计算机网络体系结构与协议选择.ppt

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1、第第2 2章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择本本章章主主要要内内容容：网络协议的概念，网络的层次的概念，OSI参考模型，TCPIP体系结构及协议组合，OSI参考模型与TCPIP体系结构的比较，网络互连协议IP，IP地址的组成及分类及分配，子网掩码及子网划分，在Windows 2003中TCP/IP协议的安装、设置及测试。重重点点与与难点点：OSI参考模型和TCP/IP体系结构中各层的基本任务和主要功能，IP协议与IP地址，子网掩码与子网的分割；在Windows2003中TCP/IP协议的安装、设置及测试 第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计

2、算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第2 2章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.1 2.1 网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念2.2 2.2 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型(OSI(OSIRM)RM)2.3 TCP2.3 TCPIPIP体系结构体系结构2.4 Internet2.4 Internet上的上的IPIP协议与协议与IPIP地址地址 2.5 2.5 项目实践项目实践Return第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议

3、选择计算机网络体系结构与协议选择2.1.1 2.1.1 网络协议的概念网络协议的概念 计计算算机机网网络络中中为为进进行行数数据据传传输输而而建建立立的的一一系系列列规规则则、标标准准或或约约定定称称为为网网络络协协议议（ProtocolProtocol）。网网络络协协议议通通常常由由语语义义、语语法法和和定定时时关关系系3 3部部分分组组成成。语语义义定定义义做做什什么么，语语法法定定义义怎怎么么做做，而而定定时时关关系系定义何时做。定义何时做。2.1 2.1 网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择

4、计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.1.2 2.1.2 网络的层次的概念网络的层次的概念不同系统中的实体的通信任务十分复杂，相互间不不同系统中的实体的通信任务十分复杂，相互间不可能作为一个整体来处理，否则任何一方的改变，就要可能作为一个整体来处理，否则任何一方的改变，就要修改整个软件包。修改整个软件包。层次结构使用结构化的设计和实现技术，即把协议层次结构使用结构化的设计和实现技术，即把协议按功能分为若干层次，每层完成一定的功能（同层协议）按功能分为若干层次，每层完成一定的功能（同层协议），并对其上层提供支持（接口）。，并对其上层提供支持（接口）。由于通信功能是分层实现的

5、，因而进行通信的两个由于通信功能是分层实现的，因而进行通信的两个系统就必须具有相同的层次结构，两个不同系统上的相系统就必须具有相同的层次结构，两个不同系统上的相同层称为同等层或对等层。同层称为同等层或对等层。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络采用层次化结构的优越性包括：计算机网络采用层次化结构的优越性包括：计算机网络采用层次化结构的优

6、越性包括：计算机网络采用层次化结构的优越性包括：（1）各层之间相互独立。各层之间相互独立。（2）灵活性好。灵活性好。（3）易于实现和维护。易于实现和维护。（4）有利于网络标准化。有利于网络标准化。返回本返回本章章首页首页第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.2 2.2 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型(OSI(OSIRM)RM)由于很多网络使用不同的硬件和软件，没有统一由于很多网络使用不同的硬件和软件，没有统一的标准，结果造成很多网络不能兼容，而且很难在不的标准，结果造成很多网

7、络不能兼容，而且很难在不同的网络之间进行通信。同的网络之间进行通信。为了解决这些问题，人们迫切希望出台一个统一为了解决这些问题，人们迫切希望出台一个统一的国际网络标准，为此，国际标准化组织的国际网络标准，为此，国际标准化组织(ISO(ISO，international standards organizationinternational standards organization）和一些科和一些科研机构、大的网络公司做了大量的工作，提出了开放研机构、大的网络公司做了大量的工作，提出了开放式系统互连参考模型（式系统互连参考模型（ISO/OSI RMISO/OSI RM，internation

8、al international standards organization/open system standards organization/open system interconnect reference modelinterconnect reference model）和）和TCP/IPTCP/IP体系结构。体系结构。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计

9、算机网络体系结构与协议选择2.2.1 ISO/OSI参考模型的结构在在OSIOSI参考模型中，计算机之间传送信息参考模型中，计算机之间传送信息的问题分为的问题分为7 7个较小且更容易管理和解决的个较小且更容易管理和解决的小问题。每一个小问题都由模型中的一层来小问题。每一个小问题都由模型中的一层来解决。解决。OSIOSI将这将这7 7层从低到高叫做物理层、数层从低到高叫做物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。层和应用层。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计

