项目3-认知计算机网络体系机构.ppt

,*,目 录,3.2,任务分析,3.1,情境描述,3.4,任务实施,3.3,知识储备,3.6,总结提高,3.5,拓展训练,内容提要,网络体系结构是为了完成计算机间的协同工作，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务。网络体系结构是网络各层及其协议的集合，所研究的是层次结构及其通信规则的约定。,本项目将引导大家熟悉计算机网络体系结构的分层原理、,ISO,的开放式系统互连参考模型,OSI/RM,、,OSI/RM,各层的功能、,TCP/IP,协议的体系结构及各层功能等。通过任务案例训练大家规划,IP,地址、划分子网、添加网络协议组件，以及配置,TCP/IP,等方面的技能。,知识目标,了解协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念,了解网络体系结构的层次化研究方法,掌握,OSI,参考模型及各层的基本服务功能,TCP/IP,参考模型及各层的基本服务功能,掌握协议组件的添加方法,技能目标,会规划,IP,地址、划分子网,能安装网络协议组件,会配置,TCP/IP,协议,会使用命令检查网络配置情况,态度目标,培养认真细致的工作态度和工作作风,养成刻苦、勤奋、好问、独立思考和细心检查的学习习惯,能与组员精诚合作，能正确面对他人的成功或失败,具有一定自学能力，分析问题、解决问题能力和创新的能力,人们在寄送信件的时候，一定要写清楚收件人的地址，一般会具体到街道、门牌号。这样信件才能准确地寄送到收件人的手中。在计算机网络中传输数据，也需要类似于门牌号的地址信息表示目的地，即目的地址。那么网络信息的目的地址是如何表示的？信息从发送端如何到达目的地址（接收端）的呢？,李恒虽然熟悉了公司内部网的结构、组成及相关设备的工作原理，同时也了解了计算机网络与数据通信方面的基础知识。但是，他并不知道不同厂家生产的计算机系统之间，以及不同网络之间的数据通信是如何完成的。也不知道网络设备之间是如何联系的，使用不同协议的设备是如何进行通信得；网络设备如何获知何时传输或不传输数据；怎样确保网络传输被正确接收等等。,计算机网络是一个复杂的具有综合性技术的系统，为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计方法，人们把网络通信的复杂过程抽象成一种层次结构模式；为了允许不同系统实体互连和互操作，不同系统的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则，这些规则的集合称为协议,(Protocol),。,3.1,情境描述,为了搞清楚计算机网络体系结构中的层次结构和各层协议，在本项目中给李恒安排了以下具体任务：,（,1,）认知计算机网络体系结构；,（,2,）认知开放系统互连参考模型,(OSI/RM),和,TCP/IP,参考模型；,（,3,）熟悉,IP,地址的组成与分类方法；,（,4,）根据用户需求规划,IP,地址，并能正确配置,IP,地址；,（,5,）能够正确进行子网划分；,（,6,）能够使用命令对配置的参数进行测试，保证系统正常工作。,3.2,任务分析,3.3.1,计算机网络体系结构概述,3.3,知识储备,1,、邮政通信系统简介,在了解计算机网络体系结构之前，大家先来熟悉一下邮政通信系统，通常在邮政系统中，人们可以将发信端和收信端从上到下分为,A,、,B,、,C,、,D,等,4,个层次，如图,3-1,所示。,计算机网络体系结构就是将复杂而庞大的计算机网络系统按层次的方式把很多相关的功能分解，逐个给予解释和实现。在分层结构中，每一层都有明确的规则与说明，也称,对等协议,；层与层的边界是另外一些相互作用的集合，叫,接口协议,。,3.3.1,计算机网络体系结构概述,3.3,知识储备,2,、计算机网络体系结构,计算机网络通信系统与邮政通信系统的工作过程十分类似，它们都是一个复杂的分层系统。将分层的思想或方法运用于计算机网络中，产生了计算机网络的层次模型，如图,3-2,所示。,3.3.1,计算机网络体系结构概述,3.3,知识储备,3,计算机网络协议,计算机网络系统是由各种各样的计算机和终端设备通过通信线路连接起来的复杂系统。在这个系统中，由于计算机类型、通信线路类型、连接方式、同步方式、通信方式等的不同，给网络各结点间的通信带来诸多不便。为了解决这个问题，规范网络中信息的传递和管理，就产生了网络协议。,网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。,网络协议的三要素,如下：,语义,（如何讲？）：规定通信双方交换的数据格式、编码和电平信号等，也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。,语法,（讲什么？）：规定用于协调双方动作的信息及其含义等。不同类型的协议元素所规定的语义是不同的。例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。,时序,（讲话次序）：详细说明事件的先后顺序，速度匹配和排序等。