1、模块二模块二 网络的层次和划分网络的层次和划分本模块主要内容本模块主要内容J网络基本概念网络基本概念J层次结构层次结构J子网的划分子网的划分2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念信号：数据的具体物理表现信号：数据的具体物理表现2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念模拟信号：波高和频率是连续变化的信号模拟信号：波高和频率是连续变化的信号数字信号：一系列离散的电、磁、光脉冲，数字信号：一系列离散的电、磁、光脉冲，用一瞬间状态表示数据用一瞬间状态表示数据2.1.1 2.1.1 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念基带信号：将数字信号基带信号：将数字信号“0
2、 0”或或“1 1”用不同用不同电压表示后直接输送的信号电压表示后直接输送的信号宽带信号：基带信号经过调制后形成的模拟宽带信号：基带信号经过调制后形成的模拟信号信号2.1.2 2.1.2 基带信号和宽基带信号和宽/频带信号频带信号2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念调制：将数字信号转换成模拟信号（发送端）调制：将数字信号转换成模拟信号（发送端）解调：将模拟信号还原成数字信号（接收端）解调：将模拟信号还原成数字信号（接收端）2.1.3 2.1.3 调制、解调调制、解调2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念采样：以一定的频率，在一定的时间间隔内采样：以一定的频率，在一定的时间间隔内以一个点的
3、值代表整个时间间隔以一个点的值代表整个时间间隔量化：将采样的值变为时间轴上的离散值量化：将采样的值变为时间轴上的离散值编码：将离散值变为二进制数码编码：将离散值变为二进制数码2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念采样定理：采样定理：对连续变化的模拟量进行周期性采样时，对连续变化的模拟量进行周期性采样时，只要采样频率大于或等于有效信号最高只要采样频率大于或等于有效信号最高频率频率（带宽带宽）的两倍，则采样值便可包含原始）的两倍，则采样值便可包含原始信信号的全部信息，就可以从这些采样中还原出号的全部信息，就可以从这些采样中还原出原始信号原始信号2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念采样定理：采
4、样定理：2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念A A 有线信道和无线信道有线信道和无线信道有线信道：使用有线传输介质有线信道：使用有线传输介质 无线信道：使用无线传输介质，以电磁波在无线信道：使用无线传输介质，以电磁波在空间传播空间传播2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念B B 数字信道和模拟信道数字信道和模拟信道数字信道：传输离散数字信号的信道数字信道：传输离散数字信号的信道 模拟信道：传输模拟信号的信道模拟信道：传输模拟信号的信道2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念C C 物理信道和逻辑信道物理信道和逻辑信道物理信道：用来传送信号或数据的物理通路，物理信道：用来传送信号或数据的物
5、理通路，也常称为通信链路也常称为通信链路 逻辑信道：一种只注重信号收、发点，而之逻辑信道：一种只注重信号收、发点，而之间的具体路径不考虑的通路（常不是实际存间的具体路径不考虑的通路（常不是实际存在），常称为连接在），常称为连接2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念单工通信单工通信：发送方和接收方固定，信号传输：发送方和接收方固定，信号传输方向固定方向固定 半双工通信：通信双方都可以发送和接收，半双工通信：通信双方都可以发送和接收，但不能同时，一个时间内只能是一种方向但不能同时，一个时间内只能是一种方向双工通信：通信双方可以同时发送和接受信双工通信：通信双方可以同时发送和接受信息，有两条通信信
6、道息，有两条通信信道2.1.6 2.1.6 通信方式通信方式2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念串行传输：一位一位传送，从发送端到接收串行传输：一位一位传送，从发送端到接收端只需一根传输线端只需一根传输线适合远程通信适合远程通信 并行传输：一次同时传输多位数据，需要多并行传输：一次同时传输多位数据，需要多根传输线根传输线 适合近距离通信适合近距离通信2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念串行传输串行传输 并行传输并行传输2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念同步同步传输：传输：接收接收端能区分数据单元的开始和结束，知道什端能区分数据单元的开始和结束，知道什么时候应接收，传输的是一整块数
