSI模型中，傳輸層常被稱為中間層，傳輸層利用底層提供的服務(wù)，實現(xiàn)端到端的通信，從而為高層服務(wù)。傳輸層的主要協(xié)議有UDP、TCP等。各層功能如下：一、OSI模型會話層主要提供通信會話的建立、維持、釋放。表示層主要定義數(shù)據(jù)格式、加密與壓縮等。應(yīng)用層面向用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如WWW（萬維網(wǎng)）服務(wù)、文件傳輸（FTP）服務(wù)、電子郵件（e-mail）服務(wù)、域名解析（DNS）服務(wù)、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）、簡單網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)等。應(yīng)用層的主要協(xié)議有http、https、DNS、SMTP、POP3、SNMP、Telnet、FTP、TFTP等。會話層、表示層和應(yīng)用層常被稱為高層，也有人將這三層合起來統(tǒng)稱為應(yīng)用層。各層功能如下：二、TCP/IP模型TCP/IP模型是由美國高級項目研究局，在研究實施ARPA-NET時，逐步探索出來的一種計算機網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，TCP/IP模型是因特網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。TCP/IP模型將計算機網(wǎng)絡(luò)從邏輯上分為四層：網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層。如圖1-1-1右圖所示。二、TCP/IP模型TCP/IP模型與OSI模型對應(yīng)關(guān)系如下。TCP/IP模型的網(wǎng)絡(luò)接口層，大致相當(dāng)于OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層（省去了數(shù)據(jù)鏈路層的LLC子層），TCP/IP模型的網(wǎng)際層，相當(dāng)于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，TCP/IP模型的傳輸層相當(dāng)于OSI模型的傳輸層，TCP/IP模型的應(yīng)用層大致相當(dāng)于OSI模型的會話層+表示層+應(yīng)用層。二、TCP/IP模型OSI模型與TCP/IP模型各有優(yōu)缺點。OSI模型理論好，用OSI模型可以很清晰、科學(xué)地解釋計算機網(wǎng)絡(luò)各層的功能、原理，解釋各種網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象，且OSI模型是計算機網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)；但OSI模型不是具體的實踐模型，還沒有一個實際網(wǎng)絡(luò)是按照純粹的OSI模型建設(shè)起來的。TCP/IP模型實踐好，TCP/IP模型是從實踐中總結(jié)出來的模型，具有非常好的實戰(zhàn)性，因特網(wǎng)就是按照TCP/IP模型組建起來的；但TCP/IP模型的理論提煉還不夠，用它來解釋有些網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象和問題時，不夠清晰明了。三、以太網(wǎng)協(xié)議與以太幀1.

以太網(wǎng)協(xié)議IEEE802.3與DIXEthernetV2按照通信鏈路獨享還是共享，數(shù)據(jù)鏈路可分為點到點式鏈路和廣播式鏈路。遵循PPP（或HDLC）協(xié)議的鏈路是點對點式鏈路。遵循CSMA/CD協(xié)議（CSMA/CD算法）的鏈路是廣播式鏈路。采用CSMA/CD協(xié)議、廣播式鏈路的局域網(wǎng)是有線以太局域網(wǎng)，簡稱以太網(wǎng)（Ethernet）；遵循CSMA/CA協(xié)議（CSMA/CA算法）是無線以太局域網(wǎng)（wifi網(wǎng)絡(luò)），大多數(shù)局域網(wǎng)都是有線以太局域網(wǎng)。有線以太局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)有：IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)和DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3是以太網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，DIXEthernetV2標(biāo)準(zhǔn)是因特網(wǎng)中以太局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。無線以太局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11。本課程主要學(xué)習(xí)有線以太局域網(wǎng)技術(shù)。三、以太網(wǎng)協(xié)議與以太幀2.

以太幀以太數(shù)據(jù)幀（簡稱以太幀）由幀首部、數(shù)據(jù)(data)和幀校驗(FCS)三部分組成，如圖1-2-1所示。幀首部為14字節(jié)（Byte），其中目的MAC地址6字節(jié)、源MAC地址6字節(jié)、類型或長度2字節(jié)，幀的數(shù)據(jù)部分為46~1500字節(jié)，幀校驗(FCS)為4字節(jié)。三、以太網(wǎng)協(xié)議與以太幀2.