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,1,OSI,参考模型描述,国际标准化组织,(International Standards Organization.ISO),是世界上最著名的国际标准化组织之一，,ISO,对网络最主要的贡献是建立并于,1981,年颁布了开放系统互连参考模型,(Open System Interconnection Reference Model/Reference Model.OSI/RM),，即七层网络通信模型，通常简称为七层模型。,(1)OSI,参考模型的结构,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,(2)OSI,参考模型的,层次划分原则,OSI,模型将协议组织成为层次结构，每层都包含一个或几个协议功能，并且分别对上一层负责。不同的层次定义了不同的功能，划分的原则如下：,网络中各节点都划分为,7,个相同的层次结构。,不同节点的相同层次都有相同的功能。,同一节点内各相邻层次之间通过层间接口，并按照接口协议进行通信。,每一层直接使用下面一层提供的服务，间接的使用下面所有层的协议。,每一层都向上一层提供服务。,不同节点之间按同等层的同层协议的规定，实现对等层之间的通信。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,(3)OSI,参考模型,各层的功能,物理层,PH,（,PHysical,，,第,1,层,),是,OSI,参考模型的底层，物理层的作用是在物理媒体上传输原始的数据,比特流,，数据传输单元是比特（,bit,）。物理层提供位建立、维护和拆除物理连接所需的机械、电气和规程方面的特性，具体涉及接插件的规格、,“,0,”,、,“,1,”,信号的电平表示、收发双方的协调等内容。,数据链路层,DL,（,Data-link,，第,2,层,),传输数据的单位是,帧,（,Frame,）。数据链路层的主要作用是通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路,上实现可靠的数据传输,。为了完成这一任务，数据链路层必须执行链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,(3)OSI,参考模型,各层的功能,网络层,N,（,Network,，第,3,层,),传送的数据单位是,分组（,Packet,），即数据包,。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能要经过许多个结点和链路，也可能经过多个路由器连接的通信子网。网络层的任务就是要,选择最佳的路径,，使发送结点的传输层所传下来的报文能够正确无误地按照目的地址找到目的结点的网络层，并交付给目的结点的传输层。,传输层,T,（,Transport,，第,4,层）传送的信息单位是,报文（,Message,）,。传输层的基本功能是从会话层接收数据报文，封装后交给网络层。传输层在发送较长的报文时，首先把报文分割成若干个报文分组，然后再交给下一层（即网络层）进行传输。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,(3)OSI,参考模型,各层的功能,会话层,S,（,Session,，第,5,层,),负责在发送结点和目的结点之间建立通信链接或会话（,session,），会话层还负责管理已经在这两个结点之间建立起来的通信会话。,会话层的另外一个功能是，在发送结点向接目的结点传送的数据流中加入特殊的检查点。如果结点之间的连接丢失，这些检查点就可以发挥作用。,表示层,P,（,Presentation,，第,6,层,),处理联网通信的数据格式信息。对于输出消息来说，它将数据转换为能够经受住网络传输严酷性考验的一般格式；对于输入消息来说，它将数据从一般联网表示法转换为接收应用程序可以理解的格式。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,(3)OSI,参考模型,各层的功能,应用层,A,（,Application,，第,7,层,),是,OSI,参考模型的顶层。它为应用程序提供了一组接口，从而可以访问联网的服务以及直接访问支持应用程序的网络服务，包括联网的文件传输、管理处理和数据库查询处理等服务。,应用层还处理一般的网络接入，从发送方到接收方的数据移动以及应用程序的错误恢复。这一层以及表示层和会话层上的,PDU,称为数据。驻留在这一层上的软件包括文件传输协议,(FTP),、超文本传输协议,(HTTP),和客户端软件的组件,(,例如,Client for Microsoft Networks,或,UNIX/Linux NFS,客户端,),。,。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,2,OSI,模型中各层的互联协议,（,1,）应用协议,OSI,参考模型各层的网络互联协议包括,应用协议、传输协议和网络协议,等三个协议。