10、算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择按照按照OSI参考模型，网络中各节点都有相同参考模型，网络中各节点都有相同的层次，不同节点的同等层次具有相同的功能，的层次，不同节点的同等层次具有相同的功能，同一节点内相邻层之间通过接口通信；每一层同一节点内相邻层之间通过接口通信；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同节点的同等层按照协议实现对等层之务；不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信（虚拟通信）。间的通信（

11、虚拟通信）。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.2.2 OSI2.2.2 OSI各层的主要功能各层的主要功能（1）应用层（application layer）应用层为最后一层，应用层为用户提供一应用层为最后一层，应用层为用户提供一种通过应用程序访问网上信息的方法，完成用种通过应用程序访问网上信息的方法，完成用户希望计算机完成的工作。户希望计算

12、机完成的工作。应应用用层层为为用用户户提提供供应应用用程程序序及及网网络络相相互互作作用的接口：用的接口：FTP、DNS、Telnet、SMTP等。等。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 （2）表示层（presentation）表表示示层层负负责责将将数数据据转转换换为为发发送送方方和和接接收收方方都都能能识识别别的的格格式式，即即数数据据翻翻译译、数数据据加密和解密、数据压缩和恢复。加密和解密、数据压缩和恢复。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系

13、结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3）会话层（session layer）会会话话层层在在不不同同计计算算机机的的两两个个应应用用程程序序之之间间建建立立、维持和结束确定的连接。维持和结束确定的连接。使使用用全全双双工工模模式式或或半半双双式式模模式式？如如何何发发起起传传输输？如如何何结结束束传传输输？如如何何设设置置传传输输参参数数？就就像像两两国国元元首首在在见见面面会会晤晤之之前前，总总会会先先派派人人谈谈好好议议事事规规则则，正正式式谈谈判判时就根据这套规则进行一样。时就根据这套规则进行一样。应应用用层层、表表示示层层和和会会话话层层为为OSIO

14、SI的的高高层层，与与提提供供面向用户的服务有关。即实现资源子网的功能。面向用户的服务有关。即实现资源子网的功能。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（4）传输层（transport）传传输输层层是是最最核核心心的的一一层层，包包容容了了有有关关传传输输数数据据的的所所有细节。有细节。传传输输层层为为源源主主机机和和目目的的主主机机之之间间提提供供性性能能可可靠靠、价价格格合合理理的的数数据据传传输输，而而与与当当前前使使用用的的网网络络无无关关。（接接收收站站收收到到数数据据后后返返回

15、回信信息息给给发发送送站站，表表明明已已正正确确接接收收，否否则重发。）则重发。）主主要要工工作作：数数据据包包的的分分段段/重重组组。数数据据报报 数数据块。据块。该层关心的主要问题包括建立、维护和中断虚电路、该层关心的主要问题包括建立、维护和中断虚电路、传输差错校验和恢复以及信息流量控制机制等传输差错校验和恢复以及信息流量控制机制等。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（5）网络层（network layer）网络层对数据的大小有限制（把报文划分网络层对数据的大小有限制（把报文划分为

16、分组）；网络层通过路径选择把数据引导到为分组）；网络层通过路径选择把数据引导到相应的子网上，保证数据在不同相应的子网上，保证数据在不同子网间子网间的正确的正确传输。传输。其基本任务包括路由选择、拥塞控制与网络互其基本任务包括路由选择、拥塞控制与网络互联等功能。联等功能。使通信子网的数量、类型与拓朴结构使通信子网的数量、类型与拓朴结构对于传输层隐藏。对于传输层隐藏。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（6）数据链路层（data link layer）数数据据链链路路层层负负责责数数据据在在

17、子子网网内内的的正正确确传传输输。（采采用用差差错错控控制制和和流流量量控控制制方方法法使使有有差差错错的的物物理理线线路路变变成成无无差差错错的的数数据据链链路路。）创创建建（把把分分组组细细分分为为帧帧）和和管管理理由由网网络络发发送送出出去去的的帧。帧。数数据据链链路路层层把把网网络络层层传传递递来来的的分分组组继继续续加加上上报报头头（包包括括目目标标网网卡卡和和源源网网卡卡的的硬硬件件地地址址）和报尾。网卡工作在数据链路层。和报尾。网卡工作在数据链路层。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结