7、据流么时候应接收，传输的是一整块数据流异步传输：异步传输：在被传送的每个字符前后加起止位，传输时一在被传送的每个字符前后加起止位，传输时一个字符一个字符的传输个字符一个字符的传输（双方不需要某种方式来（双方不需要某种方式来“对时对时”）2.1.8 2.1.8 同步传输和异步传输同步传输和异步传输 2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念A A 数据传输速率（比特率）：数据传输速率（比特率）：bit/sbit/s单位时间内所传送的二进制代码的有效位单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bitbit）数）数B B 信号传输速率（波特率）：信号传输速率（波特率）：BaudBaud单位时间内所传送的波
8、形单元数单位时间内所传送的波形单元数2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念C C 带宽带宽(两种含义两种含义)c1:c1:最高数据传输速率（最高数据传输速率（bit/sbit/s）c2:c2:物理信道的频带宽度，信道允许的最高物理信道的频带宽度，信道允许的最高频率和最低频率之差（频率和最低频率之差（HzHz）D D 信道容量信道容量（bit/sbit/s）物理信道上能够传输数据的最大能力物理信道上能够传输数据的最大能力2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念E E 误码率误码率(无单位无单位)二进制数据在传输中被传错的概率二进制数据在传输中被传错的概率 一般要求在计算机网络中误码率不高于一般
9、要求在计算机网络中误码率不高于1010-6-6F F 吞吐量（吞吐量（bit/sbit/s）网络在单位时间内传输的总信息量网络在单位时间内传输的总信息量 若急剧下降，则网络发生了阻塞若急剧下降，则网络发生了阻塞2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念G G 网络负荷量网络负荷量 单位面积中数据在网络中分布密度单位面积中数据在网络中分布密度 应适中。应适中。过小，网络利用率低。过小，网络利用率低。过大过大，阻塞。，阻塞。2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念A A 频分多路复用频分多路复用(FDM)(FDM)多个信号调制在不同的载波频率上多个信号调制在不同的载波频率上B B 时分多路复用（时分
10、多路复用（TDMTDM）将传输时间划分为多个短、不重叠的时间片，将传输时间划分为多个短、不重叠的时间片，信号在不同的时间片上信号在不同的时间片上2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念C C 波分多路复用波分多路复用(W WDM)DM)不同波长的光载波同在一个光纤上传输不同波长的光载波同在一个光纤上传输D D 码分多路复用（码分多路复用（CDMCDM）也叫码分多址（也叫码分多址（CDMACDMA）,用于移动通信用于移动通信 不同手机使用同一频率，每个手机分到一个不同手机使用同一频率，每个手机分到一个独立的地址码独立的地址码2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念E E 空分多路复用空分多路复用
11、(SDM)(SDM)把空间分成不同区域，构成不同信道把空间分成不同区域，构成不同信道 2.1.10 2.1.10 信道复用技术信道复用技术2.1.10-A 2.1.10-A 频分多路复用频分多路复用2.1.10-A 2.1.10-A 频分多路复用频分多路复用2.1.10-B 2.1.10-B 时分多路复用时分多路复用适合数字信号传输适合数字信号传输2.1.10-C 2.1.10-C 波分多路复用波分多路复用2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念A A 电路交换电路交换 在进行交换数据前，要通过线路连接，建立在进行交换数据前，要通过线路连接，建立 一条实际的专用物理通路一条实际的专用物理通路
12、完成后通路释放完成后通路释放 B B 存储转发交换存储转发交换 结点（交换设备）先存储，再选择路径转发结点（交换设备）先存储，再选择路径转发2.1 2.1 网络基本概念网络基本概念b1 b1 报文交换报文交换:网络中每一个结点先将数据完整接收并存储网络中每一个结点先将数据完整接收并存储下来，再选择路径转发到下一结点下来，再选择路径转发到下一结点 b2 b2 分组交换：分组交换：数据被分成很多数据分组（包，数据被分成很多数据分组（包，PacketPacket）,再经过不同结点传输，达到后组合成原数据再经过不同结点传输，达到后组合成原数据2.1.11-B-b2 2.1.11-B-b2 分组交换分组
13、交换b2-1 b2-1 数据报分组交换数据报分组交换:相对较自由的分组交换相对较自由的分组交换b2-2 b2-2 虚电路分组交换分组交换：虚电路分组交换分组交换：先建立链路先建立链路 通过链路存储转发通过链路存储转发 拆除链路拆除链路2.1.11-A 2.1.11-A 电路交换电路交换2.1.11-A 2.1.11-A 电路交换电路交换2.1.11-A 2.1.11-A 电路交换电路交换2.1.11-B-b1 2.1.11-B-b1 报文交换报文交换2.1.11-B-b1 2.1.11-B-b1 报文交换报文交换 报文交换的缺点2.1.11-B-b2 2.1.11-B-b2 分组交换分组交换2