,应用协议针对的是,OSI,参考模型的高层，并且提供应用程序到应用程序的服务。一些较流行的应用协议包括：,简单邮件传输协议,(SMTP),、,文件传输协议,(FTP),、,简单网络管理协议,(SNMP),、,NetWare,核心协议,(NCP),和,AppleTalk,文件协议,(AFP),等。,（,2,）传输协议,传输协议处理计算机之间的数据传递。面向连接的传输协议确保了可靠传递，而无连接的传输协议只提供最佳的传递。目前广泛使用的传输协议包括：,传输控制协议,(TCP),、顺序分组交换,(SPX),和,NWLink(SPX,的,Microsoft,实现,),、,NetBIOS/NetBEUI,。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,2,OSI,模型中各层的互联协议,（,3,）网络协议,网络协议提供寻址和路由选择信息、错误校验、重传请求以及在某些特殊联网环境中的通信规则。网络协议提供的服务称为链接服务。常见的网络协议包括：,Internet,协议版本,4(IPv4),、互联网络分组交换,(IPX),和,NWLink(,或,Novell IPX ODI,协议,),、,NetBEUI,、,Internet,协议版本,6(IPv6),。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,3,、,OSI,参考模型节点间的数据流,在,OSI,环境中，主机与主机之间通信时，实际的数据流是如何传递的呢？这是理解网络中主机通信的关键内容。,（,1,）,OSI,参考模型主机节点间通信的数据流,不同的主机之间在没有中间节点设备的情况下通信时，同等层次通过附加到每一层的信息头进行通信。主机之间进行数据通信的数据流如图,3-4,所示。,3.3.2 OSI,参考模型,3.3,知识储备,3,、,OSI,参考模型节点间的数据流,（,2,）,OSI,参考模型含有中间节点的通信数据流,不同的主机之间在有中间节点（网络互联设备）的情况下通信时，主机之间进行数据通信的实际传输的数据流，如图,3-5,所示。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,1,TCP/IP,参考模型描述,TCP/IP,（,Transmission Control Protocol/Internet Protocol,，,传输控制协议,/,网际协议,）的前身是由美国国防部在,20,世纪,60,年代末期为其高级研究规划署网络,(ARPAnet),；,20,世纪,70,年代，人们相继提出了一些,TCP/IP,协议，并研究和设计了,TCP/IP,参考模型,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,（,1,）,网络接口层,网络接口层位于,TCP/IP,参考模型的最底层。它相当于,OSI,参考模型的物理层和数据链路层，因为这一层的功能是连接上一层的,IP,数据包，通过网络向外发送，或者接收和处理来自网络上的物理帧，并抽取,IP,数据传送到上一层。,（,2,）,网际层,网际层是,TCP/IP,参考模型的第,2,层，相当于,OSI,参考模型中网络层的无连接网络服务。在网络服务不被中断的情况下，即使网络中的部分设备不能正常运行，已经建立的网络连接依然可以有效地传输数据。,网际层采用分组交换技术。分组交换技术不仅使分组发送到任意的网络后可以独立地漫游到目标主机。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,（,3,）,传输层,传输层是,TCP/IP,参考模型的第,3,层，功能与,OSI,参考模型中的传输层类似。,TCP/IP,参考模型中的传输层不仅可以提供不同服务等级、不同可靠性保证的传输服务，而且还可以协调发送端和接收端之间的传输速度差异。,（,4,）,应用层,应用层是,TCP/IP,参考模型的第,4,层，主要功能是在互联网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端,-,端连接。与,OSI,参考模型不同的是，,TCP/IP,参考模型中没有会话层和表示层。由于在应用中发现并不是所有的网络服务都需要会话层和表示层的功能，因此这些功能逐渐被融合到,TCP/IP,参考模型中应用层的那些特定的网络服务中。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,综上所述，,TCP/IP,参考模型各层的主要功能如图,3-7,所示。,TCP/IP,模型,主 要 功 能,网络接口层,定义了,Internet,与各种物理网络之间的网络接口。,网际层,负责相邻计算机之间（即点对点）的通信，包括处理来自传输层的发送分组请求，检查并转发数据报，还要进行与此相关的路径选择、流量控制及拥塞控制等。,传输层,提供可靠的端到端的数据传输，确保源主机传送分组到达并正确到达目标主机。,应用层,提供各种网络服务，如：,HTTP,、,DHCP,、,DNS,和,SNMP,等。