TCP/IP五层模型---网络层

TCP/IP五层模型---网络层

• 一、 网络层功能
• 二、IP编址
• 三、IP地址的分类
• ip数据包格式
• 练习题

一、 网络层功能

进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择

二、IP编址

IP地址分为网络部分和主机部分
IP地址是由32个二进制组成，通常是用点分十进制表示
当主机位全为0时代表网络地址，主机位全为1时代表广播地址

三、IP地址的分类

A类

规定A类地址前面的第一位0是固定的，网络位为8位，主机位为24位，地址范围为1.0.0.0–127.255.255.255，实际可用主机地址范围为1.0.0.1–126.255.255.255.254。其中A类的私有地址范围是10.0.0.0–10.255.255.255；127.0.0.0–127.255.255.255作为本地回环地址

B类

规定B类地址前面的二位10是固定的，网络位为16位，主机位为16位，地址范围为128.0.0.0–191.255.255.255，实际可用主机范围为128.0.0.1–191.255.255.254 其中B类的私有地址范围是172.16.0.0–172.31.255.255

C类

规定C类地址前面的三位110是固定的，网络位为24位，主机位为8位，地址范围为192.0.0.0–223.255.255.255，实际可用主机范围为192.0.0.1–223.255.255.254，C类的私有地址范围是192.168.0.0–192.168.255.255

D类

规定D类地址前面四位1110是固定的，用于组播，地址范围为224.0.0.0–239.255.255.255，实际可用主机范围是224.0.0.1–239.255.255.254

E类

规定E类地址前面四位1111是固定的，用于科研保留，地址范围为240.0.0.0–255.255.255.255实际可用主机范围为240.0.0.1–255.255.255.254

特殊地址

0.0.0.0表示任意地址，255.255.255.255表示广播地址

ip数据包格式

版本（4位）：版本字段
首部长度（4位）：ip包头部长度
优先级与服务类型（8位）
总长度（16位）：ip数据总长度
标识符（16位）
标志（3位）
段偏移量（13位）
TTL（8位）：生命周期字段
协议号（8位）：协议字段
首部校验和（16位）
源ip地址（32位）
目的ip地址（32位）

VLSM

VLSM(可变长子网掩码) 是为了有效的使用无类别域间路由(CIDR)和路由汇聚(route summary)来控制路由表的大小，网络管理员使用先进的IP寻址技术，VLSM就是其中的常用方式，可以对子网进行层次化编址，以便最有效的利用现有的地址空间。

练习题

1、192.168.1.0/24使用掩码255.255.255.240划分子网，请问其可用子网数是多少？每个子网内的可用主机数是多少？
由题可知子网掩码为28位，一共借了四位，所以子网有2⁴=16个，剩下的主机位为4位，且网络地址和广播地址不可用，所以主机数为
2⁴-2=14

2、子网掩码为255.255.0.0,172.16.25.16与172.25.15.201是否在同一网段
由题可知子网掩码是16位，所以前16位的网络号一致才是同一网段。因此172.16.25.16与172.25.15.201不在同一网段。

3、B类地址子网掩码为255.255.255.248，则每个子网可用主机数为多少？
由题可知该ip地址像主机位借了5位，所以子网掩码是29位，所以主机位为3位，可用主机为2³-2=6

4、C类地址子网掩码为255.255.255.248，则能划分多少个子网？
由题可知该ip地址像主机位借了5位，所以子网有2⁵=32个

5、ip地址219.25.23.56的缺省子网掩码是多少位？
因为c类ip地址范围为192.0.0.0–223.255.255.255，219.25.23.56在c类地址范围内，所以子网掩码有24位

6、ip地址192.168.12.72，子网掩码为255.255.255.192，该地址所在的网段的网络地址和广播地址为多少？
将192.168.12.72与子网掩码做与运算

11000000 10101000 00001100 01001000
11111111 11111111 11111111 11000000
11000000 10101000 00001100 01000000
11000000 10101000 00001100 01111111

