ID两部分。这样扩大了网络划分的能力，充分利用主机ID部分巨大的编址能力。这就是子网编址技术。
2、 子网编址模式下的地址结构：
1) 将主机ID进一步划分为子网ID和主机ID 2) 通过子网掩码来区分地址的网络部分和主机部分 3、子网掩码：
? A、B、C类地址的默认掩码
? 掩码的对应于IP地址的网络ID的所有位都设为“1” ? 掩码的对应于主机ID的所有位都设为“0”
子网掩码的格式同IP地址一样，是32位的二进制数，由连续的“1”和连续的“0”组成。为了理解方便，也采用点分十进制表示。A类、B类、C类都有自己缺省的子网掩码：
A类子网掩码：255.0.0.0 B类子网掩码：255.255.0.0 C类子网掩码：255.255.255.0
IP地址 and 子网掩码 = 网络IDIP地址与子网掩码进行布尔“与（AND）”运算所得出的结果即为网络ID。 4、子网划分：
? 划分主要考虑需要支持多少个子网，每个子网所具有的最大主机数
? 举例：某公司申请了一个C类地址200.200.200.0，公司有生产部门和市场部
门需要划分为单独的网络，即需要划分2个子网，每个子网至少支持40台主机
?决定子网掩码 ?计算新的子网网络ID ?每个子网有多少主机地址
（1）决定子网掩码
（2）计算新的子网网络ID
（3）每个子网有多少主机地址
用原来缺省的主机地址减去2个子网位，剩下的就是主机位了，共有8-2=6位，则每个子网最多可容纳64-2个主机，因为在子网内主机ID不能为全“0”或全“1”。 5、无类域间路由（CIDR） （1）路由汇聚
CIDR通过地址汇聚操作，使路由表中一个记录能够表示许多网络地址空间。这就大大减小了在任何互联网中所需路由表的大小，能使网络具有更好的可扩展性。 （2）消除地址分类
消除类别虽然不能从那些已分配的地址空间中，把浪费的地址恢复。但它能使剩下将被使用的地址被更有效地使用，表面上看来，这种努力会为IPV6的开发赢得所需的时间。 （3）超网
所谓超网就是将多个网络聚合起来，构成一个单一的、具有共同地址前缀的网络。 6、NAT与IPV6
? NAT主要是隐藏内部地址
? 保留三段地址作为私有地址
? 10.0.0.0－10.255.255.255 ? 172.16.0.0－172.31.255.255 ? 192.168.0.0－192.168.255.255 ? IPV6的特性
? 地址空间扩展到128位 ? 简化的包头 ? 进行流处理 ? 身份验证和保密
? 其它特性：聚类机制、邻居发现协议、转换机制等
四、网络层设备
路由器是一个工作在OSI参考模型第三层的网络设备，它的主要作用是为收到的报文寻找正确的路径，并把它们转发出去。换言之，路由器就是从一个网络向另一个网络传递数据包。相当于我们现实生活中的邮局一样，用户将信件交给本地邮局，本地邮局会将这个信件通过各种运输工具送到目的邮局。最后由目的邮局送交给收信人。
广域网 接口
局域网接口
?
路由器的基本构成
? 路由器的核心作用是实现网络互连 ? 路由器必须具备：
? 两个或两个以上的接口 ? 协议至少实现到网络层 ? 至少支持两种以上的子网协议
? 具有存储、转发和寻径的功能 ?
路由器的作用
? 实现不同速率网络的适配
? 隔离广播，实施安全策略，保证网络安全 ? 建立维护路由信息，实现数据包转发 ? 分片与重组 ? 备份、流量控制 ? 异种网络互连 ?
路由器的工作流程
路由选择 路由器 IP 拆包 协议转换 路由器 IP ETH 以太口 PPP 协议封装 PPP 串口 ETH 以太口 串口 LAN1 发送 五、IP协议
1、 可路由协议与路由协议 （1） 可路由协议
? 可路由协议：Routed Protocol
WAN LAN2 接收 传送
? 可路由协议属于网络层，封装网络层数据包，以实现数据包转发 ? 常见的可路由协议：IP协议、IPX协议
（2） 路由协议
? 路由协议：Routing Protocol ? 路由协议属于应用层
? 与可路由协议协同工作，用于生成路由信息 ? 常见的路由协议：RIP、OSPF、IS-IS、IPX RIP
2、 IP报文协议
IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都最终封装在IP报文中传输。IP数据包的格式如图：
Bit 0 Bit 15 Bit 16 Bit 31 Version Header Priority & Total Length (16) (4) Length Flags Identification (16) Fragment offset (13) 20 Time to live (8) Protocol (8) Header checksum (16) Bytes Source IP Address (32) Destination IP Address (32) Options (0 or 32 if any) Data (varies if any) 3、 IP报文转发 （1） 路由表的概念
把报文从一个网络转发到另一个网络的实际过程，就叫做IP报文的转发。 ? 将数据报文从一个网络转发到另一个网络 ? 根据IP包中的目的地址选择路由，完成转发 ? 路由信息存放在路由表中： 目的网络地址 1.0.0.0 192.168.6.0 100.12.0.0 子网掩码255.0.0.0255.255.255.0255.255.0.0下一跳8.8.8.1202.114.16.1100.10.1.1发送接口S0S1E0（2）路由表的精确匹配
第5章 网络层教案(计算机网络)