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,3,TCP/IP,协议簇,TCP/IP,实际上是指作用于计算机通信的一组协议，这组协议通常被称为,TCP/IP,协议簇,。,TCP/IP,协议簇包括了地址解析协议,ARP,、,Internet,协议,IP,、用户数据报协议,UDP,、传输控制协议,TCP,、超文本传输协议,HTTP,等众多的协议。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,（,1,）网络接口层相关协议,网络接口层不是,TCP/IP,协议的一部分，但它是,TCP/IP,赖以存在的各种通信网与,TCP/IP,之间的接口，这些通信网包括多种广域网如,ARPANET,、,X.25,公用数据网，以及各种局域网，如,Ethernet,、,IEEE,的各种标准局域网等。,（,2,）网络层相关协议,网络层中含有,IP,协议、因特网控制信息协议,ICMP,、地址解析协议,ARP,和反向地址解析协议,RARP,等四个重要的协议。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,IP,协议,IP,协议是,TCP/IP,协议簇中最为核心的协议。它规定了如何对数据包进行寻址和路由，并且把数据包从一个网络转发到另一个网络。还规定了计算机在,Internet,通信所必须遵守的一些基本规则，以确保路由的正确选择和报文的正确传输。,IP,分组的格式如图,3-9,所示。普通的,IP,首部长为,20,个字节，另外可以含有选项字段。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,ICMP,协议,从,IP,协议的功能可知，,IP,协议提供的是一种不可靠的无连接报文分组传送服务。若路由器或故障使网络阻塞，就需要通知发送主机采取相应措施。为了使互连网能报告差错，或提供有关意外情况的信息，在,IP,层加入了一类特殊用途的报文机制，即,ICMP,协议。,ARP,协议,在,TCP/IP,网络环境下，每个主机都分配了一个,32,位的,IP,地址，这种互连网地址是在国际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网上传送，必须知道彼此的物理地址。,RARP,协议,RARP,协议用于一种特殊情况，即如果站点初始化以后，只有自己的物理地址而没有,IP,地址，则它可以通过,RARP,协议发出广播请求，征求自己的,IP,地址，而,RARP,服务器则负责回答。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,（,3,）传输层相关协议,TCP/IP,协议簇在传输层提供了两个协议：,TCP,和,UDP,。,TCP,是高度可靠的，而,UDP,则是一个简单的、尽力而为的数据报传输协议，不能确保数据报的可靠传输。,端口的概念,TCP,和,UDP,都使用了与应用层接口处的端口（,Port,）来与上层的应用进程进行通信。,在,TCP,的所有端口中，可以分为两类：一类是由因特网指派名字和号码公司,ICANN,负责分配给一些常用的应用层程序固定使用，叫做熟知端口。其数值一般为,0,1023,，如表,3-1,所示：,应用协议,FTP,TELNET,SMTP,DNS,TFTP,HTTP,SNMP,熟知端口,21,23,25,53,69,80,161,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,传输控制协议,TCP,TCP,所处理的报文段分为首部和数据两部分。,TCP,的全部功能都体现在首部各字段的作用上，,TCP,的报文格式如图,3-10,所示。,3.3.3 TCP/IP,参考模型,3.3,知识储备,用户数据报协议,UDP,与传输控制协议,TCP,相同，用户数据报协议,UDP,也位于传输层。但是，它的可靠性远没有,TCP,高。,UDP,协议的最大优点是运行的高效性和实现的简单性。尽管可靠性不如,TCP,协议，但很多著名的应用协议还是采用了,UDP,。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,1,IP,地址的组成与表示方法,为了实现,Internet,上不同计算机之间的通信，除使用相同的通信协议,TCP/IP,协议之外,每台计算机郁必须有一个不与其他计算机重复的地址，,Internet,地址包括,域名地址,和,IP,地址,，这是,Internet,地址的两种表示方式。,（,1,）,IP,地址的表示方法,为了便于记忆，实际使用,IP,地址时，几乎都将组成,IP,地址的二进制数记为,4,个十进制数,（,0255,）表示，每相邻两个字节的对应十进制数间以英文句号点分隔。具体表示方法可用,点分十进制法,或,后缀标记法,。,网络中的每个节点必须有一个唯一的称之为地址的标识号。网络可以识别的地址有逻辑地址和物理,(,或,MAC),地址两大类。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,2,）,IP,地址的组成,IP,地址采用层次方式按逻辑网络的结构进行划分。