14、.1.11-B-b2 2.1.11-B-b2 分组交换（优点）分组交换（优点）2.1.11-B-b2 2.1.11-B-b2 分组交换（带来问题）分组交换（带来问题）2.1.11-B-b2-1 2.1.11-B-b2-1 数据报分组交换数据报分组交换2.1.11-B-b2-2 2.1.11-B-b2-2 虚电路分组交换虚电路分组交换2.1.11 2.1.11 数据交换技术数据交换技术2.1.12 2.1.12 计算机网络宏观组成计算机网络宏观组成2.1.12 2.1.12 计算机网络宏观组成计算机网络宏观组成 资源子网（偏重软件）：资源子网（偏重软件）：主机、终端、软件、资源主机、终端、软件、
15、资源 通信子网（偏重硬件）：通信子网（偏重硬件）：交换设备、通信链路交换设备、通信链路 （1）分层意义）分层意义 J各层之间相互独立，各层选取最适合自己各层之间相互独立，各层选取最适合自己的技术的技术J灵活性好灵活性好J易于实现和维护易于实现和维护 J有益于标准化的实现有益于标准化的实现 2.2 2.2 网络层次结构网络层次结构2.2 2.2 网络层次结构（现实类比）网络层次结构（现实类比）发信发者发信发者收信者收信者通信者活动通信者活动快递服务业务快递服务业务快递转送业务快递转送业务邮件运输业务邮件运输业务快递转送业务快递转送业务快递服务业务快递服务业务通信者活动通信者活动快递单号快递单号发
16、件者发件者收件者收件者运输单号运输单号航班号航班号运输运输运输运输航班号航班号运输单号运输单号快递单号快递单号2.2 2.2 网络层次结构网络层次结构协议协议：通信规约。通信双方都遵守的规则：通信规约。通信双方都遵守的规则层次：高层使用低层提供的服务时，并不需层次：高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法要知道低层服务的具体实现方法接口：同一结点内，相邻层之间交换信息的接口：同一结点内，相邻层之间交换信息的连接点连接点2.2.3 2.2.3 开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM）应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据
17、链路层数据链路层物理层物理层介质访问控制子层介质访问控制子层逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层 功能特点：功能特点：每一层均有自己的一套功能集，并与紧每一层均有自己的一套功能集，并与紧 邻的上层和下层交互作用邻的上层和下层交互作用 在顶层，应用层与用户使用的软件进行在顶层，应用层与用户使用的软件进行 交互交互 在底端是携带信号的网络在底端是携带信号的网络介质介质和连接设和连接设 备备 2.2.3 2.2.3 开放系统互联参考模型（开放系统互联参考模型（OSI/RMOSI/RM）物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层由软件实现由软件实现资源子网
18、资源子网由软件实现由软件实现资源子网资源子网由硬件实现由硬件实现通信子网通信子网由硬件实现由硬件实现通信子网通信子网应用层应用层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层表示层表示层物理层物理层发送方发送方接收方接收方桥梁桥梁 传输介质传输介质 传输介质传输介质 传输介质传输介质应用层应用层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层表示层表示层物理层物理层物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层发送方发送方接收方接收方比特序列比特序列帧帧数据单元数据单元分组分组报文报文向向 下下 分分 解解向向 上上 组组合合 数
19、据单元数据单元数据数据2.2 2.2 网络层次结构网络层次结构（记忆）（记忆）下三层：下三层：物理（介质）物理（介质）数据链路数据链路 网络网络上四层：上四层：传输了一次会话，传输了一次会话，表示了一次应用表示了一次应用2.2 2.2 网络层次结构网络层次结构物理层：利用传输介质提供物理链接，实现物理层：利用传输介质提供物理链接，实现比特流的传输比特流的传输数据链路层：将有差错的物理信道变为无差数据链路层：将有差错的物理信道变为无差错的传输帧的数据链路错的传输帧的数据链路 网络层：通过路由选择算法，为报文或分组网络层：通过路由选择算法，为报文或分组选择最适当路径选择最适当路径2.2 2.2 网
20、络层次结构网络层次结构传输层：提供可靠的端到端的传输控制传输层：提供可靠的端到端的传输控制会话层：组织和协调两个会话进程之间的通信会话层：组织和协调两个会话进程之间的通信 表示表示层：处理用户信息的表示，如编码、数据层：处理用户信息的表示，如编码、数据格式转换和加密解密格式转换和加密解密应用层：直接向用户提供服务，完成用户的应用层：直接向用户提供服务，完成用户的各项工作各项工作（1 1）串行传输和）串行传输和并行相比，其优点是（并行相比，其优点是（）A A 速度快速度快B B 适合远距离传输适合远距离传输C C 每次能发送多个数据每次能发送多个数据D D 使用多条数据线使用多条数据线课内习题课
