中国科学技术大学：《计算机网络 Computer Networks（计算机通信网）》课程教学资源（PPT课件讲稿，2021）Chapter 07 Internet（洪佩琳）

Chapter 7 Internet ■7.1 Internet基本协议栈 ■7.2IP地址 ■7.3地址转换协议ARP ■7.4IP协议 ■7.5ICMP协议 ■7.6IP寻址 ■7.7 Internet路由协议 ■7.8IP组播 1

1 Chapter 7 Internet ◼ 7.1 Internet基本协议栈 ◼ 7.2 IP地址 ◼ 7.3 地址转换协议ARP ◼ 7.4 IP协议 ◼ 7.5 ICMP协议 ◼ 7.6 IP寻址 ◼ 7.7 Internet 路由协议 ◼ 7.8 IP组播

Chapter 7 Internet ■7.1 Internet基本协议栈 ■7.2IP地址 ■7.3地址转换协议ARP ■7.4IP协议 ■7.5ICMP协议 ■7.6IP寻址 ■7.7 Internet路由协议 ■7.8IP组播 2

2 Chapter 7 Internet ◼ 7.1 Internet基本协议栈 ◼ 7.2 IP地址 ◼ 7.3 地址转换协议ARP ◼ 7.4 IP协议 ◼ 7.5 ICMP协议 ◼ 7.6 IP寻址 ◼ 7.7 Internet 路由协议 ◼ 7.8 IP组播

7.1 Internet基本协议栈 Applications User HTTP SMTP FTP DNS SNMP DHCP Message(消息) Space 传 Network stack 输层 TCP UDP Segment(数据段)】 Datagram (数据报) 1网络层 IGMP IP/IPv6 ICMP P Kernel Space IP Packet(分组) drivers ARP 802.3/802.11/.. RARP 网络接口层 Frame(帧) Physical Interface 3

3 7.1 Internet基本协议栈 IGMP ICMP TCP UDP ARP 802.3/802.11/… RARP HTTP SMTP FTP DNS SNMP Physical Interface Frame(帧) IP Packet（分组） Segment(数据段) Datagram（数据报） Message（消息） Network stack drivers Applications User Space Kernel Space (OS) IP/IPv6 网 络 接 口 层 网络层 IP 传 输 层 DHCP

IP(Internet Protocol) 提供的服务-无连接服务 Internet是一个基于IP的分组交换网络，根据IP 协议信息（主要是目的地址）来转发分组 设计原则：使网络尽可能的简单，这一原则使得 Internet极具可扩展性 IP提供的是尽力传送服务(best-effort) ◆ 不可靠：不保证分组可靠到达目的地，可能出现分组 的丢失 。无连接，无确认 ·乱序：分组可能不是按照发送顺序到到达目的地 分组携带足够的信息能使网络将分组传送到目的地，每个分 组独立转发 4

4 IP(Internet Protocol) 提供的服务-无连接服务 ◼ Internet是一个基于IP的分组交换网络，根据IP 协议信息（主要是目的地址）来转发分组 ◼ IP提供的是尽力传送服务（best-effort） ◼ 不可靠：不保证分组可靠到达目的地，可能出现分组 的丢失 ◼ 无连接，无确认 ◼ 乱序：分组可能不是按照发送顺序到到达目的地 ◼ 分组携带足够的信息能使网络将分组传送到目的地，每个分 组独立转发 设计原则：使网络尽可能的简单，这一原则使得 Internet极具可扩展性

IP“细腰”体系架构 向下，可以互联采用各 种通信技术的网络 email WWW phone... 应用层十 SMTP HTTP RTP... 向上，可以承载各种类 型网络业务 传输层 TCP UDP IP over Everything, IP 层 IP Everything over IP ethernet PPP... 所有接入到Internet的 络接 CSMA async sonet... 节点都必须运行IP协议 口层 copper fiber radio

IP“细腰”体系架构 ◼ 向下，可以互联采用各 种通信技术的网络 ◼ 向上，可以承载各种类 型网络业务 ◼ IP over Everything, Everything over IP 网 络 接 口 层 IP 层 传输层 应用层 所有接入到Internet的 节点都必须运行IP协议

IP address is used to route data around the TCP part allows Internet applications to Application I communicate over the network Router Router Application 2 Application I Router Router Application 2 Network Data Link Physical! A router routes with the network address (such as the IP address) 6

6 Router Router Router Router Network Data Link Physical A router routes with the network address (such as the IP address) Application 1 Application 2 Application 1 Application 2 IP address is used to route data around the Internet TCP part allows applications to communicate over the network