一个,IP,地址由,网络地址,、,主机地址,两部分组成，其结构如图,3-10,所示。网络地址标识了主机所在的逻辑网络，主机地址则用来识别该网络中的一台主机。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,2,IP,地址的分类,IP,地址中的网络地址是由,Internet,网络信息中心（,InterNIC,）来统一分配的，,InterNIC,将,IP,地址分为,A,类、,B,类、,C,类、,D,类、,E,类等五类，广泛使用的有,A,、,B,、,C,三类，,D,类用于多播，,E,类为保留将来使用地址，各类地址的构成如图,3-11,所示。,W,X,Y,Z,位,0,1,2,3,4,5,6,7,8,15,16,23,24,31,A,类,0,网络地址（数目少），占,7,位,主机地址（数目多），占,24,位,B,类,1,0,网络地址（数目中等），占,14,位,主机地址（数目中等），占,16,位,C,类,1,1,0,网络地址（数目多），占,21,位,主机地址（数目少），占,8,位,D,类,1,1,1,0,组播地址（,multicast,），占,28,位,E,类,1,1,1,1,0,留做实验或将来使用,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,1,）,A,类地址,A,类地址将,IP,地址前,8,位（第,1,字节）做为网络,ID,，并且前,1,位必须以,0,开头，后,24,位（第,2,、,3,、,4,字节）做为主机,ID,，所以网络,ID,的范围是：,A,类地址,网络,ID,的最小值,为：,00000001,A,类地址,网络,ID,的最大值,为：,01111111,由于主机,ID,不能全,0,和全,1,，所以主机,ID,的范围是：,A,类地址,主机,ID,最小值,：,00000000.00000000.00000001=0.0.1,A,类地址,主机,ID,最大值,：,11111111.11111111.11111110=255.255.254,由此可见,A,类地址的,可用地址范围,是：,1.0.0.1,到,126.255.255.254,。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,2,）,B,类地址,B,类地址将,IP,地址前,16,位（第,1,、,2,字节）做为网络,ID,，并且前,2,位必须以,10,开头，后,16,位（第,3,、,4,字节）做为主机,ID,，所以网络,ID,的范围是：,B,类地址,网络,ID,的最小值,:10000000.00000000=128.0,B,类地址,网络,ID,的最大值,:10111111.11111111=191.255,由于主机,ID,不能全,0,和全,1,，所以主机,ID,的范围是：,B,类地址,主机,ID,的最小值,：,00000000.00000001=0.1,B,类地址,主机,ID,的最大值,：,11111111.11111110=255.254,由此可见,A,类地址的,地址可用范围,是：,128.0.0.1,到,191.255.255.254,。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,3,）,C,类地址,C,类地址将,IP,地址前,24,位（第,1,、,2,、,3,字节）做为网络,ID,，并且前,3,位必须以,110,开头，后,8,位（第,4,字节）做为主机,ID,，所以网络,ID,的范围是：,C,类地址,网络,ID,的最小值,:11000000.00000000=192.0,C,类地址,网络,ID,的最大值,:11011111.11111111=223.255,由于主机,ID,不能全,0,和全,1,，所以主机,ID,的范围是：,C,类地址,主机,ID,的最小值,：,00000001=1,C,类地址,主机,ID,的最大值,：,11111110=254,由此可见,A,类地址的,可用地址范围,是：,192.0.0.1,到,223.255.255.254,。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,4,）,D,类地址,D,类地址不分网络地址和主机地址，它的第,1,个字节的前四位固定为,1110,。,D,类地址范围：,224.0.0.1,到,239.255.255.254,。,D,类地址用于多点播送。,D,类,IP,地址第一个字节以,“,1110,”,开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（,Multicast,）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。,E,类地址也不分网络地址和主机地址，它的第,1,个字节的前五位固定为,11110,。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,5,）,E,类地址,E,类地址范围：,240.0.0.1,到,255.255.255.254,E,类,IP,地址以,“,11110,”,开始，为将来使用保留。