实验4网际协议IP.doc

实验4网际协议（IP） 【实验目的】 1.掌握IP数据报的报文格式 2.掌握IP校验和计算方法 3.掌握子网掩码和路由转发 4.理解特殊IP地址的含义 5.理解IP分片过程 6.理解协议栈对IP协议的处理方法 7.理解IP路由表作用以及IP路由表的管理 【学时分配】 4学时 【实验环境】 该实验采用网络结构二 【实验内容】 一.IP协议简介 IP（网际协议）是TCP/IP协议族中最核心的协议，它负责将数据包从源点交付到终点。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP协议提供不可靠、无连接的数据报传送服务，即它对数据进行“尽力传输”，只负责将数据包发送到目的主机，不管传输正确与否，不做验证、不发确认、也不保证IP数据包到达顺序，将纠错重传问题交由传输层来解决。 二.IP地址及其表示方法 IP地址是网际协议地址（InternetProtocoladdress）的简称。一个IP地址惟一地标识了Internet上的一台主机。通信时要使用IP地址来指定相应的目的主机。 1.地址空间 地址空间就是协议所使用的地址总数。如果协议使用N位来定义地址，每一位可以有两种不同的值（1或0），那么地址空间就是2N。 IP使用32位地址，这表示地址空间是232，或4294967296（超过40亿个）。从理论上讲，可以有超过40亿个设备连接到Internet。但是，实际的数字要远小于这个数值。 2.IP地址的表示方法 IP地址有三种常用的表示方法：二进制表示方法、点分十进制表示方法和十六进制表示方法。 ●二进制表示方法： 在二进制表示方法中，用一个32位的比特序列表示IP地址，为了使这个地址有更好的可读性，通常在每个字节（8位）之间加上一个或多个空格做分隔。例如： 10000001000011100000011000011111 ●点分十进制表示方法： 为了使32位地址更加简洁和更容易阅读，Internet的地址通常写成用小数点把各字节分隔开的形式。每个字节用一个十进制数表示，这个数小于256。例如： 129.14.6.31 ●十六进制表示方法： 有时会见到十六进制表示方法的IP地址。每一个十六进制数字等效于4个位。例如： 0x810E061F 3.IP地址的分类 IP地址分成5类：A类，B类，C类，D类和E类。其中A类、B类和C类地址是基本的Internet地址，是用户使用的地址，D类地址用于??播，E类地址为保留地址。 下图描述了IP地址的二进制表示方法的分类： 图3-1在二进制记法中找出IP地址的类别 下图描述了IP地址的十进制表示方法的分类： 图3-2在点分十进制记法中找出IP地址的类别 4.网络号和主机号 在分类编址的A类，B类和C类地址中，IP地址可划分为网络号（net-id）和主机号（host-id）。这两部分长度都是可变的，取决于地址的类型。下图给出了网络号和主机号所占的字节。应该注意的是，D类地址和E类地址不划分网络号和主机号。 图3-3网络号和主机号 5.地址类和地址块 分类编址将每一类地址都划分为固定数目的地址块，并且每一个地址块的大小都是固定的。 A类地址共分为128个地址块，每个地址块都包含地址。这表明要使用这类地址的机构一定是一个非常庞大的机构。但是，每个地址块中的地址数比机构的地址需求大的多，所以，在这类地址中，许多地址都被浪费了。 B类地址共划分为16384个地址块，每个地址块都包含有65536个地址。这个地址数往往大于中等规模机构的地址需求，所以，在这类地址中，也有许多地址被浪费了。 C类地址共划分为2097152个地址块，每个地址块都包含有256个地址。这类地址中的地址数对大多数机构来说是不够用的，因此许多机构不太愿意要这类地址。 D类地址只有一个地址块。它用来进行多播。 E类地址只有一个地址块。它是保留地址。 三.特殊的IP地址 1.特殊的IP地址 ●网络地址：主机号为全“0”的IP地址不分配给任何主机，而是作为网络本身的标识。 例：主机202.198.151.136所在网络地址为202.198.151.0。 ●直接广播地址：主机号为全“1”的IP地址不分配给任何主机，用作广播地址，目的地址为直接广播地址的数据包传递给该网络中的所有节点（能否执行广播，则依赖于支撑的物理网络是否具有广播功能）。 例：202.198.151.136所在网络的广播地址为202.198.151.255。 ●有限广播地址：32位为全“1”的IP地址（255.255.255.255）称为有限广播地址，通常由无盘工作站启动时使用，希望从网络IP地址服务器处获得一个IP地址。 ●主机本身地址：32位全“0”的IP地址（0.0.0.0）称为主机本身地址。 ●回环地址：127.0.0.1称为回环地址，常