第 IP基本原理PPT課件

1、n 掌握掌握IP地址的格式、分類和子網(wǎng)掩碼地址的格式、分類和子網(wǎng)掩碼n 掌握路由的基本概念和相關(guān)路由協(xié)議掌握路由的基本概念和相關(guān)路由協(xié)議簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介n 掌握網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議掌握網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議ARP和和RARP的工作的工作原理原理n 掌握掌握IP尋址的基本原理尋址的基本原理課程目標(biāo)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：第1頁(yè)/共24頁(yè)n IP協(xié)議概述協(xié)議概述n IP地址和地址映射地址和地址映射n IP包轉(zhuǎn)發(fā)包轉(zhuǎn)發(fā)n 其他相關(guān)協(xié)議介紹其他相關(guān)協(xié)議介紹目錄目錄第2頁(yè)/共24頁(yè)UDPIP及其相關(guān)協(xié)議TCPIP以太網(wǎng)、令牌環(huán)、FDDI、HDLC、PPP、X.25、幀中繼、PSTN、ISDN等協(xié)議

2、號(hào)6協(xié)議號(hào)17ICMPIGMPARPRARP傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層第3頁(yè)/共24頁(yè)IP的主要作用 標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)和鏈路 用唯一的IP地址標(biāo)識(shí)每一個(gè)節(jié)點(diǎn) 用唯一的IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)標(biāo)識(shí)每一個(gè)鏈路 尋址和轉(zhuǎn)發(fā) 確定節(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)的位置，進(jìn)而確定節(jié)點(diǎn)所在的位置 IP路由器選擇適當(dāng)?shù)穆窂綄P包轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn) 適應(yīng)各種數(shù)據(jù)鏈路 根據(jù)鏈路的MTU對(duì)IP包進(jìn)行分片和重組 為了通過(guò)實(shí)際的數(shù)據(jù)鏈路傳遞信息，須建立IP地址到數(shù)據(jù)鏈路層地址的映射第4頁(yè)/共24頁(yè)IP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) IP網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)網(wǎng)段構(gòu)成，每個(gè)網(wǎng)段對(duì)應(yīng)一個(gè)鏈路 路由器負(fù)責(zé)將網(wǎng)段連接起來(lái)，適配鏈路層協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包NetworkANetw

3、orkBNetworkDNetworkC第5頁(yè)/共24頁(yè)IP頭格式01234567890123456789012345678901VersionIHLType of ServiceTotal LengthIdentification FlagsFragment OffsetProtocol Header ChecksumTime to LiveSource AddressDestination AddressOptionsPadding20字節(jié)第6頁(yè)/共24頁(yè)n IP協(xié)議概述協(xié)議概述n IP地址和地址映射地址和地址映射n IP包轉(zhuǎn)發(fā)包轉(zhuǎn)發(fā)n 其他相關(guān)協(xié)議介紹其他相關(guān)協(xié)議介紹目錄目錄第7頁(yè)/共2

4、4頁(yè)IP 地址格式和表示方法例如網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)192.168.5.12311000000.10101000.00000101.011110118位8位8位8位二進(jìn)制32位第8頁(yè)/共24頁(yè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào) 網(wǎng)絡(luò)號(hào)用于區(qū)分不同的IP網(wǎng)絡(luò) 主機(jī)號(hào)用于標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個(gè)IP節(jié)點(diǎn) 192.168.2.1192.168.2.10192.168. 2.1210.1.1.110.250.8.1110.180.30.118E0/1192.168.2.210.6.24.2E0/0網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口接口192.168.2.0 10.0.0.0E0/0E0/1第9頁(yè)/共24頁(yè)IP地址分類 01 01 1 01 1 1 01 1

5、 1 1 0Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)組播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A類地址B類地址C類地址D類地址E類地址(組播)(保留)第10頁(yè)/共24頁(yè)特殊的IP地址 網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)地址類型和用途地址類型和用途Any全全0網(wǎng)絡(luò)地址，代表特定網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)地址，代表特定網(wǎng)段Any全全1網(wǎng)段廣播地址，網(wǎng)段廣播地址，代表特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)代表特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)127Any環(huán)回地址，常用于環(huán)回地址，常用于環(huán)回測(cè)試環(huán)回測(cè)試全全0代表所有網(wǎng)絡(luò)，代表所有網(wǎng)絡(luò)，常用于指定默認(rèn)路由常用于指定默認(rèn)路由全全1全網(wǎng)廣播地址

6、，全網(wǎng)廣播地址，代表所有節(jié)點(diǎn)代表所有節(jié)點(diǎn)第11頁(yè)/共24頁(yè)ARP廣播廣播ARP請(qǐng)求請(qǐng)求IP=1.1.1.3, MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAHostBHostCIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222IP=1.1.1.3MAC=00E0.FC03.3333單播單播ARP響應(yīng)響應(yīng)IP=1.1.1.3, MAC=00E0.FC03.3333IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAHostBIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222HostCIP=1.1.1.3MAC=00E0.FC03.3333第