以太幀由于以太網(wǎng)有2個標(biāo)準(zhǔn)，以太幀也分為DIXEthernetV2以太幀和IEEE802.3以太幀兩種。兩種以太幀的不同之處在于，以太幀的首部第3個字段（第13、14字節(jié)）的數(shù)值大小與含義不同。DIXEthernetV2規(guī)定幀首部第13、14字節(jié)代表類型，表示以太幀的數(shù)據(jù)部分DATA屬于另外哪一種協(xié)議類型的報文；而IEEE802.3幀的首部第13、14字節(jié)，表示以太幀的數(shù)據(jù)部分DATA的長度（單位字節(jié)）。兩種以太幀的結(jié)構(gòu)區(qū)別如圖1-2-2所示。三、以太網(wǎng)協(xié)議與以太幀DIXEthernetV2以太幀首部第13、14字節(jié)的值大于或等于0x0800。若這個字段的值為0x0800，表示該以太幀的DATA部分是IPv4數(shù)據(jù)報；若這個字段的值為0x0806，則其DATA部分是ARP報文；若這個字段的值為0x86dd，表示其DATA部分是IPv6數(shù)據(jù)報。IEEE802.3以太幀首部第13、14字節(jié)表示該幀DATA部分的長度，其值小于0x0600，因為以太幀數(shù)據(jù)部分DATA最長不能超過1500字節(jié)，變換為十六進(jìn)制數(shù)為0x05DC（小于0x0600）。三、以太網(wǎng)協(xié)議與以太幀當(dāng)抓到一個以太幀時，可以根據(jù)其第13、14字節(jié)的值來判斷是DIXEthernetV2以太幀還是IEEE802.3以太幀。幀首部第13、14字節(jié)的值大于或等于0x0800的，就是DIXEthernetV2以太幀，若小于0x0600則是IEEE802.3以太幀。圖1-2-3是用Wireshark工具軟件在實驗中抓取到的2個以太幀，圖1-2-3上圖所示以太幀首部第13、14字節(jié)值為0x0800，表示該幀是DIXEthernetV2以太幀，0x0800表示幀的數(shù)據(jù)部分是IP分組（IP報文，IP數(shù)據(jù)報）；圖1-2-3下圖所示的以太幀首部第13、14字節(jié)值為0x0069（小于0x0600），該幀就是IEEE802.3以太幀，數(shù)據(jù)部分的長度為0x0069（十進(jìn)制數(shù)為105字節(jié)），DATA部分是從第一行第15字節(jié)(第一個42)開始，到最后一行末尾(14)為止，共105字節(jié)，Wireshark抓取的數(shù)據(jù)幀不顯示幀校驗(FCS)的內(nèi)容?，F(xiàn)實局域網(wǎng)中的以太幀，大多是DIXEthernetV2幀，少數(shù)是IEEE802.3幀。四、以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機（EthernetSwitch）是一種多接口的網(wǎng)橋（Bridge），常簡稱交換機（Switch）。交換機是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，交換機的每一個接口是一個沖突域，交換機所有接口共同一個廣播域（未劃分vlan的情況下）。作為對比，集線器（HUB）是物理層設(shè)備，集線器的所有接口共同一個沖突域、所有接口共同一個廣播域。交換機外形、仿真符號如圖1-2-4所示。手繪交換機符號時，可用一個小矩形再內(nèi)畫一個X表示。常用的交換機為二層交換機（具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能），還有一種三層交換機（具有部分網(wǎng)絡(luò)層的功能），仿真符號有區(qū)別，如圖1-2-3(b)所示。四、以太網(wǎng)交換機交換機三大主要功能：（1）自動MAC地址學(xué)習(xí)功能，將學(xué)習(xí)到的MAC地址與交換機端口號存入交換表中。（2）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀功能，識別數(shù)據(jù)幀首部的目的MAC地址、源MAC地址，查找交換表，若交換表中有該幀的目的MAC地址，就將該幀從交換表指定的端口發(fā)出去；若交換表中沒有該幀的目的MAC地址，就將該幀從除進(jìn)入端口以外的其它所有端口轉(zhuǎn)發(fā)出去（廣播）。（3）VLAN功能，交換機上可創(chuàng)建多個vlan，交換機的端口分為訪問接口（access接口）、主干接口（trunk接口）和混合接口（hybrid接口，華為獨有的接口類型），access接口只允許一種vlan的幀通過、trunk接口允許多種不同vlan幀通過，hybrid接口則同時具有access接口和trunk接口的功能。四、以太網(wǎng)交換機（1）交換表與自動MAC地址學(xué)習(xí)交換機工作期時，內(nèi)存（RAM）中動態(tài)地維持一個交換表（也叫MAC地址表），交換表內(nèi)有多條記錄，每一條記錄記載著交換機一個接口的名稱、該接口所連接設(shè)備的MAC地址和該接口所屬VLAN等信息。交換表中MAC地址等信息，是交換機在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀過程中自學(xué)而得到的。圖1-2-5所示是一臺Cisco交換機的交換表（MAC地址表，使用showmac-address-table命令查看）。四、以太網(wǎng)交換機（1）交換表與自動MAC地址學(xué)習(xí)交換機剛啟動時，交換表的內(nèi)容為空白；當(dāng)有一個以太幀從交換機一個接口進(jìn)來，交換機就讀取這個幀首部的源MAC地址，將這個MAC地址和這個接口號等信息寫入交換表，這樣就建立了交換表的第一條記錄；照此循環(huán)，直至交換表記錄了該交換機下所有設(shè)備的MAC地址信息，此時交換表就穩(wěn)定（收斂）了；交換表里的MAC地址記錄維持時間只有幾分鐘（大約5分鐘），如果在幾分鐘內(nèi)沒有收到來自該MAC地址的幀或去往該MAC地址的幀，則會將該條MAC地址記錄從交換表中刪除。四、以太網(wǎng)交換機（2）交換機數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)交換機內(nèi)有一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的硬件交換結(jié)構(gòu)，通過這個交換結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀從一個接口到另一個接口的高速轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)一個以太幀進(jìn)入交換機以后，交換機找到這個以太幀首部的目的MAC地址，按照交換表的接口和MAC地址信息將這個幀從目地接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果交換表中不存在這個目的MAC地址，則發(fā)一個廣播幀，將廣播幀從除輸入端口以外其它所有端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，目標(biāo)地址相符的主機回復(fù)一個以太幀，其余主機不回復(fù)。四、以太網(wǎng)交換機（3）交換機VLAN功能VLAN是網(wǎng)管型交換機（智能交換機）基本功能。交換機原本所有接口屬于同一個廣播域，若人為地將交換機劃分為幾個VLAN以后，每一個VLAN對應(yīng)一個廣播域，交換機里原來的一個廣播域就分割為幾個廣播域了，以太幀廣播轉(zhuǎn)發(fā)只在同一個VLAN內(nèi)發(fā)生。當(dāng)交換機劃分VLAN以后，以太幀流進(jìn)交換機后其首部將增加一個VLANTAG字段（4Bytes）。使用VLAN后，交換機的接口（或端口）分為三種類型：ACCESS接口（或端口，只允許一種VLAN幀通過）、TRUNK接口（或端口，允許多種VLAN幀通過）和Hybrid接口（將ACCESS與TRUNK混合的接口或端口，這種類型只有華為交換機具有）。IP協(xié)議與路由器IP協(xié)議與路由器IP地址IP數(shù)據(jù)報IP路由路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)作業(yè)一IP協(xié)議與路由器IP（InternetProtocol）協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議。IP協(xié)議分為IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議兩種，IPv4是傳統(tǒng)的IP協(xié)議，IPv6是新一代網(wǎng)絡(luò)的IP協(xié)議。與IP協(xié)議配套的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議還有ICMP、ARP、IGMP，以及動態(tài)路由協(xié)議OSPF等。IP協(xié)議主要包括三大內(nèi)容：（1）IP地址，（2）IP數(shù)據(jù)報，（3）IP路由。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層功能的主要設(shè)備是路由器，三層交換機也具有一些網(wǎng)絡(luò)層的功能（IP地址和IP路由功能）。一、IP地址IP地址是IP協(xié)議最基本的內(nèi)容。IP地址分為IPv4地址和IPv6地址，IPv4地址是32位的二進(jìn)制數(shù)，IPv6地址是128位的二進(jìn)制數(shù)。IP協(xié)議規(guī)定連接在網(wǎng)絡(luò)上的每一臺主機必須有一個與眾不同的IP地址、路由器的每一個接口須有一個同的IP地址。通常講的IP地址是指IPv4地址。IPv4地址（以下簡稱為IP地址）又有分類IP地址和無分類IP地址之說。一、IP地址1.分類IP地址按照IP地址前幾位的特征和網(wǎng)絡(luò)號、主機號位數(shù)不同進(jìn)行分類，將IP地址分為A、B、C、D、E五類。其中A、B、C三類IP地址中，每一個IP地址都是由網(wǎng)絡(luò)號（net-id）和主機號（host-id）組成，如圖1-3-1所示。D類和E類IP地址不分段。一、IP地址1.分類IP地址五種類型IP地址特點如下。