18、构与协议选择（7）物理层（physical layer）物理层是物理层是OSIOSI参考模型的最低一层，基本参考模型的最低一层，基本功能是保证网络一方可正确接收另一方发送的功能是保证网络一方可正确接收另一方发送的信息。信息。定义用于传输数据的硬件特性。即定定义用于传输数据的硬件特性。即定义网络设备物理连接的接口和传输规则。（接义网络设备物理连接的接口和传输规则。（接口大小、功能、电平高低、编码等）口大小、功能、电平高低、编码等）物物理理层层、数数据据链链路路层层和和网网络络层层与与具具体体网网络络有关，实现通信子网的功能。有关，实现通信子网的功能。低低3 3层由硬件实现，高层由软件实现。层由硬

19、件实现，高层由软件实现。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.2.3 OSI2.2.3 OSI环境中的数据的封装与传输过程环境中的数据的封装与传输过程 在在网网络络中中，数数据据都都是是从从源源端端发发出出，经经过过网网络络传传达达到到目目的的端端。若若主主机机A A要要与与主主机机B B的的交交换换数据，交换过程如图数据，交换过程如图2.62.6所示：所示：第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体

20、系结构与协议选择图2.6OSI结构中数据的传输与流动过程返回本返回本章章首页首页第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.3 TCP/IP2.3 TCP/IP体系结构体系结构TCP/IP协议是目前最流行的商业化网络协议，尽协议是目前最流行的商业化网络协议，尽管它不是某一标准化组织提出的正式标准，但它已经被管它不是某一标准化组织提出的正式标准，但它已经被公认为目前的工业标准或公认为目前的工业标准或“事实标准事实标准”。因特网之所以。因特网之所以能迅速发展，就是因为能迅速发展，就是因为TCP/

21、IP协议能够适应和满足世协议能够适应和满足世界范围内数据通信的需要。界范围内数据通信的需要。TCP/IP协议具有以下几个协议具有以下几个特点。特点。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（1）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。的计算机硬件与操作系统。（2）独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域）独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，以及互联网中。网，以及互联网中。（3）统一的网络地址分配方案，使

22、得整个）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在设备在网中都有惟一的地址。网中都有惟一的地址。（4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 与与ISO/OSIISO/OSI参参考考模模型型不不同同，TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构将将网网络络划划分分为为应应用用层层、传输层传输层、互联层互联层、和网络接口层和网络接口层4 4层层 2 2 2 23 3 3 31 1 1 1 TCP

23、/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP体系结构的层次划分体系结构的层次划分体系结构的层次划分体系结构的层次划分第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 TCP/IP的分层体系结构与的分层体系结构与ISO/OSI参考模型有一定的对应关系参考模型有一定的对应关系。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.3.2 TCP/IP2.3.2 TCP/IP体系结构中各层的功能体系结构中各层

24、的功能 1 1、网络接口层、网络接口层 在在TCP/IPTCP/IP分分层层体体系系结结构构中中，最最底底层层是是网网络络接接口口层层，它它负负责责通通过过网网络络发发送送和和接接收收IPIP数数据据报报。TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构并并未未对对网网络络接接口口层层使使用用权权的的协协议议做做出出强强硬硬的的规规定定，它它允允许许主主机机连连入入网网络络时时使使用用多多种种现现成成的的和和流流行行的的协协议议，例如局域网协议或其他一些协议。例如局域网协议或其他一些协议。实现OSI的物理层和数据链路层的功能。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结

25、构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 2 2、互联层、互联层 互互联联层层是是TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构的的第第二二层层，它它实实现现的的功功能能相相当当于于OSIOSI参参考考模模型型网网络络层层的的无无连连接接网网络络服服务务。互互联联层层负负责责将将源源主主机机的的报报文文分分组组发发送送到到目目的的的的主主机机，源源主主机机与与目目的的主主机机可可以在一个网上，也可以在不同的网上。以在一个网上，也可以在不同的网上。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体

26、系结构与协议选择互联层的主要功能包括：互联层的主要功能包括：（1 1）处处理理来来自自传传输输层层的的分分组组发发送送请请求求。在在收收到到分分组组发发送送请请求求之之后后，将将分分组组装装入入IPIP数数据据报报，填填充充报报头头，选选择择发送路径，然后将数据报发送到相应的网络输出线。发送路径，然后将数据报发送到相应的网络输出线。（2 2）处处理理接接收收的的数数据据报报。在在接接收收到到其其他他主主机机发发送送的的数数据据报报之之后后，检检查查目目的的地地址址，如如需需要要转转发发，则则选选择择发发送送路路径径，转转发发出出去去；如如目目的的地地址址为为本本节节点点IPIP地地址址，则则除