21、内习题B B（2 2）在数据传输率相同的情况下，同步传输）在数据传输率相同的情况下，同步传输率高于异步传输率的原因是（率高于异步传输率的原因是（）A A 附加的冗余信息量少附加的冗余信息量少B B 发生错误的概率小发生错误的概率小C C 字符成组合传送，间隔少字符成组合传送，间隔少D D 采用了不同的传输介质采用了不同的传输介质课内习题课内习题A A（3 3）OSIOSI将整个通信功能划分为将整个通信功能划分为7 7个层次，分个层次，分层次的原则是（层次的原则是（）网中各节点都有对应相同的层次网中各节点都有对应相同的层次不同结点的同等层具有相同的功能不同结点的同等层具有相同的功能同一结点内相邻
22、层之间通过接口通信同一结点内相邻层之间通过接口通信每一层都使用高层提供的服务，并无需向每一层都使用高层提供的服务，并无需向下层提供服务下层提供服务A.A.B B.C.C.D.D.课内习题课内习题C C2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制 TCP/IP 的体系结构网络网络接口层接口层IP各种应用层协议HTTP,FTP,SMTP,DNS 等TCP网际层网际层运输层运输层UDP应用层应用层2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制TCPTCP:传输控制协议传输控制协议(Transmission Control Protocol)(Transmission Control Protocol)UDP:
23、UDP:用户数据报协议用户数据报协议(User Datagram Protocol(User Datagram Protocol)IP:IP:网际协议网际协议2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制两部分两部分 网络地址网络地址 标识所属网络标识所属网络 主机地址主机地址 标识给定网络上的某个确定标识给定网络上的某个确定 主机主机 位置：位置：网络地址网络地址主机地址主机地址 2.5.3 编址机制采用点分十进制记法采用点分十进制记法则进一步提高可读性则进一步提高可读性128.11.3.31 128 11 3 31 将每将每 8 位的二进制数位的二进制数转换为十进制数转换为十进制数1000000
24、0000010110000001100011111 机器中存放的机器中存放的 IP 地址地址是是 32 位位 二进制代码二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔每隔 8 位插入一个空格位插入一个空格能够提高可读性能够提高可读性点分十进制记法点分十进制记法 A类网（超大型网络）B类网（中等规模网络）C类网（较小规模的网络）0 02121位网络号位网络号8 8位主机位主机（0-1270-127）2424位主机位主机1101107 7位网络号位网络号10101414位网络号位网络号（128-191128-191）1616位主机位主机 （192-22319
25、2-223）D类网 不分网络号和主机号，表示一个多播地址 即多目的地传输，可用来识别一组主机 E类网（用于将来扩展）11101110 （240-255240-255）（224-239224-239）1111011110 net-id24 位位host-id24 位位net-id16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1 001A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id
26、16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001A 类地址的网络号字段类地址的网络号字段 net-id 为为 1 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使
27、使 用用1 1 1 10 01B 类地址的网络号字段类地址的网络号字段 net-id 为为 2 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001C 类地址的网络号字段类地址的网络号字段 net-id 为为 3 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 bithost-id24 位位net-id16 位
28、位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001A 类地址的主机号字段类地址的主机号字段 host-id 为为 3 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用
29、用1 1 1 1001B 类地址的主机号字段类地址的主机号字段 host-id 为为 2 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 位位net-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001C 类地址的主机号字段类地址的主机号字段 host-id 为为 1 字节字节A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 bitn
30、et-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001D 类地址是多播地址类地址是多播地址 A 类地址类地址B 类地址类地址net-id24 位位host-id24 位位net-id16 bitnet-id8 位位 0host-id16 位位C 类地址类地址011host-id8 位位D 类地址类地址 1 1 1 0多多 播播 地地 址址E 类地址类地址保保 留留 为为 今今 后后 使使 用用1 1 1 1001E 类地址保留为今