A類IP地址：第1位（bit）是0，網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)為8位、主機號位數(shù)為24位；B類IP地址：前2位（bit）是10，網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)為16位、主機號位數(shù)為16位；C類IP地址：前3位（bit）是110，網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)為24位、主機號位數(shù)為8位；D類IP地址：前4位（bit）是1110；E類IP地址：前4位（bit）是1111。A、B、C類IP地址是通用IP地址，D類IP地址是組播IP地址，E類IP地址一般做實驗測試之用。一、IP地址1.分類IP地址IP地址的表示。32位的IP地址，分為4個字節(jié)，將每1個字節(jié)用1個十進(jìn)制數(shù)(0~255)表示，中間用點"."隔開，形成點分十進(jìn)制形式。例如，一個IP地址的二進(jìn)制形式如下11000010101010000000101010000001用點分十進(jìn)制表示為：29從IP地址的十進(jìn)制表示形式來看，第1個字節(jié)在0-126范圍的IP地址是A類IP地址（第1字節(jié)為127的IP地址作為回環(huán)測試地址），第1個字節(jié)在128-191范圍的IP地址是B類IP地址，第1個字節(jié)在192-223范圍的IP地址是C類IP地址；第1個字節(jié)在224-239范圍的IP地址是D類IP地址，第1個字節(jié)在240-255范圍的IP地址是E類IP地址。上述IP地址29，是C類IP地址。一、IP地址1.分類IP地址網(wǎng)絡(luò)號（net-id）相同的IP地址，屬于同一個網(wǎng)絡(luò)。在同一個網(wǎng)絡(luò)里，所有IP地址的網(wǎng)絡(luò)號（net-id）都相同，每一個IP地址的主機號（host-id）都不相同。A、B、C類網(wǎng)絡(luò)各有多少個？一個網(wǎng)絡(luò)里有多少個IP地址、可指派的IP地址數(shù)？下面進(jìn)行分析。在同一個網(wǎng)絡(luò)里，每一個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號（net-id）都相同，但主機號（host-id）不同，所以一個網(wǎng)絡(luò)里IP地址數(shù)，是由IP地址中主機號（host-id）位數(shù)決定的。按照排列組合法進(jìn)行計算，若一個IP地址的主機號為h位，則其所在網(wǎng)絡(luò)共有2h個不同的IP地址。一、IP地址1.分類IP地址一個網(wǎng)絡(luò)所有IP地址中，有2個特殊IP地址：（1）主機號全0的IP地址——網(wǎng)絡(luò)地址；（2）主機號全1的IP地址——廣播地址。網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不能指派給任何一個具體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（主機、路由器等）使用，其它IP地址則可以指派給具體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用。網(wǎng)絡(luò)地址是唯一代表一個網(wǎng)絡(luò)的IP地址，網(wǎng)絡(luò)地址在路由、訪問控制列表、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換中有著非常重要的應(yīng)用；廣播地址則是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)布廣播IP數(shù)據(jù)報時，需要用到廣播地址。譬如一個C類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號為192.168.10，主機號全為0的IP地址，就是該C類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址；主機號全1的IP地址55，是這個C類網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。一、IP地址除了網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它IP地址，都可以指派給主機或路由器接口使用，被稱為可指派的IP地址。因而，每一個網(wǎng)絡(luò)里可以指派的IP地址數(shù)為2h-2個（h為IP地址中主機號的位數(shù)）。由此，可得出每一個A類、B類、C類網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，共有IP地址數(shù)和可指派的IP地址數(shù)。（1）每一個A類網(wǎng)絡(luò)（IP地址中主機號位數(shù)為24位），有224=16777216個不同IP地址，可以指派的IP地址數(shù)為224-2=16777214個；（2）每一個B類網(wǎng)絡(luò)（IP地址中主機號位數(shù)為16位），有216=65536個不同IP地址，可以指派的IP地址數(shù)為216-2=65534個；（3）每一個C類網(wǎng)絡(luò)（IP地址中主機號位數(shù)為8位），有28=256個不同IP地址，可以指派的IP地址數(shù)為28-2=254個。一、IP地址IP地址中的不同網(wǎng)絡(luò)號，代表著不同的網(wǎng)絡(luò)。若2個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號不同，則說明這2個IP地址在不同的網(wǎng)絡(luò)里。已知A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)IP地址的網(wǎng)絡(luò)號（net-id）位數(shù)分別為8位、16位和24位。但A類IP網(wǎng)絡(luò)號的前1位（bit）固定為0、B類IP網(wǎng)絡(luò)號的前2位（bit）固定為10、C類IP網(wǎng)絡(luò)號的前3位（bit）固定為110，于是A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)的可變化的網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)分別為7位、14位和21位，所以（1）A類網(wǎng)絡(luò)共有126個（27-2=126，除去0號、127號網(wǎng)絡(luò)）；（2）B類網(wǎng)絡(luò)共有16384個（214）；（3）C類網(wǎng)絡(luò)共有2097152個（221）。一、IP地址2.私有IP地址與公有IP地址由于IPv4地址不夠用，Internet管理委員會就從A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)中，分別拿出1個A類、16個B類、256個C類網(wǎng)絡(luò)作為私有網(wǎng)絡(luò)。私有網(wǎng)絡(luò)的IP地址（私有IP地址、局部IP地址、專有IP地址）范圍如下：（1）A類私有IP地址范圍：-55（可表示為10/8）（2）B類私有IP地址范圍：-55（可表示為172.16/12）（3）C類私有IP地址范圍：-55（可表示為192.168/16）例如：是一個A類私有IP地址，9是一個B類私有IP地址，0是一個C類私有IP地址。一、IP地址2.私有IP地址與公有IP地址A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)的IP地址中，除了私有IP地址和回環(huán)地址的/8，其余IP地址都是公有IP地址（也叫全局IP地址，或全球IP地址）。例如：6是一個A類公有IP地址，8是一個B類公有IP地址，9是一個C類公有IP地址。公有IP地址，既可以在公網(wǎng)（因特網(wǎng)）上使用，也可以在網(wǎng)絡(luò)自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部使用，公有IP地址要全世界統(tǒng)一安排、分配使用。所有的私有IP地址，都可以在每一個網(wǎng)絡(luò)自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部使用，但公網(wǎng)（因特網(wǎng)）上不能識別所有的私有IP地址。一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算IPv4地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機號組成，IPv4地址可以分為A、B、C、D、E類，其中A、B、C類IP地址的網(wǎng)絡(luò)號分別為8位、16位、24位。IPv6地址也分為網(wǎng)絡(luò)前綴號和主機號2部分，但是IPv6地址卻不分類，其網(wǎng)絡(luò)前綴號的位數(shù)可以從1到128。（1）IPv4地址的掩碼IP地址分類時，為了體現(xiàn)出一個IPv4地址中前面多少位是網(wǎng)絡(luò)號、后面多少位是主機號，采用一個新的量——掩碼（mask）來表示。IPv4協(xié)議規(guī)定，每一個IPv4地址都要有一個伴隨的掩碼，掩碼也是一個32位（bit）的數(shù)。掩碼的特征：前面連續(xù)若干個1，后面連續(xù)若干個0，例如掩碼：11111111111111110000000000000000。掩碼從左到右出現(xiàn)第一個0以后，后面各位就全是0（不再出現(xiàn)1）。掩碼中1的位數(shù)，等于其伴隨IP地址的網(wǎng)絡(luò)號的位數(shù)。一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算由于A、B、C三類IP地址網(wǎng)絡(luò)號的位數(shù)分別為8、16、24位，所以A類IP地址伴隨的掩碼為11111111000000000000000000000000B類IP地址伴隨的掩碼11111111111111110000000000000000