得到网络地址为192.168.12.64
广播地址就是将该地址的主机位全变成一得到192.168.12.127

7、IP地址172.16.100.10，子网掩码255.255.192.0，属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?
由题可知此ip地址向后借了2位，所以子网掩码为18位，做与运算如下

10101100 00010000 01100100 00001010
11111111 11111111 11000000 00000000
10101100 00010000 01000000 00000000
10101100 00010000 01111111 11111111

得到网络地址为172.16.64.0
可得广播地址为172.16.127.255

8、ip地址193.32.5.22，子网掩码为255.255.255.192，子网地址是？
由题可知此ip地址向后借了2位，所以子网掩码为26，做与运算如下

11000001 00010000 00000101 00010110
11111111 11111111 11111111 11000000
11000001 00010000 00000101 00000000

得到网络地址193.32.5.0

9、202.106.1.0/27 可以产生几个子网?每个子网可以有几个主机IP?每个子网号是什么?每个子网中的第一个有效地址和最后一个有效地址是什么?
已知有27位子网掩码，所以像主机位借了3位，所以子网数为2³=8个,剩余5位主机位，所以可用主机数位2⁵-2=30
第一个子网网络号为202.106.1.0，广播地址为202.106.1.31，所以第一个有效地址为202.106.1.1，最后一个有效为202.106.1.30
第二个子网网络号为202.106.1.32，广播地址为202.106.1.63，所以第一个有效地址为202.106.1.33，最后一个有效为202.106.1.62
第三个子网网络号为202.106.1.64，广播地址为202.106.1.95，所以第一个有效地址为202.106.1.65，最后一个有效为202.106.1.94
第四个子网网络号为202.106.1.96，广播地址为202.106.1.127，所以第一个有效地址为202.106.1.97，最后一个有效为202.106.1.126
第五个子网网络号为202.106.1.128，广播地址为202.106.1.159，所以第一个有效地址为202.106.1.129，最后一个有效为202.106.1.158
第六个子网网络号为202.106.1.160，广播地址为202.106.1.191，所以第一个有效地址为202.106.1.161，最后一个有效为202.106.1.190
第七个子网网络号为202.106.1.192，广播地址为202.106.1.223，所以第一个有效地址为202.106.1.193，最后一个有效为202.106.1.222
第八个子网网络号为202.106.1.224，广播地址为202.106.1.255，所以第一个有效地址为202.106.1.225，最后一个有效为202.106.1.254

10、某主机ip地址为210.33.5.68，子网掩码为255.255.255.128，求它的网络地址
由题可知
ip地址向后借了1位，所以子网掩码为25位，与运算得出如下

11010010 00100001 00000101 01000100
11111111 11111111 11111111 10000000
11010010 00100001 00000101 00000000

可得网络地址为210.33.5.0

11、网段192.168.10.0，子网掩码为255.255.255.192，求子网数，每个子网主机数，网络号及有效主机号
由题可知ip地址向后借了2位，所以子网掩码为26位，主机位为6位，所以子网数位2²=4,每个子网可用主机数为2⁶-2=62
第一个子网网络号为192.168.10.0，广播地址为192.168.10.63，有效主机号为192.168.10.1–192.168.10.62
第二个子网网络号为192.168.10.64，广播地址为192.168.10.127，有效主机号为192.168.10.65–192.168.10.126
第三个子网网络号为192.168.10.128，广播地址为192.168.10.191，有效主机号为192.168.10.129–192.168.10.190
第四个子网网络号为192.168.10.192，广播地址为192.168.10.255，有效主机号为192.168.10.193–192.168.10.254

12、IP地址10.145.129.20，掩码255.255.248.0，网络地址和广播地址怎么计算？
由题可知，ip地址向后借了5位，所以子网掩码为21位，做与运算如下

00001010 10010001 10000001 00010100
11111111 11111111 11111000 00000000
00001010 10010001 10000000 00000000
00001010 10010001 10000111 11111111

可得网络地址为10.145.128.0
广播地址为10.145.135.255