31、后使用类地址保留为今后使用 A 类地址类地址B 类地址类地址2.3.3 2.3.3 编码机制编码机制 专用专用地址含义地址含义 主机地址全主机地址全0 0（网络地址、本网地址）：（网络地址、本网地址）：指向本网，常用在路由表中，标识网络的指向本网，常用在路由表中，标识网络的 地址地址 主机地址全主机地址全1 1（广播地址）（广播地址）向特定的所在网上的所有主机发送报文向特定的所在网上的所有主机发送报文 专用地址的记忆方法专用地址的记忆方法：在在网络网络上听上听广播广播 （网络地址网络地址开始，开始，广播地址广播地址结束）结束）2.3.3 2.3.3 编码机制编码机制2.3.3 2.3.3 编码
32、机制编码机制网络网络号号127127：TCP/IP TCP/IP协议规定网络号协议规定网络号127127不可用于任不可用于任 何网络何网络 其中有一个特别地址：其中有一个特别地址：127.0.0.1127.0.0.1 这个地址称为回送地址（这个地址称为回送地址（Loopback Loopback address address）,它将信息通过自身的接口发送后它将信息通过自身的接口发送后 返回到主机，不进行任何网络传输，用来测返回到主机，不进行任何网络传输，用来测 试网络端口状态试网络端口状态 2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制 目的：目的：提高网络通信效率提高网络通信效率 （一个局域网中
33、站点不能太多，太多将（一个局域网中站点不能太多，太多将 无法使用，产生浪费）无法使用，产生浪费）提高提高IPIP地址使用效率及路由效率地址使用效率及路由效率 网络号网络号主机号主机号网络号网络号子网号子网号子网主机号子网主机号 子网编址：思想：将主机号进一步划分为子网号和子网主机号 2.3.4 2.3.4 子网划分子网划分 子网子网划分划分原理原理：对对IPIP编址进行改进，使每个网络具有较少编址进行改进，使每个网络具有较少 的小型网络（子网），同时具有更多主机的小型网络（子网），同时具有更多主机子网划分优点子网划分优点：使使IPIP地址具有一定的内部层次结构，地址具有一定的内部层次结构，这种
34、层次结构便于这种层次结构便于IPIP地址分配和管理地址分配和管理 IP IP地址申请一般有限，使用地址申请一般有限，使用子网划分子网划分 才可充分利用有限才可充分利用有限IP IP 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8所有到网络所有到网络 145.13.0.0的分组的分组均到达此路由器均到达此路由器R1R3网络网络145.13.0.0一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0R2我的网络地址我的网络地址是是 145.13.0
35、.0划分为三个子网后对外仍是一个网络 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8子网子网 145.13.21.0子网子网 145.13.3.0 子网子网 145.13.7.0所有到达网络所有到达网络 145.13.0.0的分组均到达的分组均到达此路由器此路由器网络网络145.13.0.0R1R3R2 子网掩码子网掩码下一路由器地址下一路由器地址 子网编址模式下路由表条目为：优点：用子网掩码的设置来区分不同的情况，使路由算法更为简单 目的
36、网络地址目的网络地址 IP划分子网属于内部划分。对外仍然表现为没有划分子网的网络。从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。地址=,划分子网后变成了三级结构 当没有划分子网时，IP 地址是两级结构。划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是把 IP 地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP 地址原来的网络号 net-id。子网地址子网地址子网地址子网地址子网地址子网地址广播地址广播地址子网地址（实际可用）子网地址（实际可用）网络地址网络地址 子网地址组成：2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制 位数位
37、数：3232位二进制位位二进制位 功能：功能：区分区分IPIP地址中的网络号与主机号地址中的网络号与主机号 把网络分割成多个子网把网络分割成多个子网 表示方法：表示方法：1 1的位：网络号的位：网络号 0 0的位：主机号的位：主机号2.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码2.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码 子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把 自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由 器。器。2.3.5 2.3.5
