ip协议与网络互联

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1、第四章IP协议与网络互联本章内容IP互联网的工作原理IP协议和IP地址子网和子网划分（重点理解）IP数据报ARP协议、RARP协议和DHCP协议ICMP协议路由原理及路由协议4.1.IP互联网网络发展初期网络要求互联网络要求互联4.2.IP互联网和IP协议4.2.要求理解IP协议的特征IP互联网的工作机理IP（InternetProtocol）互联网是当前最通用的互联网络，它是使用IP协议构建的IP定义了统一的地址表示法——IP地址和统一的数据表示法——IP数据报，使得各种物理网络以及各种帧格式的差异性对

2、高层协议不复存在。4.2.1.IP协议的特征IP协议是无连接的IP协议的数据报传送服务是不可靠的不能保证IP数据报能成功地到达目的地。省略了复杂的可靠性传输机制，所以IP协议能尽量高效率地进行传送，减轻了网关的负担，提高了网关的吞吐率。有可靠性方面的要求，必须使用上层的协议（如TCP）或自己编写软件去完成。4.2.2.IP互联网的工作机理主机A的应用层将该数据经传输层送到IP层主机A的IP层将该数据封装成IP数据包，进行路由选择，最终决定将他投递到路由器X；IP数据包应用层产生的原始数据包主机A把IP数据

3、交给以太网控制程序，以太网控制程序负责将数据报封装成以太网祯，传递到路由器X；路由器X的以太网控制程序接受到主机A发送的祯，将该信息送到IP层处理；以太网祯IP数据包路由器X的IP层对该IP数据包进行拆封和处理，经过路由选择得知该数据包必须穿越广域网才能到达目的地；路由器X对数据包再次封装为广域网桢，并送到广域网控制程序；广域网控制程序负责将广域网桢从路由器X传递到路由器Y4.2.3.互联层协议IP协议地址转换协议（ARP，AddressResolutionProtocol）。ARP协议把IP地址解析成M

4、AC地址。反向地址转换协议（RARP，ReverseAddressResolutionProtocol）。RARP用于从物理地址到IP地址的转换。Internet控制报文协议（ICMP，InternetControlMessageProtcol）。ICMP协议的作用是主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。4.3.IP地址理解IP地址的结构和各部分含义IP地址的作用每一种网络中，网络节点的地址标识法是不一样的。以太网的物理地址采用48bit表示，而电话网则采用14位十进制表示为此，在互联网中，需

5、要一个通用的地址格式。4.3.2.IP地址的组成互联网的多层结构决定了IP地址的多层结构IP协议规定：IP地址的长度为32bit（4个字节）。可以采用点分十进制表示。每个字节表示为从0～255的十进制数，字节之间用点号分隔。例如，IP地址“10100110011011110000010001100100”用点分十进制表示法就是“166.111.4.100”。每个IP地址都由两部分组成：网络号（NetID）和主机号(HostID)IP协议规定了IP地址分为A-E五类类别第一字节范围网络地址长度最大的主机数目

6、适用的网络规模A1~1261B16777214大型网络B128~1912B65534中型网络C192~2233B254小型网络A类：最高位“0”后7位做网络号，24位做主机号B类：最高位“10”后14位做网络号，16位做主机号C类：最高位“110”后21位做网络号，8位做主机号D类：组播地址E类：保留，为扩展用4.3.3几个特殊的IP地址网络地址TCP/IP协议规定，各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。如202.93.120.0广播地址TCP/IP规定，主机号全为"1"的网络地址用于广播之用，叫做广

7、播地址。所谓广播，指同时向同一子网所有主机发送报文。回送地址A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopbackaddress）。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。保留IP地址TCP/IP协议规定了三类局域网保留IP地址，这三个地址段分别是:10.x.x.x、172.16.x.x、192.168.x.x（X在0～255之间，注意实际用时网络号部分不能为全0或全1）。这些

8、IP地址可以在一个局域网内部使用，但直接以这样的内网地址连接到Internet是不行的。　　为此，当内部的机器与外部的机器连接时，需要先通过有合法外网地址的主机把内网IP地址转换为合法的外网IP地址，这就是网络地址转换（NetworkAddressTranslation），简称NAT。比如，连接外网的电脑或设备，通过固定或动态获取得到了一个合法的IP地址，如219.254.38.180，它还需要有一个网络内部的地址比如192