,全零（,“,0,0,0,0,”,）地址对应于当前主机。全,“,1,”,的,IP,地址（,“,255,255,255,255,”,）是当前子网的广播地址。,E,类,IP,地址的第一段数字范围为,240,254,，,E,类地址保留，仅作为,Internet,的实验和开发之用。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,3,特殊的,IP,地址,IP,地址除了可以表示主机的一个物理连接外，还有几种特殊的表现形式，如表,3-2,。,地址,含义,实例,网络地址（全,0,地址）,主机地址全为,0,192,168,1,0,则表示,C,类网络的所有主机,直接广播地址（全,1,地址）,主机地址全为,1,，向指定的网络广播,192,168,1,255,则表示向,C,类网络所有主机发送广播,有限广播地址,32,位,IP,地址均为,1,，表示向本网络进行广播,255,255,255,255,回送地址,用于网络软件测试以及本地计算机间通信的地址,127,0,0,1,表,3-2,特殊的,IP,地址,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,4,子网技术,（,1,）,子网,为了充分利用网络资源和合理地规划网络结构，一个网络通常会被分成若干个子网。,（,2,）,子网掩码,子网掩玛（,Subnet Mask,）也是一个,“,点分十进制,”,表示的,32,位二进制数，子网掩码的主要功能有两个，一是用来区分一个,IP,地址内的网络号和主机号；二是用来将一个网络划分为多个子网。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,4,子网技术,（,3,）,子网划分,虽然网络地址类别的划分为信息传递带来了许多方便,但也带来了一些问题，比如有的单位虽然获取了一个,A,类地址,但永远不会有,16777214,台主机，这说明,IP,地址的设计不尽合理。,子网划分是通过,借用,IP,地址的若干位主机位,来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的，如图,3-12,所示。,3.3.5 IP,地址与子网技术,3.3,知识储备,（,4,）划分子网的步骤,确定每一个子网上所使用的有效主机地址的范围。,确定有效的子网数目，标识每一个子网的网络地址。,确定需要多少个子网号来唯一标识网络上的每一个子网，定义一个符合网络要求的子网掩码。,3.3.5,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,20,世纪,80,年代。在美国政府首次将,Internet,私营化时。,IPv4,足以处理当时有限的,213,台,Internet,主机。但到,20,世纪,80,年代末期，主机数量增加到了,2000,多台，并且还在迅速增长。这种快速增长给,IPv4,带来了许多问题，主要表现在以下几个方面。,IP,地址的消耗引起,地址空间不足,：,IP,地址只有,32,位，可用的地址有限，最多接入的主机数不超过,232,。,IPv4,缺乏对服务质量优先级、安全性的有效支持,。,IPv4,协议,配置复杂,：随着个人移动计算机设备上网、网上娱乐服务的增加、多媒体数据流的加入，以及安全性等方面的需求，迫切要求新一代,IP,协议的出现。,3.3.5,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,1,IPv6,的主要特点,（,1,）,IPv6,地址长度为,128,位，,地址空间增大了,2,的,96,次方倍,；,（,2,）,灵活的,IP,报文头部格式,。使用一系列固定格式的扩展头部取代了,IPV4,中可变长度的选项字段。,IPv6,中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了,报文,处理速度；,（,3,）,IPv6,简化了报文头部格式,，字段只有,8,个，加快报文转发，提高了吞吐量；,（,4,）,提高了安全性,。身份认证和隐私权是,IPV6,的关键特性；,（,5,）支持,更多的服务类型,；,（,6,）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展；,3.3.6,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,2,IPv6,数据报格式,IPv6,数据报的报头长度为,40,字节（,320,位），数据报格式由,8,部分组成，如图,3-13,所示。,图,3-13 IPv6,数据报格式,3.3.6,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,3,IPv6,的地址表示,首选格式,：在,IPv6,中,128,位地址采用每,16,位一段，每段被转换成,4,位十六进制数,并用,“,：,”,分隔，结果用所谓的,“,冒号十六进制数,”,来表示。