27、除去报头，将分组送交给传输层处理。去报头，将分组送交给传输层处理。（3 3）处理互联的路径、流控与拥塞问题。）处理互联的路径、流控与拥塞问题。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 3 3、传输层、传输层 它它的的主主要要功功能能是是负负责责应应用用进进程程之之间间的的端端-端端（Host-to-hostHost-to-host）通通信信。在在TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构中中，设设计计传传输输层层的的主主要要目目的的是是在在互互联联网网中中源源主主机机与与目目的的主主机机的的对

28、对等等实实体体之之间间建建立立用用于于会会话话的的端端-端端连连接接。因因此此，它它与与OSIOSI参参考考模模型型的传输层功能相似。的传输层功能相似。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 TCP/IPTCP/IP体体系系结结构构的的传传输输层层定定义义了了传传输输控控制制协协议议（TCPTCP，transport transport control control protocolprotocol）和和用用户户数数据据报协议（报协议（UDP,user datagram protocol

29、UDP,user datagram protocol）两种协议。两种协议。TCPTCP协协议议是是一一种种可可靠靠的的面面向向连连接接的的协协议议，它它允允许许将将一一台台主主机机的的字字节节流流（byte byte streamstream）无无差差错错地地传传送送到到目的主机。目的主机。UDPUDP协协议议是是一一种种不不可可靠靠的的无无连连接接协协议议，它它主主要要用用于于不不要要求求分分组组顺顺序序到到达达的的传传输输中中，分分组组传传输输顺顺序序检检查查与与排序由应用层完成。排序由应用层完成。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算

30、机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 4 4、应用层、应用层 在在TCP/IP TCP/IP 体体系系结结构构中中，应应用用层层是是最最靠靠近近用用户户的的一一层层。它它包包括括了了所所有有的的高高层层协协议议，并并且且总总是是不不断断有有新新的的协协议议加加入。其主要协议包括：入。其主要协议包括：（1 1）网网络络终终端端协协议议（TelnetTelnet），用用于于实实现现互互联联网网中中远远程程登登陆功能；陆功能；（2 2）文文件件传传输输协协议议（FTP FTP,file,file transfer transfer protocolprotocol），用用于实现互联网

31、中交互式文件传输功能；于实现互联网中交互式文件传输功能；第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3 3）简简单单邮邮件件传传输输协协议议（SMTP SMTP simple simple mail mail transfer transfer protocolprotocol），），用于实现互联网中邮件传送功能；用于实现互联网中邮件传送功能；（4 4）域域名名系系统统（DNS,DNS,domain domain name name systemsystem），用用于于实实现现互联网设备名字到

32、互联网设备名字到IPIP地址映射的网络服务；地址映射的网络服务；（5 5）超超文文本本传传输输协协议议（HTTP,HTTP,byperbyper text text transfer transfer protocolprotocol），），用于目前广泛使用的用于目前广泛使用的WebWeb服务；服务；（6 6）路路 由由 信信 息息 协协 议议（RIP,RIP,routing routing information information protocolprotocol），），用于网络设备之间交换路由信息；用于网络设备之间交换路由信息；第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议

33、选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（7 7）简简单单网网络络管管理理协协议议（SNMP,SNMP,simple simple network network file file systemsystem），），用于管理和监视网络设备；用于管理和监视网络设备；（8 8）网网络络文文件件系系统统（NFS,NFS,network network file file systemsystem），用用于于网络中不同主机间的文件共享。网络中不同主机间的文件共享。应应用用层层协协议议有有的的依依赖赖于于面面向向连连接接的的传传输输层层协协议议TCPTCP

34、（例例如如 TelnetTelnet协协议议、SMTPSMTP协协议议、FTPFTP协协议议及及HTTPHTTP协协议议），有有的的依依赖赖于于面面向向非非连连接接的的传传输输层层协协议议UDPUDP（例例如如SNMPSNMP协协议议），还还有有一一些些协协议议（如如DNSDNS），既既可可以以依依赖赖于于TCPTCP协协议议，也也可以依赖于可以依赖于UDPUDP协议。协议。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.3.3 TCP/IP的协议组合的协议组合TCP/IP体系结构与体系结构与T