7、12頁(yè)/共24頁(yè)RARP廣播廣播RARP請(qǐng)求請(qǐng)求MAC=00E0.FC01.1111無(wú)無(wú)IP地址地址無(wú)盤工作站無(wú)盤工作站HostBRARP Server單播單播RARP響應(yīng)響應(yīng)MAC=00E0.FC01.1111, IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111IP=1.1.1.1HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server無(wú)盤工作站無(wú)盤工作站第13頁(yè)/共24頁(yè)n IP協(xié)議概述協(xié)議概述n IP地址和地址映射地址和地址映射n IP包轉(zhuǎn)發(fā)包轉(zhuǎn)發(fā)n 其他相關(guān)協(xié)議介紹其他相關(guān)協(xié)議介紹目錄目錄第14頁(yè)/共24頁(yè)主機(jī)單播IP包發(fā)送上層協(xié)議要求發(fā)送數(shù)據(jù)包目的是否

8、直連解析網(wǎng)關(guān)硬件地址解析目的主機(jī)硬件地址封裝成幀并由相應(yīng)接口發(fā)出YN 若目的地址所處網(wǎng)絡(luò)號(hào)與本機(jī)所處網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同，則目的處于直連網(wǎng)段第15頁(yè)/共24頁(yè)路由器單播IP包轉(zhuǎn)發(fā)目的是否本機(jī)數(shù)據(jù)包入站目的是否直連解析下一跳路由器硬件地址解析目的主機(jī)硬件地址封裝成幀并由相應(yīng)出接口發(fā)出提交本機(jī)上層協(xié)議處理YNYN 若目的地址所處網(wǎng)絡(luò)號(hào)與本機(jī)任一接口的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同，則目的處于相應(yīng)接口直連網(wǎng)段 路由器通過(guò)查找路由信息判斷下一跳路由器地址第16頁(yè)/共24頁(yè)主機(jī)接收IP包 如果IP包的目的地址符合下列情況之一，則主機(jī)接收此包 目的IP地址等于自己的IP地址 目的IP地址是一個(gè)廣播地址 目的IP地址是一個(gè)組播地址，而本

9、機(jī)的某個(gè)服務(wù)屬于此組播組 否則主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層丟棄此IP包網(wǎng)絡(luò)接口層提交接收的數(shù)據(jù)包目的是否本機(jī)丟棄解封裝并提交給相應(yīng)的協(xié)議處理YN第17頁(yè)/共24頁(yè)廣播風(fēng)暴 路由器轉(zhuǎn)發(fā)廣播將導(dǎo)致全網(wǎng)充斥廣播，可能引發(fā)廣播風(fēng)暴 路由器默認(rèn)不轉(zhuǎn)發(fā)廣播廣播包廣播包DIP=255.255.255.255第18頁(yè)/共24頁(yè)n IP協(xié)議概述協(xié)議概述n IP地址和地址映射地址和地址映射n IP包轉(zhuǎn)發(fā)包轉(zhuǎn)發(fā)n 其他相關(guān)協(xié)議介紹其他相關(guān)協(xié)議介紹目錄目錄第19頁(yè)/共24頁(yè)代理ARP廣播廣播ARP請(qǐng)求請(qǐng)求IP=2.2.2.3, MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAARP代理代理單播單播ARP響

10、應(yīng)響應(yīng)IP=2.2.2.3, MAC=00E0.FC03.3333HostCIP=2.2.2.3MAC=00E0.FC03.3333廣播廣播ARP請(qǐng)求請(qǐng)求IP=2.2.2.3, MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAARP代理代理HostCIP=2.2.2.3MAC=00E0.FC03.3333IP=2.2.2.3, MAC=00E0.FC02.2222IP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222IP=2.2.2.2MAC=00E0.FC04.4444E0/0E0/1E0/0E0/1單播單播ARP響應(yīng)響應(yīng)第20頁(yè)/共24頁(yè)IPICMPDIP=2

11、.2.2.2ICMP Echo RequestIP=1.1.1.1HostAHostBIP=2.2.2.2 ICMP定義了錯(cuò)誤報(bào)告和其它關(guān)于IP數(shù)據(jù)包處理情況的消息 ICMP可用于報(bào)告IP數(shù)據(jù)包傳遞過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤、失敗等信息，提供網(wǎng)絡(luò)診斷等功能 ICMP消息可分為ICMP差錯(cuò)消息和ICMP查詢消息 DIP=1.1.1.1ICMP Echo Reply你能聽(tīng)到嗎？聽(tīng)到了！ICMP可達(dá)性探測(cè)第21頁(yè)/共24頁(yè)n 32位位IP地址分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分，用以標(biāo)識(shí)地址分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分，用以標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)n 主機(jī)將跨網(wǎng)段主機(jī)將跨網(wǎng)段IP包交給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，路由器負(fù)責(zé)跨網(wǎng)包交給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，路由器負(fù)責(zé)跨網(wǎng)