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TCPIP协议简介

TCP/IP协议简介

其他的体系结构:IBM/SNA、DECnet、Apple Talk、IPX、Banyan/VINES

φ TCP/IP协议栈的结构

TCP/IP协议栈是由多个协议组成,也采用分层结构。

·网络接口层(Network accrss layer)对应OSI的1、2层。·网络(网际)层协议(Internet layer)对应OSI的3层,包括IP/ARP/RARP/ICMP

·传输层协议(Transport layer)对应OSI的第4层,包括TCP/UDP。

·应用层协议(Application layer)对应OSI的5~7层,包括Telnet/FTP/SMTP/。

φ IP寻址

IP地址的分类及寻址规则:

·IP地址回顾

TCP/IP网上的计算设备或主机(也称为节点)都分配有一个唯一的地址,叫做IP地址。IP地址属于三层逻辑地址,用来标识TCP/IP网络中的每一台设备,采用分成结构,32位,共4个8位组,采用网络位+主机位的形式。

·IP地址的分类

地址类型引导位网络位地址范围地址结构主机位可用地址数

A类 0 1-126(127保留)网+主+主+主 16777214

B类 10 128-191 网+网+主+主 65534

C类 110 192-223 网+网+网+主 254

D类 1110 224-239 组播地址

E类 1111 240-研究用地址

*127.X.X.X用于本地回送测试

IP网络地址由NIC统一分配,以保证IP地址的唯一性

注意:NIC分配的是网络地址,而不是具体的IP地址。具体主机的IP地址由得到某一网络地址的机构或组织自行决定

如何分配。

·私有地址(Private address)

用于企业内部网的IP地址分配,不会被任何INTERNET上的路由器转发

10.0.0.0-10.255.255.255 1个A类地址

172.16.0.0-172.31.255.255 16个B类地址

192.168.0.0-192.168.255.255 256个C类地址

注意:拥有私有IP地址的主机不可直接接入INTERNET,要通过NAT/PAT转换,以公有IP的形式接入。

·寻址规则

主机位不能是全“1”,全“1”表示该网络中所有的主机,即广播地址。主机位不能是全“0”,全“0”表示该网络本身,即网络地址。网络中可用于给主机分配的地址均不含“广播地址”和“网络地址”。

公式:网络中可用的IP地址数=2∧N-2(N为主机部分的位数)子网的概念及作用:

为什么要创建子网:

简单的说,创建子网是对具有单一网络编号(标准ABC类网)的网络的逻辑细分,可使网络地址的使用更加有效。因为即使主机位最少的C类网仍含有256个IP地址。

子网的作用

·可以减少广播通信量。子网通过路由器彼此连接,多数路由器采用默认配置,不传播广播信息。这样可以很大程度上节省带宽。

·可以将不同位置的计算机组织成单独的子网,更便于管理·可以为了安全或过滤而隔离网络的一部分

·可以提供对地址更有效的使用,并具有更少的“被浪费的”地址

使用子网掩码划分子网:

什么是子网掩码:

子网掩码是用于划分子网的一组32位地址,既网络设备使用子

网掩码确定IP地址的网络部分和主机部分。子网掩码的表示方法同IP地址类似,也采用每8位一组的点分十进制表示形式,如255.255.255.0。

子网掩码的工作原理:

从标准的ABC类网的主机部分里借用一定的高位来表示子网位,形成新的网络位+子网位+主机位的结构。当路由器从网络中收到数据包时,将子网掩码同IP地址进行逐位的“与”运算可得该IP地址所在子网的网络地址,路由器可由此做为转发的依据

子网掩码的划分方法:

子网掩码中的“1”表示对应的IP地址位为网络位,“0”表示对应的IP地址位为主机位。即在原有的标准ABC类网的基础,按照子网划分的要求主机部分的某些高位定为网络位,即这些原先被用来表示主机地址的IP位将代表不同的子网。

子网掩码的划分举例:

假设有C类地址为192.168.1.0,现在需要在其中划分8个子网,这需要从该C类地址原有的8位主机位中由高到低借用至

少三位坐位子网位,因此其子网掩码应写为

255.255.255.224。

如果用二进制的形式表示则是:

11111111.11111111.11111111.11100000。子网掩码的表示方法

点分十进制:172.16.0.0 255.255.255.0

Bit(位)计数:172.16.0.0/16

十六进制:172.16.0.0 0xFFFF0000

子网掩码的划分原则:

·每个子网都有自己的网络地址与广播地址,既主机位全为“1”为该子网的广播地址,全“0”为该子网的网络地址。因此每个子网中的可用IP地址的数量应为2∧N-2。

·在划分子网时,不但要考虑所需子网的数量,也要考虑每个子网中主机的最大数量,因为子网地址是由主机地址中借

用的,因此当所划分的子网越多时,每个子网中的主机地址相应减少。通常以某个子网中所需的最大主机数量最为主机位保留的最小限度。如,当某个子网中的主机数量最多为24台时,至少需要保留5位主机位,那么对于一个C类网段来说,其子网的网络位最多只能借用3位。

·被借用的主机位最少要保留2位,即子网掩码的最大表示形式为:255.255.255.- 252。此时,每个子网只有两个IP 地址是可用的。通常这种方式用于为点对点链路的端口分配IP地址。

注意:在某些网络设备上,子网的第一个和最后一个子网段默认不可用。

VLSM概述:

VLSM是可变长子网掩码的英文缩写,它提供了一个主类(A类、B类、C类)网络内包含多个子网掩码的能力,可以对一个子网再进行子网划分。

VLSM的优点:

·对IP地址更为有效的使用

·应用路由归纳的能力更强

VLSM的计算:

假设有一个子网地址为192.168.1.32/27,该子网中总共包含有30个可用的IP地址。如果需要给一个只有6台主机的网络分配地址,我们可能会浪费掉余下的20多个地址。解决的方法是在原有的基础上进一步对地址192.168.1.32/27划分子网,以得到更多的子网地址和每个网络上较少的主机数目。

VLSM的应用:

VLSM常被用于将一个网络可用的地址数量最大化。例如,因为点对点串行链路只需要两个主机地址,所以我们可以使用一个只有两个主机地址的子网,因此不会浪费宝贵的IP地址。

CIDR概述:

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