C類IP地址伴隨的掩碼11111111111111111111111100000000IPv4掩碼掩碼記法一，常采用點分十進(jìn)制數(shù)形式記錄，形式如下m1.m2.m3.m4//m?:0-255(未劃分子網(wǎng)時，取值為0或255)A、B、C三類IP地址的伴隨掩碼分別可記為、、

一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算該IP地址采用點分十進(jìn)制數(shù)記為：29伴隨掩碼點分十進(jìn)制數(shù)記為：

IPv4掩碼記法二，采用斜線法以記為/M的形式，M即是掩碼前面1的位數(shù)。于是，IP地址與伴隨掩碼用斜線法表示為：x.x.x.x/M//M:0-32，未劃分子網(wǎng)時取8、16或24這是IP地址與伴隨掩碼的簡便記法。例如上述IP地址的掩碼，可以用斜線法記為：/24。這樣，上述IP地址及其伴隨掩碼，可以簡便地記為：29/24一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算未劃分子網(wǎng)時，分類IP地址的三種掩碼，采用斜線記法時分別為/8、/16和/24（2）網(wǎng)絡(luò)地址的計算與可變長子網(wǎng)掩碼每一個A、B或C類網(wǎng)絡(luò)，有且僅有一個網(wǎng)絡(luò)地址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址的定義，每一個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址是IP地址中主機號全為0的IP地址。網(wǎng)絡(luò)地址雖然不能指派給某一個具體設(shè)備使用，但網(wǎng)絡(luò)地址代表了整個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)地址具有非常重要的意義，它在路由設(shè)計中有重要應(yīng)用。除了網(wǎng)絡(luò)地址的定義，求網(wǎng)絡(luò)地址還有一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎惴椒ā拔慌c”計算法。一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算“位與”計算法中的“位與”就是將兩個二進(jìn)制數(shù)按位相與的運算，是將某一個IP地址（二進(jìn)制形式）的與其伴隨的掩碼（二進(jìn)制形式）作按位邏輯與(&)的運算，其計算結(jié)果就是該IP地址所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址。按照數(shù)字邏輯運算法則，一位(bit)數(shù)的邏輯“與”（&）運算的基本法則是：0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1IP地址和掩碼作“位與”計算是要將兩個32位的二進(jìn)制數(shù)按數(shù)位對齊，然后進(jìn)行按位相“與”(&)的運算。由于掩碼的特點是前面連續(xù)多個1后面連續(xù)多個0，為簡化運算過程，將多位二進(jìn)制數(shù)的邏輯“與”（&）運算法則，修改為如下陽氏“位與”運算口訣：一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算陽氏運算口訣：1”位與(&)”任何數(shù)得原數(shù)，0”位與(&)”任何數(shù)得0。這個口訣沒有改變運算邏輯“位與”的運算規(guī)則，卻使得IP地址與掩碼的“位與”運算變得更簡單。例如，一個C類IP地址31/24，其掩碼的點分十進(jìn)制形式為，其中255對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為11111111，0對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為00000000。按照上述運算口訣，多個1位和任何數(shù)相與得原數(shù)，多個0位和任何數(shù)相與得0，以字節(jié)（8bit）為單位的2個二進(jìn)制數(shù)的位與運算如下：一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算寫成橫式：31&=。即IP地址31/24所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址為。一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算采用“位與”運算口訣，不僅可用于計算A、B、C類IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，還可以方便地計算可變長子網(wǎng)掩碼（VariableLengthSubnetMask，VLSM）時的網(wǎng)絡(luò)地址，在劃分子網(wǎng)時，掩碼就叫子網(wǎng)掩碼了?？勺冮L子網(wǎng)掩碼不是指32位的子網(wǎng)掩碼總位數(shù)發(fā)生變化（總位數(shù)32位不變），而是指掩碼前面1的位數(shù)，不一定是8、16或24位，而是可以變化為0~32之間任意一個整數(shù)。例如，二進(jìn)制形式的子網(wǎng)掩碼11111111111111111111111111000000采用斜線法可記為：/26采用點分十進(jìn)制形式則表示為：92。一、IP地址3.掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址的計算例如，一個IP地址和子網(wǎng)掩碼為20/26，試計算出該IP地址所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址。IP地址最后一個字節(jié)220對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為11001010。按照“位與”運算口訣（1位與任何數(shù)得原數(shù)、0與任何數(shù)得0），則：寫成橫式：02&92=92，即IP地址20/26所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址為172.18.19.192，該IP網(wǎng)絡(luò)可用172.18.19.192/26表示。路由器設(shè)備能使用這種運算規(guī)則，自動計算各接口IP地址所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址。一、IP地址4.IPv6地址IPv6提出的緣由。由于IPv4地址只有32位（bit），總共只有232個IPv4地址，IPv4地址早已分配完畢?？墒且蛱鼐W(wǎng)卻在不斷地擴張，特別是物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，聯(lián)網(wǎng)的每一個設(shè)備都需要IP地址。這就需要很多的IP地址，只有擴展IP地址的位數(shù)才能滿足要求，IP地址的位數(shù)每增加一位，IP地址數(shù)就會擴大一倍。IPv6協(xié)議將IP地址的位數(shù)擴展到128位，從理論上來講，IPv6最多可以有2128個IP地址，這是一個非常巨大的數(shù)字，可以滿足全世界各種聯(lián)網(wǎng)對IP地址的需求。128位的IPv6地址由網(wǎng)絡(luò)前綴（net-prefix-id）和主機號（host-id）組成，如下圖所示一、IP地址4.IPv6地址——IPv6地址的表示和書寫128位的IPv6地址比較長，直接使用二進(jìn)制數(shù)，不便于記憶和書寫。即使像IPv4一樣，采用按字節(jié)分組、點分十進(jìn)制數(shù)形式表示，也有16個十進(jìn)制數(shù)，還是太長、不方便記憶和書寫。于是，采用如下方法來記錄和表示IPv6地址。（1）按2字節(jié)分組。將128bit的IPv6地址分為8小組，每一小組2個字節(jié)(16bit)。（2）十六進(jìn)制數(shù)表示。將每一小組轉(zhuǎn)換為4位十六進(jìn)制數(shù)，組與組之間用:分隔。當(dāng)4位十六進(jìn)制數(shù)全為0時，可以省寫為1個0；4位十六進(jìn)制數(shù)部分為0時，第1個非零數(shù)字前面的0可以省略。例如一個IPv6地址：FDB9:0000:78AB:0003:0000:0000:025C:7600可以寫為：FDB9:0:78AB:3:0:0:25C:7600一、IP地址4.IPv6地址——IPv6地址的表示和書寫（3）零壓縮記法::。可以將IPv6地址地址中連續(xù)多個0壓縮，書寫為::，但是一個IPv6地址只能使用一次零壓縮符號::。例如，上述IPv6地址，采用零壓縮法以后，可以縮寫為FDB9:0:78AB:3::25C:7600另一個IPv6地址8BA:0:0:0:0:0:0:D1采用零壓縮記法后，縮寫為8BA::D1。一、IP地址5.IPv6掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址IPv6地址（128bit）也是由網(wǎng)絡(luò)前綴和主機號組成，每一個IPv6地址也有一個伴隨掩碼,這種掩碼也是128bit，特征是前面連續(xù)若干個1、后面連續(xù)若干個0，掩碼中1的位數(shù)與其伴隨的IPv6地址中網(wǎng)絡(luò)前綴號位數(shù)相等。IPv6掩碼，一般是采用斜線法來表示，IPv6的掩碼記為：/M(M:0-128)M取值范圍是十進(jìn)制0-128，即IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴號位數(shù)可以是0-128之間任意數(shù)。例如：一個IPv6地址及其掩碼880f:120d::a011/120，說明：880f:120d::a011這個IPv6地址的前120位(bit)880f:120d::a0是網(wǎng)絡(luò)前綴；128-120=8，其后8位(bit)11是主機號。一、IP地址5.IPv6掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址每一個網(wǎng)絡(luò)都有一個不同的網(wǎng)絡(luò)前綴，同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的IP地址具有相同的網(wǎng)絡(luò)前綴、不同的主機號，IPv6網(wǎng)絡(luò)也是如此。每一個IPv6網(wǎng)絡(luò)都有一個網(wǎng)絡(luò)地址和一個廣播地址。IPv6的網(wǎng)絡(luò)地址是主機號全為0的IPv6地址，廣播地址是主機號全為1的IPv6地址。網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址也是不可指派給一個具體設(shè)備的IPv6地址，但是網(wǎng)絡(luò)地址在路由中有重要應(yīng)用。一個IPv6地址的伴隨掩碼為/M（M為十進(jìn)制數(shù)）時，該IPv6地址的主機號位數(shù)為128-M。設(shè)h=128-M，則這個IPv6地址所在的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共有2h個IPv6地址，可指派給設(shè)備使用的IPv6地址數(shù)為2h-2個（減去的2是網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址）。一、IP地址5.IPv6掩碼與網(wǎng)絡(luò)地址IPv6網(wǎng)絡(luò)地址計算方法，與IPv4的計算方法一樣。例如，IPv6地址及其伴隨掩碼880f:120d::a011/120（注意IPv6地址是十六進(jìn)制數(shù)，掩碼120是十進(jìn)制數(shù)），按照“位與”運算口訣，將掩碼寫成十六進(jìn)制數(shù)的計算豎式如右：其中...代表若干個f，因此，IPv6地址880f:120d::a011/120所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址為880f:120d::a000，該IPv6地址所在網(wǎng)絡(luò)可用880f:120d::a000/120表示；該IPv6地址所在網(wǎng)絡(luò)的廣播地址為880f:120d::a0ff。該IPv6地址的主機號占128-120=8位，其所在網(wǎng)絡(luò)共有256（28）個IPv6地址，可指派的IPv6地址數(shù)為254（28-2）個，可指派的IPv6地址范圍是880f:120d::a001~880f:120d::a0fe。一、IP地址6IPv6地址分類IPv6地址可以分為單播地址、組播地址、任播地址等幾類。IPv6單播地址（UnicastAddress）對應(yīng)一個接口，發(fā)往單播地址的數(shù)據(jù)報會被對應(yīng)的接口接收。單播地址又分為鏈路本地地址、網(wǎng)點本地地址和全局單播地址。鏈路本地地址的特點是IPv6地址的前10位是1111111010，網(wǎng)點本地地址的特點是IPv6地址的前10位是1111111011。IPv6組播地址（MulticastAddress）對應(yīng)一組接口，發(fā)往組播地址的數(shù)據(jù)報會被這組的所有接口接收。組播地址的特點是IPv6地址的前8位是11111111。IPv6任播地址（AnycastAddress）對應(yīng)一組接口中的一個，發(fā)往任播地址的數(shù)據(jù)報會被這組接口中的一個接口接收，具體有哪一個接口接收須由具體的路由協(xié)議確定。一、IP地址6IPv6地址分類此外，還有回環(huán)地址、未指定地址等特殊地址。::1是回環(huán)地址，相當(dāng)與IPv4中的。這幾類IP6地址的特點如表1.1所示。一、IP地址7無分類IP地址現(xiàn)在來學(xué)習(xí)無分類IPv4地址。為了與IPv6地址統(tǒng)一，也為了靈活使用IPv4地址塊，IPv4地址可以分類，也可以不分類不分類。不分類時就叫無分類域間路由（ClasslessInter-DomainRouting，CIDR），也就是IPv4地址不分A、B、C、D、E類，每一個IPv4地址都是由網(wǎng)絡(luò)前綴和主機號組成（與IPv6地址類似），如下圖所示。一、IP地址7無分類IP地址無分類IPv4地址的伴隨掩碼。設(shè)無分類IPv4地址的網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)M，采用斜線記法掩碼為/M，M可以是0-32中任意整數(shù)，例如/7、/8、/12、/15、/19、/24、/25、/26、/29、/32等。這樣，IPv4地址及其伴隨掩碼的可以表示為：