35、CP/IP协议栈之间的协议栈之间的对应关系如图对应关系如图2.9所示。所示。从图从图2-9中可以看出，中可以看出，FTP协议依赖协议依赖于于TCP协议协议，而，而TCP协议又依赖于协议又依赖于IP协议。协议。SNMP协协议依赖于议依赖于UDP协议，而协议，而UDP协议也依赖于协议也依赖于IP协议协议第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择返回本返回本章章首页首页第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结

36、构与协议选择 2.4.12.4.1网络互连协议网络互连协议IPIP IP（InternetProtrol）即即网网际际协协议议，是是应应用用最最广广泛泛的的网网间间互互连连协协议议，它它定定义义在在网网际际层层，为为上上层层提提供供不不可可靠靠的的、尽尽最最大大努努力力完完成成的的、无无连连接接的的数据报传输服务。数据报传输服务。2.4 Internet上的上的IP协议与协议与IP地址地址第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（1 1）面向无连接的传输服务。）面向无连接的传输服务。无连接表

37、示每个无连接表示每个IPIP数据包都是独立发送的，而且数据包都是独立发送的，而且从源节点到目的节点的一系列数据包可能经过不同的从源节点到目的节点的一系列数据包可能经过不同的传输路径，有的在传输过程还可能丢失。传输路径，有的在传输过程还可能丢失。（2 2）不可靠的数据投递服务。）不可靠的数据投递服务。IPIP协协议议本本身身没没有有能能力力证证实实发发送送的的报报文文是是否否被被正正确确接接受受。IPIP数数据据包包在在传传输输过过程程中中可可能能丢丢失失、重重复复、损损坏坏或或错错序序。但但IPIP不不检检测测这这些些错错误误。在在错错误误发发生生时时，IPIP也也没有可靠的机制来通知发送方或

38、接受方。没有可靠的机制来通知发送方或接受方。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3 3）尽力发送服务。）尽力发送服务。IPIP并并不不随随意意的的丢丢弃弃数数据据包包。只只有有当当系系统统的的资资源源用用或或底底层层网网络络出出现现故故障障时时，IPIP才才被被迫迫丢丢弃弃报文。报文。由由IP控控制制的的协协议议单单元元称称为为IP数数据据报报。IP数数据报（据报（IPv4IPv4）由报头和正文组成，如图所示由报头和正文组成，如图所示第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与

39、协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 IPv6IPv6 IPv6IPv6是是InternetInternet的的新新一一代代IPIP协协议议，它的主要特点包括：它的主要特点包括：（1 1）地地址址长长度度为为128128位位，以以支支持持大大规规模模数数量的网量的网络节络节点；点；（2 2）IPv6IPv6简简化化了了报报头头，减减少少了了路路由由表表长长度度，同同时时减减少少了了路路由由器器处处

40、理理报报头头的的时时间间，降降低了低了报报文通文通过过因特网的延因特网的延迟迟。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（3 3）增增强强了了选选项项和和扩扩展展功功能能，使使IPv6IPv6具具有有更大的灵活性，具有更更大的灵活性，具有更强强的功能。的功能。（4 4）IPv6IPv6对对服服务务质质量量QoSQoS作作了了定定义义，IPv6IPv6报报文文可可以以标标记记数数据据所所属属的的流流类类型型，以以便便路由器或交路由器或交换换机机进进行相行相应应的的处处理。理。（5 5）IPv6

41、IPv6提供了比提供了比IPv4IPv4更好的安全性保更好的安全性保证证。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择在在以以TCP/IP为为通通信信协协议议的的网网络络上上，每每台台主主机机都都必必须须拥拥有有惟惟一一的的IP地地址址，目目前前因因特特网网地地址址使使用用的的是是IPv4IPv4（IPIP第第4 4版版本本）的的IPIP地地址址，它它用用3232位位二二进进制制（4 4个个字字节节）表表示示。如如IPIP地地址址：11001010 11001010 01110111 01110