Chapter 7 Internet ■7.1 Internet基本协议栈 ■7.2IP地址 ■7.3地址解析协议ARP ■7.4IP协议 ■7.5ICMP协议 ■7.6IP寻址 ■7.7 Internet路由协议 ■7.8IP组播 7

7 Chapter 7 Internet ◼ 7.1 Internet基本协议栈 ◼ 7.2 IP地址 ◼ 7.3 地址解析协议ARP ◼ 7.4 IP协议 ◼ 7.5 ICMP协议 ◼ 7.6 IP寻址 ◼ 7.7 Internet 路由协议 ◼ 7.8 IP组播

翻 中国iPv6地t址数 3000 290 12535 2000 9900 6000 7.2IP地址 3000 20096200912201062010.12201162011.122012620121220130 a代C中国与单对场制箱肤风师黄睡 0130 ■Internet.上的IP地址由IANA(Internet Assigned Numbers Authority,互联网编号分配机构)负责分配 和管理。 ·IANA向地区性注册机构（如亚太网络信息中心，APNIC) 分配IP地址 ·互联网服务提供商(ISP)和企业向这些注册机构申请IP地址 ■2011年2月，IANA一名官员表示，IPV4地址耗尽，呼 吁所有互联网行业的成员部署IPV6网络 IP地址用于标识主机或网络设备的网络层地址，在IP 分组的头标中有源/目的地址域，路由器根据目的IP 地址转发分组。 8

8 7.2 IP地址 ◼ Internet上的IP地址由IANA(Internet Assigned Numbers Authority，互联网编号分配机构 )负责分配 和管理。 ◼ IANA向地区性注册机构（如亚太网络信息中心，APNIC ） 分配IP地址 ◼ 互联网服务提供商(ISP)和企业向这些注册机构申请IP地址 ◼ 2011年2月，IANA一名官员表示，IPv4地址耗尽，呼 吁所有互联网行业的成员部署IPv6网络。 ◼ IP地址用于标识主机或网络设备的网络层地址，在IP 分组的头标中有源/目的地址域，路由器根据目的IP 地址转发分组

IPV4地址格式 Pv4地址由4个字节(32位)组成，每个字节之间 由点号分割，用十进制表示，称为点分十进制表示。 分成5类： A类：最高位为0，随后7位为网络号，最后24位表示主机 号。可以标识126个4类网络，每个网络可以有224-2（约 1600万)个主机。 B类：最高两位10，随后14位为网络号，最后16位表示主 机号。可以标识214-2（约16000)个B类网络，每个网络 可以有216-2（约65000)个主机。 C类：最高三位为110，随后21位为网络号，剩下8位为主 机号。可以标识200万个C类网络，每个网络最多只能有 254个主机。 D类：最高四位为1110，是组播地址，标识一个组的地址。 ■E类：最高四位为1111，是保留地址。 9

9 ◼ IPv4地址由4个字节（32位）组成，每个字节之间 由点号分割，用十进制表示，称为点分十进制表示。 ◼ 分成5类： ◼ A类：最高位为0，随后7位为网络号，最后24位表示主机 号。可以标识126个A类网络，每个网络可以有2 24-2（约 1600万）个主机。 ◼ B类：最高两位10，随后14位为网络号，最后16位表示主 机号。可以标识2 14-2（约16000）个B类网络，每个网络 可以有2 16-2（约65000）个主机。 ◼ C类：最高三位为110，随后21位为网络号，剩下8位为主 机号。可以标识200万个C类网络，每个网络最多只能有 254个主机。 ◼ D类：最高四位为1110，是组播地址，标识一个组的地址。 ◼ E类：最高四位为1111，是保留地址。 IPv4地址格式

■A类地址 IPv4地址格式 ■B类地址 110 ■C类地址 0 10 ■D类地址 ■E类地址 32 bits 网络号 主机号 8 bits Binary 10101010 01010101 00110011 11001100 notation Dotted 170 85 51 204 notation (W.X.Y.Z) Class A 0 NET HOST HOST HOST (1-127) Class B 10 NET NET HOST HOST (128-191) Class C 110 NET NET NET HOST (192-223) Class D 1110 组 播 地 址 (224-239) Class E 址 10 1111 保 留 。 地 (240-255

10 IPv4地址格式 32 bits 网络号 主机号 10101010 01010101 00110011 11001100 8 bits 170 85 51 204 Dotted notation (W.X.Y.Z) Binary notation HOST HOST HOST NET HOST HOST (128 – 191) NET NET HOST (192 – 223) Class A Class B Class C 0 NET (1–127) 10 NET 110 NET Class D Class E 播 地 留 地 1110 1111 保 （224-239） （240-255） 组 址 址 A类地址 B类地址 C类地址 D类地址 E类地址 0 10 110