x.x.x.x/M(M取值范圍:0-32)例如：9/7，/13，0/25，0/29，/30無分類IPv4地址伴隨的掩碼，可以用點分十進(jìn)制形式表示。掩碼/7、/13、/25、/29、/30的點分十進(jìn)制形式分別為、、28、48、52。一、IP地址7無分類IP地址雖然CIDR掩碼位數(shù)M可以取0-32中任意一個數(shù)，但一定要遵守前面連續(xù)若干個1、后面連續(xù)若干0的規(guī)則。掩碼的點分十進(jìn)制形式中，每一字節(jié)只能是0、128、192、224、240、248、252、254或255中的一個，它們的對應(yīng)關(guān)系如下。思考一下，斜線記法的掩碼/11、/23、/26、/27、/28，點分十進(jìn)制掩碼分別是什么？當(dāng)IP地址采用無分類CIDR技術(shù)以后，一個網(wǎng)絡(luò)的所有IP地址構(gòu)成一個地址塊（以前叫一個網(wǎng)絡(luò)）。例如，地址塊/24，地址塊/12，地址塊/7等。地址塊/12也可以寫成172.16/12，地址塊/7也可以寫成10/7。二、IP數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報（IP數(shù)據(jù)包，IP報文，IP分組）分為IPv4數(shù)據(jù)報和IPv6數(shù)據(jù)報兩種，基于IPv4協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報是IPv4數(shù)據(jù)報，基于IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報是IPv6數(shù)據(jù)報。1.IPv4數(shù)據(jù)報IPv4數(shù)據(jù)報分為首部和數(shù)據(jù)兩部分，首部的固定部分為20字節(jié)，首部的可變部分為0~40字節(jié)。如圖1-3-4所示。二、IP數(shù)據(jù)報IPv4首部固定部分的各字段含義如下。版本(4bit)：二進(jìn)制值為0100，第4版的意思；首部長度(4bit)：二進(jìn)制值范圍0000-1111（十進(jìn)制值范圍0-15），以4字節(jié)為一個單位；區(qū)分服務(wù)(8bit)：前3位表示優(yōu)先級（值越大越優(yōu)先），中間4為分別表示對D(時延)、T(吞吐量)、R(可靠性)、C(服務(wù)費用)是否有要求，最后一位未定義。默認(rèn)全為0（0x00）；總長度(16bit)：最大值0xffff，單位字節(jié)，即IP數(shù)據(jù)報最大總長度為65535B（64KB）；標(biāo)識(16bit)：此IP數(shù)據(jù)報的ID號；標(biāo)志(3bit)：第1位未定義，第2位DF表示此IP數(shù)據(jù)報是否可分片（0表示可分片，1表示不可分片），第3位MF表示此IP數(shù)據(jù)報是否是最后一個分片（1表示后面還有分片，0表示這是最后一個分片）；二、IP數(shù)據(jù)報片偏移(13bit)：表示此分片報文的數(shù)據(jù)部分的第1字節(jié)，在原始未分片時報文中的字節(jié)序號，以8字節(jié)為一個數(shù)據(jù)單位；生存時間TTL(8bit)：發(fā)出IP數(shù)據(jù)報的源主機設(shè)一個初始TTL值，源主機系統(tǒng)平臺不同初始值分別設(shè)置為255、128或64，然后IP數(shù)據(jù)報被路由器每轉(zhuǎn)發(fā)一次就減1，直至TTL值變?yōu)?以后，不再轉(zhuǎn)發(fā)；協(xié)議(8bit)：是指IP數(shù)據(jù)報的的數(shù)據(jù)部分是哪一種協(xié)議的報文，常見的協(xié)議及協(xié)議號有ICMP協(xié)議號為1，TCP協(xié)議號為6，UDP協(xié)議號為17，OSPF協(xié)議號為89，等等；首部校驗和(16bit)：采用二進(jìn)制反碼運算求和方法計算出IP數(shù)據(jù)報首部的校驗和，二進(jìn)制反碼運算求和是先將IP數(shù)據(jù)報按照每16bit為一個字進(jìn)行劃分，再計算第1、2個字的二進(jìn)制和（采用循環(huán)進(jìn)位法），將計算結(jié)果與第3個字相加，直至所有字都加完以后，將結(jié)果按位變反（1變0，0變1）；二、IP數(shù)據(jù)報源IP地址(32bit)：發(fā)送IP數(shù)據(jù)報源主機的IP地址，在路由器轉(zhuǎn)發(fā)過程中，一般保持不變，除非經(jīng)過路由器時作了地址轉(zhuǎn)換；目地IP地址(32bit)：要接收該IP數(shù)據(jù)報的目的主機IP地址，在路由器轉(zhuǎn)發(fā)過程中，一般保持不變，除非經(jīng)過路由器時做了地址轉(zhuǎn)換；選項：該字段是為了增加IP數(shù)據(jù)報的功能，但同時也使得IP數(shù)據(jù)報的首部長度成為可變，從而增加了每一個路由器處理數(shù)據(jù)報的開銷,實際上這些選項很少被使用;填充：填充若干bit的0,是為了確保首部長度為4字節(jié)(32位)的整數(shù)倍。選項+填充的長度為0~40字節(jié)，但必須為4字節(jié)整倍數(shù)。二、IP數(shù)據(jù)報圖1-3-5是采用WireShark抓取的一個IPv4數(shù)據(jù)報。二、IP數(shù)據(jù)報該IPv4數(shù)據(jù)報的首部各字段值及含義如下：0x45表示版本號為4，首部長度為5（5*4B=20B）；0x00表示區(qū)分值全為0，即無優(yōu)先級、不區(qū)分服務(wù)；0x003c表示IP數(shù)據(jù)報總長度為0x3c字節(jié)(十進(jìn)制60字節(jié))；0xb193表示該IP數(shù)據(jù)報的id號；0x4000前3bit為010，DF=1表示不分片，MF=0表示這是最后一片；后13bit全為0，表示片偏移為0；0x7f表示生存時間TTL，十進(jìn)制數(shù)為127；0x01表示協(xié)議號為1，該IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分是ICMP協(xié)議的報文；0xaabe是該IP數(shù)據(jù)報的首部校驗和；0xc0a80a0a表示源IP地址，點分十進(jìn)制形式是0;0xc0a81414表示目的IP地址，點分十進(jìn)制形式是0.說明：圖1-3-5所示報文，最前面14個字節(jié)（0x5489...0800）是以太幀首部的信息，最后40字節(jié)（0x0800...2627）是ICMP報文。二、IP數(shù)據(jù)報2.IPv6數(shù)據(jù)報IPv6數(shù)據(jù)報分為基本首部和有效載荷（擴展首部，數(shù)據(jù)部分），基本首部40字節(jié)，有效載荷是可變部分，有效載荷最大可達(dá)64KB（65535字節(jié)）。如圖1-3-6所示。二、IP數(shù)據(jù)報2.IPv6數(shù)據(jù)報IPv6數(shù)據(jù)報的基本首部各字段的含義如下。版本(4bit)：二進(jìn)制值為0110，第6版的意思；區(qū)分服務(wù)(8bit)：與IPv4區(qū)分服務(wù)字段相同；流標(biāo)號(20bit)：為源站點到目的站點的一系列數(shù)據(jù)報指定一個隨機流標(biāo)識符（1~220-1之間一個隨機數(shù)），流標(biāo)號為0時表示未采用流標(biāo)號；有效載荷長度(16bit,第5、6字節(jié))：有效載荷（擴展首部+數(shù)據(jù)）的長度，單位字節(jié)，最大為64KB（65535字節(jié)）；下一個首部(8bit,第7字節(jié))：指第一個擴展首部的協(xié)議號，如沒有擴展首部，該字段值是數(shù)據(jù)部分所屬協(xié)議的協(xié)議號，如TCP協(xié)議號6、UDP協(xié)議號17、ICMPv6協(xié)議號58等；二、IP數(shù)據(jù)報2.IPv6數(shù)據(jù)報跳數(shù)限制(8bit,第8字節(jié))：表示該數(shù)據(jù)報還能允許的跳數(shù)，跳數(shù)的初始值由源站點設(shè)置（一般初值為255,128或64），路由器每轉(zhuǎn)發(fā)一次該值減1，當(dāng)該值變?yōu)?時，路由器就不再轉(zhuǎn)發(fā)；源IPv6地址(128bit,第9~24字節(jié))：指明該數(shù)據(jù)報發(fā)送站點的IPv6地址；目的IPv6地址(128bit,第25~40字節(jié))：指明接收該數(shù)據(jù)報的站點的IPv6地址。擴展首部不是必須，擴展首部可以是以下6種之一（RFC2460定義）：二、IP數(shù)據(jù)報2.IPv6數(shù)據(jù)報a.逐跳選項、b.源路由選擇、c.分片與重裝、d.數(shù)據(jù)完整性與鑒別、e.封裝安全有效載荷、f.目的站點可選信息。我們來分析一個實際的IPv6數(shù)據(jù)報，圖1-3-7是用WireShark抓取的一個IPv6數(shù)據(jù)報。二、IP數(shù)據(jù)報該IPv6數(shù)據(jù)報的固定首部各字段值及含義如下：0x60000000：前4bit值為0110，說明版本號為6；區(qū)分服務(wù)8bit全0，說明不區(qū)分服務(wù)；流標(biāo)號20bit全0，說明不設(shè)流標(biāo)號；0x0028：有效載荷(包括擴展首部與數(shù)據(jù))長度40字節(jié)（0x28）；0x3a：下一個首部58號協(xié)議，58是ICMPv6協(xié)議，屬于數(shù)據(jù)部分，說明沒有擴展首部；0xfe：跳數(shù)限制為254（與IPv4中的TTL相似，比255少1，說明已經(jīng)歷過一跳）；0x00a1000000000000000000000000000a：源IPv6地址為a1::a；0x00b2000000000000000000000000000b：目的IPv6地址為b2::b。圖1-3-7的IPv6報文，最前面14字節(jié)（0x5489...86dd）是以太幀的首部，最后面40字節(jié)（0x8000...2627）是ICMPv6報文。三、IP路由IP路由是為路由器指明如何轉(zhuǎn)發(fā)已收到的IP數(shù)據(jù)報而設(shè)計的，IP路由是IP協(xié)議的重要內(nèi)容之一。IP路由一般包括目的網(wǎng)絡(luò)地址、掩碼（子網(wǎng)掩碼）、下一跳地址（或接口）、優(yōu)先級（或開銷）等信息。路由器將所有的路由保存在一張表——路由表。譬如一個路由器的路由表里有以下2條路由。目的網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼

下一跳地址(或接口)

2892按照路由形成方式不同，IP路由可分為直連路由、靜態(tài)路由和動態(tài)路由。三、IP路由1.直連路由直連路由（DirectlyConnected路由）是與路由器直接相連網(wǎng)絡(luò)的路由，路由器會自動發(fā)現(xiàn)其直連網(wǎng)絡(luò)的路由。路由器發(fā)現(xiàn)直連路由的方法是將路由器接口IP地址跟掩碼作“位與”運算得出。華為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將直連路由簡稱為“D”路由（DirectRoute），思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將直連路由簡稱為“C”路由（ConnectedRoute），都是指直連路由。每一條直連路由包括目的網(wǎng)絡(luò)地址、掩碼（子網(wǎng)掩碼）、路由器接口等信息。例如圖1-3-8(a)所示的路由器R1有三個接口，每一個接口有一個IP地址，每一個接口直連一個不同的網(wǎng)絡(luò)。三、IP路由1.直連路由該路由器R1的直連網(wǎng)絡(luò)就有3個：/24、/24、/30，路由表如圖1-3-8(b)所示，3條前面都有一個“C”的路由就是直連路由，如下所示。C/24fa0/0C/24fa0/1C/30fa1/0在所有的路由中，直連路由的優(yōu)先級最高。三、IP路由2.靜態(tài)路由實際的網(wǎng)絡(luò)往往不只一臺路由器，可能有多臺路由器多個網(wǎng)絡(luò)段，路由器能自動發(fā)現(xiàn)直連網(wǎng)絡(luò)的路由?？墒沁€有不直接與路由器相連的網(wǎng)絡(luò)——非直連網(wǎng)絡(luò)，路由器不能自動發(fā)現(xiàn)非直連網(wǎng)絡(luò)的路由。讓路由器獲得非直連網(wǎng)絡(luò)路由的辦法之一，就是讓工程技術(shù)人員在路由器上給每一個非直連網(wǎng)絡(luò)配置一條路由命令，從而使路由器獲得非直連網(wǎng)絡(luò)的路由——靜態(tài)（Static）路由。每一條靜態(tài)路由包含網(wǎng)絡(luò)地址、掩碼、下一跳地址（或接口）等信息。圖1-3-8(b)所示的2條前面有“S”的路由就是路由器R1獲得的靜態(tài)路由。類型