42、111 00000010 00000010 1100011111000111，其其对应的十进制格式为：对应的十进制格式为：202.119.2.199202.119.2.199。2.4.2 IP地址的组成及分类地址的组成及分类第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择1 1IPIP地址的组成地址的组成 IPIP地地址址由由网网络络号号（Network Network IDID）和和主主机机号号（Host Host IDID）两两个个部部分分组组成成，网网络络号号用用来来标标志志互互联联网网中中的

43、的一一个个特特定定网网络络，而而主主机机号号则则用用来表示该网络中主机的一个特定连接。来表示该网络中主机的一个特定连接。所所有有在在相相同同物物理理网网络络上上的的系系统统必必须须有有同同样样的的网网络络号号，网网络络号号在在互互联联网网上上应应该该是是独独一一无无二二的的。主主机机号号在在某某一一特特定定的的网网络络中中才才必必须须是唯一的。是唯一的。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择192.168.1.0192.168.3.0192.168.1.100192.168.2.10119

44、2.168.2.100192.168.3.100192.168.2.0192.168.1.100IP地址地址Host IDNetwork ID第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2 2IPIP地址的分类地址的分类为了适合各种不同大小规模的网络需求，为了适合各种不同大小规模的网络需求，IPIP地址被分为地址被分为A A、B B、C C、D D、E E五大类，其中五大类，其中A A、B B、C C类是可供类是可供InternetInternet网络上的主机使用的网络上的主机使用的IPIP地址

45、，而地址，而D D、E E类是供特殊用途的类是供特殊用途的IPIP地址。地址。A类：类：A类的类的IP地址适合于超大型的网络地址适合于超大型的网络B类：类：B类的类的IP地址适合于大、中型网络地址适合于大、中型网络C类：类：C类的类的IP地址适合于小型网络地址适合于小型网络D类：类：D类的类的NetworkID用于多点播送用于多点播送E类：这是一个用于将来扩展用的类：这是一个用于将来扩展用的NetworkID第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体

46、系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择 A、B、C三类地址通常用来标识主机的一个特定连接，因此我们称之为单目传送地址，D类地址用于多址投递系统，被称为组播地址（Multicast），而E类地址尚未使用，以保留给将来使用。类别第一字节范围（W位）网络地址长度最大的主机数目适用的网络规模A11261字节16777214大型网络B1281912字节65534中型网络C1922233字节254小型网络第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选

47、择2.4.3 2.4.3 特殊的特殊的IPIP地址地址TCP/IP体系中保留了一小部分体系中保留了一小部分IP地址，这地址，这部分地址具有特殊的意义和用途，这些特殊的部分地址具有特殊的意义和用途，这些特殊的IP地址不能分配给主机或网络连接。地址不能分配给主机或网络连接。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择2.2.广播地址广播地址 IPIP协协议议规规定定，主主机机号号为为全全“1”1”的的IPIP地地址址是是保保留留给给广广播播用用的的。广广播播地地址址又又分分为为两两种：直接广播地址和

48、有限广播地址。种：直接广播地址和有限广播地址。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（1 1）直接广播地址）直接广播地址 如如果果广广播播地地址址包包含含一一个个有有效效的的网网络络号号和和一一个个全全“1”1”的的 主主 机机 号号，那那 么么 称称 之之 为为 直直 接接 广广 播播（Directed Directed BroadcastingBroadcasting）地地址址。在在IPIP互互联联网网中，任意一台主机均可向其它网络进行直接广播。中，任意一台主机均可向其它网络进行直接广

49、播。例例如如C C类类地地址址202.93.120.255202.93.120.255就就的的一一个个直直接接广广播播地址。地址。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择（2 2）有限广播地址）有限广播地址 3232位位全全为为“1”1”的的IPIP地地址址（225.225.225.225225.225.225.225）用用于于本本网网广广播播，该该地地址址叫叫做做有有限限广广播播（Limited Limited BroadcastingBroadcasting）地地址址。在在主主机机不不知

50、知道道本本机机所所处处的的网网络络时时（如如主主机机的的启启动动过过程程中中），只只能能采采用用有有限限广广播播方方式式，通通常常由由无无盘盘工工作作站站启启动动时时使使用用，希希望望从网从网络络IPIP地址服地址服务务器器处获处获得一个得一个IPIP地址。地址。第第第第2 2 2 2章章章章 计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择计算机网络体系结构与协议选择3 3回送地址回送地址 任任 何何 一一 个个 以以 127127开开 头头 的的 IPIP地地 址址（127.0.0.0127.0.0.0127.255.255.255127.255.255