例如二进制格式的,IPv6,地址：,0010000111011010000000001101001100000000000000000010l111100111011,00000010101010100000000011111111111111100010100010011110001011010,每,16,位分为一段：,0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0010111100111011,0000001010101010 0000000011111111 1111110001010000 1001110001011010,将每个,16,位段转换成十六进制数字，用,“,：,”,分隔,结果如：,21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A,3.3.6,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,3,IPv6,的地址表示,压缩格式,：用,128,位表示地址时往往会含有较多,0,甚至一段全为,0,可将不必要的,0,去掉,即把每个段中开头的零删除。这样，上述地址就可以表示为：,21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A,其实还可以一步简化,IPv6,地址的表示，冒号十六进制数格式中被设置为,0,的连续,16,位信息段可以被压缩为：,(,即双冒号,),。,如：,EF70:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2,可以被压缩为：,EF70:2AA:FF:FE9A:4CA2,3.3.6,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,3,IPv6,的地址表示,内嵌格式,：这是作为过渡机制中使用的一种特殊表示方法。,IPv6,地址的前面部分使用十六进制表示，而后面部分使用,IPv4,地址的十进制表示。例如：,0:0:0:0:0:0:192.168.1.201,或,:192.168.1.201,0:0:0:0:0:ffff:192.168.1.201,或,:ffff:192.168.1.201,3.3.6,下一代网际协议,IPv6,3.3,知识储备,4,IPv6,地址的分类,3.4.1,配置,TCP/IP,协议,3.4,任务实施,1,配置,IP,地址及相关参数,IP,地址的分配有静态分配和动态分配两种方法，无论哪种获取方式，,IP,地址的唯一性都是通过网络管理机构维护的。,【,操作步骤,】,3.4.1,配置,TCP/IP,协议,3.4,任务实施,2,查看,IP,地址及相关参数,【,操作步骤,】,3.4.2,子网划分,3.4,任务实施,【,操作步骤,】,3.4.3 IP,地址的相关计算,3.4,任务实施,【,操作步骤,】,3.4.4,数据包封装分析,3.4,任务实施,【,操作步骤,】,3.5.1,课堂实践,3.5,拓展训练,1,、在,Windwos 7,中为新天集团的计算机配置,IP,地址：,192.168.0.218,，默认网关：,192.168.0.254,，首选,DNS,：,222.246.129.80,和备选,DNS,：,58.20.221.214,。,2,、使用,VISIO,绘制,TCP/IP,参考模型。,3,、新天集团五个部门，每个部门有,25,台的主机，,8,台服务器。现公司想使用,C,类地址,192.168.10.1/24,为公司每个部门设置独立的网段，请你为新天集团规划各部门的,IP,范围？,4,、在,【,课堂实践,1-3】,的基础上，切换到模拟模式，查看发送端（,PC1,）访问,Web,服务器（,Server0,）时数据包的封装过程。,3.5.2,课外拓展,3.5,拓展训练,一、知识拓展,【,拓展,3-1】,选择题,【,拓展,3-2】,填空题,【,拓展,3-3】,简答题,二、技能拓展,具体内容参见教材,P8688,。,3.6,总结提高,本项目对,OSI,参考模型和,TCP/IP,模型的整个体系及每层的主要工作进行了详细的介绍和对比，并对,TCP/IP,模型中的主要协议和重要知识点进行了详尽讨论。,本项目通过一序列的任务训练了大家安装网络服务组件、安装网络协议组件、配置,IP,地址及修改参数等技能。通过本项目的学习，你的收获怎样，请认真填写表,3-4,，并及时反馈，谢谢！,序号,知识与技能,重要指数,自我评价,小组评价,老师评价,A,B,C,D,E,A,B,C,D,E,A,B,C,D,E,1,了解协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念,2,掌握,OSI,参考模型及各层的基本服务功能,3,掌握,TCP/IP,参考模型及各层的基本服务功,4,会配置,TCP/IP,协议,5,会使用命令检查网络配置情况,6,会划分子网,7,会使用,Packet Tracer,对数据包的封装进行分析,8,独立自主操作能力强,大连理工大学出版社,地址：大连市软件园路,80,号,E-mail :dutp,URL,：,