網(wǎng)絡(luò)地址/掩碼

下一跳地址S/24S/24三、IP路由2.靜態(tài)路由技術(shù)人員在給路由器配置靜態(tài)路由之前，必須先分析該路由器的非直連網(wǎng)絡(luò)有哪些，找出該路由器每一個非直連網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、下一跳地址，再按照路由命令的格式，分別給每一個非直連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一條靜態(tài)路由命令，然后在適當(dāng)?shù)哪Ｊ交蛞晥D下配置該命令。思科配置靜態(tài)路由命令須在全局模式下進(jìn)行，華為配置靜態(tài)路由命令須在系統(tǒng)視圖下進(jìn)行。設(shè)計靜態(tài)路由時，須關(guān)注路由器的每一條非直連網(wǎng)絡(luò)。三、IP路由3.動態(tài)路由使路由器獲得非直連網(wǎng)絡(luò)的路由，辦法之二是采用動態(tài)路由的方式。動態(tài)路由的實施，先要有一個動態(tài)路由算法，按照這個算法編程形成動態(tài)路由協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每一臺路由器上運行同一種動態(tài)路由協(xié)議（進(jìn)程），在每一個協(xié)議進(jìn)程內(nèi)發(fā)布本路由器的所有直連網(wǎng)絡(luò)；然后，相鄰路由器之間不斷交換有關(guān)路由信息的協(xié)議報文（BPDU，協(xié)議數(shù)據(jù)單元），直至每一臺路由器都獲得所有非直連網(wǎng)絡(luò)的路由。常用的動態(tài)路由協(xié)議有RIP（RIPv2,RIPng）、OSPF（OSPFv2,OSPFv3）、BGP（BGP4）等。三、IP路由3.動態(tài)路由圖1-3-9所示的三個路由表，(a)路由表中標(biāo)有R的路由是RIP動態(tài)路由，(b)路由表中標(biāo)有O的路由是OSPF動態(tài)路由，(c)路由表中標(biāo)有B的路由是BGP動態(tài)路由。這些形式的動態(tài)路由，在后續(xù)課程中我們都將學(xué)習(xí)到。實際網(wǎng)絡(luò)，常采用動態(tài)路由與靜態(tài)路由相結(jié)合的路由方案。四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1.路由器路由器是OSI模型中第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的設(shè)備，能識別和支持網(wǎng)絡(luò)層的所有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如IP、ICMP、OSPF、RIP等協(xié)議）。路由器的外觀與仿真符號如圖1-3-10所示。手繪路由器符號，可以先畫一個小圓圈，在里面再畫一個X。四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1.路由器路由器的主要功能：連通不同的網(wǎng)絡(luò)，選擇信息傳送的線路轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組（報文），自動過濾網(wǎng)絡(luò)廣播。路由器的每一個接口是一個沖突域，路由器的每一個接口是一個廣播域，也就是說路由器內(nèi)沒有廣播信息——隔離廣播域。路由器的結(jié)構(gòu)，從物理組成看，路由器由CPU、ROM、RAM、接口、線路等組成；從邏輯功能上看，由路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)兩部分組成。路由選擇部分包括CPU、路由選擇協(xié)議、路由表等，分組轉(zhuǎn)發(fā)部分包括交換結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)發(fā)表、輸入輸出端口等，如圖1-3-11所示。四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1.路由器其中，轉(zhuǎn)發(fā)表的內(nèi)容來自路由表，但路由器最終按照轉(zhuǎn)發(fā)表來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組（數(shù)據(jù)報）。路由器的輸入輸出流程是這樣的，輸入端口從線路接收分組，接著進(jìn)行物理層處理、數(shù)據(jù)鏈路層處理、網(wǎng)絡(luò)層處理，然后將分組發(fā)送到交換結(jié)構(gòu)；輸出端口從交換結(jié)構(gòu)獲取分組，接著進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層處理、數(shù)據(jù)鏈路層處理和物理層處理，然后發(fā)送到線路。如圖1-3-12所示。四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.路由器IP地址與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備。路由器的每一個接口必須連接不同的網(wǎng)絡(luò)，每一個接口必須配置一個IP地址。按照IP協(xié)議，路由器接口IP地址設(shè)計配置須遵守規(guī)定以下規(guī)則。（1）路由器內(nèi)每一個接口的IP地址，應(yīng)分別屬于不同的網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)），路由器每一個接口的IP地址應(yīng)分別是其所屬網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）內(nèi)一個可指派的IP地址，有經(jīng)驗的技術(shù)人員常常給路由器接口分配所屬網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）內(nèi)最小或最大可指派IP地址；（2）主機與路由器接口相連接時，主機的IP地址和路由器接口IP地址必須是同一個網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）內(nèi)可指派的２個不同IP地址，并且路由器該接口的IP地址就是該主機的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(gateway,gw)；四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.路由器IP地址與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（3）兩臺路由器直接相連，或通過一臺二層交換機連接時，這兩臺路由器相連接的2個接口IP地址，必須是同一個網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）內(nèi)可指派的不同IP地址；（4）進(jìn)入接口模式（思科）或接口視圖（華為）以后，才能配置IP地址和掩碼，配置網(wǎng)完IP地址以后，需要激活該接口，路由器的接口默認(rèn)未被激活。例如，如下網(wǎng)絡(luò)圖中，按照IP協(xié)議原則，路由器AR2的g0/0/0、g0/0/2接口應(yīng)分別配置怎樣的IP地址？主機PC1~PC4的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（gw）應(yīng)分別是什么？四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解：AR2的g0/0/0接口IP地址設(shè)計。根據(jù)上述第（3）條，路由器AR2的g0/0/0接口的IP地址必須與路由器AR1的g0/0/0接口IP地址屬于同一個網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）內(nèi)不同的可指派IP地址。由對端IP地址/30，掩碼為/30，可知該子網(wǎng)內(nèi)可指派的IP地址只有2個（232-30-2=4-2=2），其中一個是已使用的IP地址，另一個可指派IP地址就是了。所以，應(yīng)給AR2的g0/0/0接口配置IP地址和掩碼應(yīng)該是/30。四、路由器與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)AR2的g0/0/2接口IP地址設(shè)計。根據(jù)上述第（1）、（2）條，AR2的g0/0/2接口IP地址必須與g0/0/0、g0/0/1接口的IP地址分別屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，g0/0/2接口IP地址應(yīng)該與相連接的PC4的IP地址屬于同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同的可指派IP地址。由于PC4的IP地址為0/24，可知這個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可指派的IP地址范圍是~54，因此可在這個范圍內(nèi)選一個IP地址（0除外）分配給g0/0/2接口，譬如為g0/0/2接口配置IP地址/24。各主機的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（gw）設(shè)計。根據(jù)前述第（2）條規(guī)則，主機的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（gateway,gw）必須是與主機直接相連或間接（通過一個二層交換機）相連的路由器接口的IP地址，因此，PC1和PC2的gw應(yīng)該是AR1的g0/0/1接口IP地址，PC3的gw應(yīng)該是AR2的g0/0/1接口IP地址，PC4的gw應(yīng)該是AR2的g0/0/2接口IP地址。。作業(yè)一1、已知一個IPv4地址和掩碼為87/27，試問該IPv4地址所在網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的IP地址數(shù)、IP地址范圍、可指派IP地址數(shù)、可指派IP地址范圍，以及該網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址。2、已知一個IPv6地址和前綴長度為3fc::b9:1a/125，試問該IPv6地址所在網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的IP地址數(shù)、IP地址范圍、可指派IP地址數(shù)、可指派IP地址范圍，以及該網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址。3、試分析判斷這幾個IP地址中，哪些IP地址屬于同一個網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）？/23,8/23,02/23,7/23,/23,27/24,/254、已知一個網(wǎng)絡(luò)原理圖如下所示。試設(shè)計IP地址。作業(yè)一(1)試為PC1,PC3,PC4設(shè)計IP地址(x.x.x.x/M形式)和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(gw)；(2)再分別給R1的fa0/1,fa1/0設(shè)計IP地址(x.x.x.x/M形式)；(3)然后分別給R2的fa0/0和fa0/1設(shè)計IP地址(x.x.x.x/M形式)。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)平均子網(wǎng)劃分變長子網(wǎng)劃分網(wǎng)絡(luò)聚合作業(yè)二子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合定義：將一個網(wǎng)絡(luò)（或地址塊）劃分為幾個較小的子網(wǎng)（小地址塊）的過程，就是子網(wǎng)劃分。IP地址由網(wǎng)絡(luò)前綴（或網(wǎng)絡(luò)號）和主機號組成，子網(wǎng)劃分的實質(zhì)是將IP地址中原主機號的前幾位變?yōu)樽泳W(wǎng)號、原來的網(wǎng)絡(luò)前綴和新子網(wǎng)號變?yōu)樾碌木W(wǎng)絡(luò)前綴。這樣，IP地址中的新網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)變長了，新的主機號位數(shù)變短了，但總位數(shù)保持不變。如圖1-4-1所示。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分之后，IP地址中的網(wǎng)絡(luò)前綴變長了、主機號位數(shù)變短了，所以掩碼（子網(wǎng)掩碼）1的位數(shù)增加了、0的位數(shù)減少了，掩碼/M的M變大了。由于新主機號位數(shù)（h2）比原主機號位數(shù)（h1）變小了，子網(wǎng)劃分以后任何一個子網(wǎng)里的IP地址數(shù)都要小于原網(wǎng)絡(luò)的IP地址數(shù)，不同子網(wǎng)里的IP地址不能相同、互相包含、互相重疊或者相互交叉，所有子網(wǎng)的IP地址數(shù)加起來，也不能超過原網(wǎng)絡(luò)的IP地址總數(shù)。子網(wǎng)劃分后，子網(wǎng)號的位數(shù)(s)決定了劃分出的子網(wǎng)數(shù)（2s個），新的主機號位數(shù)(h2)決定了子網(wǎng)內(nèi)IP地址數(shù)（2h2個）和子網(wǎng)內(nèi)可指派的IP地址數(shù)（2h2-2個）。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合IP協(xié)議最初規(guī)定，2s個子網(wǎng)中，子網(wǎng)號全０(二進(jìn)制)的子網(wǎng)和子網(wǎng)號全１(二進(jìn)制)的子網(wǎng)不可以指派（使用），于是可指派的子網(wǎng)數(shù)為2s-2個。但CIDR（無分類域間路由）技術(shù)出現(xiàn)后，規(guī)定劃分的2s個子網(wǎng)，都可以指派（路由器支持CIDR技術(shù)即可），華為與思科現(xiàn)在的路由器都支持CIDR技術(shù)，現(xiàn)實中劃分出來的每一個子網(wǎng)都可已指派（使用）。子網(wǎng)劃分的目標(biāo)要求主要有以下兩個：（1）滿足子網(wǎng)數(shù)的要求；（2）滿足每一個子網(wǎng)內(nèi)可指派IP地址數(shù)的要求。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分的結(jié)果有以下幾項：（1）每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼（必須求出）；（2）*每一個子網(wǎng)的IP地址數(shù)、IP地址范圍；（3）*每一個子網(wǎng)可以指派的IP地址數(shù)、可以指派的IP地址范圍；（4）*共計有多少個子網(wǎng)、每一個子網(wǎng)的子網(wǎng)號。其中，（2）（3）（4）帶*條目，根據(jù)題目需要選擇解答。子網(wǎng)劃分方法有平均子網(wǎng)劃分法、變長子網(wǎng)劃分法兩種。一、平均子網(wǎng)劃分平均子網(wǎng)劃分是將一個網(wǎng)絡(luò)（地址塊）平均劃分幾個IP地址數(shù)相等子網(wǎng)（小地址塊）的過程。平均子網(wǎng)劃分后，每一個子網(wǎng)的IP地址數(shù)相同，每一個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼相同，但每一個子網(wǎng)的IP地址范圍不同、子網(wǎng)號不同。子網(wǎng)劃分首先須滿足每一個子網(wǎng)對可指派IP地址數(shù)的需求，一般來說，子網(wǎng)內(nèi)有多少臺主機，該子網(wǎng)至少需要多少個可指派IP地址；其次，要考慮子網(wǎng)數(shù)是否能滿足要求。采用平均子網(wǎng)劃分時，只要子網(wǎng)內(nèi)可指派IP地址數(shù)能夠滿足具有最多主機數(shù)的子網(wǎng)，其它子網(wǎng)就都能滿足了。設(shè)劃分子網(wǎng)后IP地址中主機號位數(shù)為h，則h應(yīng)滿足如下條件：

2h-2≥子網(wǎng)最多可容納主機數(shù)一、平均子網(wǎng)劃分由此計算出h以后，就可以得到子網(wǎng)掩碼，從而子網(wǎng)號的位數(shù)s（=h0-h）。子網(wǎng)掩碼前面1的位數(shù)M=32-h，每一個子網(wǎng)的掩碼都用斜線法記錄為/M（或者用點分十進(jìn)制數(shù)表示也行）。接著，計算出每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址（主機號全0的IP地址），將每一個子網(wǎng)表示為“子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址/M”的形式。然后，根據(jù)需要寫出每一個子網(wǎng)的IP地址范圍、可指派IP地址的范圍等參數(shù)。注意：各個子網(wǎng)的IP地址互不包含、不重疊、不交叉。一、平均子網(wǎng)劃分例1：已知某單位得到一個IP網(wǎng)絡(luò)（地址塊）為/24，該單位有4個部門（一、二、三、四），每一個部門擁有的主機數(shù)分別為7、16、50、37臺。為滿足4個部門電腦上網(wǎng)的需求，請將該IP地址塊劃分為4個子網(wǎng)，分配給4個部門（已知設(shè)備支持CIDR技術(shù)）。解：已知IP地址塊/24，該網(wǎng)絡(luò)中IP地址的網(wǎng)絡(luò)號（網(wǎng)絡(luò)前綴）為24位、主機號為8位（32-24=8）。找出具有最多主機的部門擁有的主機數(shù)（部門三：50臺主機），設(shè)分配給該部門的子網(wǎng)的IP地址中主機號的位數(shù)為h位，則h須滿足如下條件：

2h-2≥50解得：h≥6，取h=6.即子網(wǎng)中IP地址的主機號位數(shù)為6位，IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)32-6=26。一、平均子網(wǎng)劃分平均子網(wǎng)劃分，因此每一個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼都是/26，或92；每一個子網(wǎng)內(nèi)IP地址數(shù)都是26=64個，每一個子網(wǎng)可指派IP地址數(shù)都是62個；每一個子網(wǎng)里第一個最小的IP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）就是6位主機號全為0的IP地址、最大一個IP地址（廣播地址）是6位主機號全為1的IP地址。每一個子網(wǎng)所不同的是子網(wǎng)號不同。子網(wǎng)數(shù)與子網(wǎng)號。原地址塊中IP地址主機號8位，平均子網(wǎng)劃分每一個子網(wǎng)IP地址主機號6位，所以子網(wǎng)號位數(shù)為s=8-6=2，采用平均子網(wǎng)劃分法可以劃分22=4個子網(wǎng)（子網(wǎng)號分別為00、01、10、11），由于設(shè)備支持CIDR，4個子網(wǎng)都可以使用，剛好可以滿足要求。所以，采用平均子網(wǎng)劃分法劃分出來的4個子網(wǎng)如下：一、平均子網(wǎng)劃分子網(wǎng)號（部門）

子網(wǎng)(網(wǎng)絡(luò)地址/子網(wǎng)掩碼)

IP范圍

00（部門一）：/26

~301（部門二）：

4/26

4~27

10（部門三）：

28/2628~91

11（部門四）：

92/26

92~55如果要問每一個子網(wǎng)可指派的IP地址范圍，只要將該子網(wǎng)IP范圍的最小的第一個IP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）和最后一個最大IP地址（廣播地址）去掉就可以了。二、變長子網(wǎng)劃分變長子網(wǎng)劃分是將一個較大的網(wǎng)絡(luò)（地址塊）劃分為若干個IP地址數(shù)不相等的子網(wǎng)（小地址塊）的過程。變長子網(wǎng)的含義：每一個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼不一樣，即每一個子網(wǎng)內(nèi)IP地址的主機號位數(shù)不一樣、每一個子網(wǎng)的IP地址數(shù)不一樣。為了使劃分出的子網(wǎng)互不重疊、不交叉、不包含，采用變長子網(wǎng)劃分時，應(yīng)按子網(wǎng)內(nèi)主機數(shù)從多到少的順序，逐個劃分子網(wǎng)。劃分前，應(yīng)將各個子網(wǎng)按照主機數(shù)多少（可指派IP地址數(shù)）排好序。先劃分最大一個子網(wǎng)，按以下幾步進(jìn)行。二、變長子網(wǎng)劃分（1）按照2h-2≥子網(wǎng)內(nèi)主機的臺數(shù)，算出h，得到掩碼/M（M=32-h）；（2）寫出這個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址（該IP地址中的主機號全0）和地址塊表示形式；（3）寫出這個子網(wǎng)的IP地址數(shù)、IP地址范圍；（4）寫出這個子網(wǎng)的可指派IP地址數(shù)、可指派IP地址范圍。然后，重復(fù)上述(1)-(4)步驟，計算出下一個次大的子網(wǎng)，直到計算出所有子網(wǎng)。

特別注意：要按從多到少、順序劃分子網(wǎng)，才能使變長子網(wǎng)劃分法得到的各個子網(wǎng)互不包含、不重疊、不交叉。二、變長子網(wǎng)劃分例2：已知某單位得到一個IP網(wǎng)絡(luò)（地址塊）為/24，該單位有5個部門一二三四五，每一個部門擁有的主機數(shù)分別為7、16、50、37、28臺。為滿足5個部門的需求，請將該IP地址塊劃分為5個子網(wǎng)，分配給5個部門（已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持CIDR技術(shù)）。

解：從已知地址塊/24，可知該網(wǎng)絡(luò)IP中的網(wǎng)絡(luò)位24位、主機號8位。首先找到具有最多主機的部門擁有的主機數(shù)（部門三：50臺），設(shè)分配給該部門的子網(wǎng)中IP地址的主機號位數(shù)為h位，則h須滿足如下條件：2h-2≥50

解得：h≥6，取h=6.二、變長子網(wǎng)劃分原地址塊IP地址主機號位數(shù)為8位（共有256個IP地址），其中最大一個子網(wǎng)IP地址的主機號位數(shù)6位，于是子網(wǎng)號位數(shù)s=8-6=2，如果采用平均子網(wǎng)劃分法（每一個子網(wǎng)IP地址主機號為6位），則只能劃分出22=4個子網(wǎng)，而題目里有5個子網(wǎng)，不能滿足要求。因此，只能采用變長子網(wǎng)法，按照從多到少的順序逐個劃分出每一個子