38、 子网掩码子网掩码 路由器的路由表中的每一个项目，除了路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。网络的子网掩码。若一个路由器连接在两个子网上就拥有若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。两个网络地址和两个子网掩码。2.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码子网子网掩码对识别子网的掩码对识别子网的作用：作用：从一个从一个 IP IP 数据报的首部数据报的首部无法判断源源主机主机 或目的主机所连接的网络是否进行了子或目的主机所连接的网络是否进行了子 网划分。网划分。使用使用子网掩码(subnet
39、 mask)可以找出可以找出 IPIP 地址地址中的子网部分中的子网部分。2.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码子网子网掩码的运算：掩码的运算：网络号网络号=（子网掩码）（子网掩码）ANDAND（IPIP地址）地址）主机号主机号=（子网掩码取反）（子网掩码取反）ANDAND（IPIP地址）地址）AND AND运算规则：运算规则：O AND 0=0 0 AND 1=0 O AND 0=0 0 AND 1=0 1 AND 0=0 1 AND 1=1 1 AND 0=0 1 AND 1=1 取反运算规则：取反运算规则：1 1取反为取反为0 00 0取反为取反为1 12.3.5 2.3.5 子网掩码
40、子网掩码例例1.1.某台计算机的某台计算机的IPIP地址为地址为168.95.116.39168.95.116.39，而子网掩码为而子网掩码为255.255.0.0255.255.0.0，求该计算机所在，求该计算机所在网络的网络地址和该计算机的主机地址网络的网络地址和该计算机的主机地址 解：解：由由IPV4IPV4基本编址方案知，该基本编址方案知，该IPIP地址属于地址属于 B B类地址类地址2.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码（续前）续前）IPIP地址地址 10101000 01011111 01110100 00100111 10101000 01011111 01110100 001
41、00111 子网掩码子网掩码11111111 11111111 00000000 0000000011111111 11111111 00000000 00000000AND 10101000 01011111 00000000 00000000AND 10101000 01011111 00000000 00000000所以所以 网络号网络号=168.95=168.952.3.5 2.3.5 子网掩码子网掩码（续前）续前）IPIP地址地址 10101000 01011111 01110100 00100111 10101000 01011111 01110100 00100111 子网掩码取
42、反子网掩码取反 00000000 00000000 11111111 11111111 00000000 00000000 11111111 11111111AND 00000000 00000000 01110100 00100111AND 00000000 00000000 01110100 00100111所以所以 主机号主机号=116.39=116.39 网络默认的子网掩码 网络网络类别类别子子 网网 掩掩 码码子网子网掩码掩码（十进制）（十进制）A11111111 00000000 00000000 00000000255.0.0.0B11111111 11111111 000000
43、00 00000000255.255.0.0C11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0net-idnet-idhost-id 为全为全 0net-id网络地址网络地址
44、A类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.0.0.0网络地址网络地址B类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.255.0.0网络地址网络地址C类类地地址址默认子网掩码默认子网掩码255.255.255.0host-id 为全为全 0host-id 为全为全 0默认子网掩码 步骤1：将要划分的子网数目转换为2的m次方，或落在2的m次方和（m-1）次方之内 如8=23，23 9 24 步骤2：取上述要划分子网数的2的m次方的幂，如23，即m=3 （m=4）2.3 2.3 子网划分机制子网划分机制 子网划分方法：（续前）步骤3：将上一步确定的幂m从第一位开始高 序依次用1占用原主机地址m位后
45、，形成新的 子网掩码地址，并转换为十进制数 如m=3,则是 11100000 对A类网，子网掩码是 255.224.0.0 对B类网，子网掩码是 255.255.224.0 对C类网，子网掩码是 255.255.255.224 子网划分方法：（续前）步骤4：依据写出的新的子网掩码，写出为1 的位数的各种组合，再写出各种组合内的 子网地址范围 具体子网划分时的注意事项注意：在以前的系统中，全0和全1的子网号不能使用 现随着无分类域间路由选择CIDR技术的广泛使用，全0和全1的子网号也可以使用 但一定要谨慎使用，要弄清具体路由器的路由选择软件是否支持 例2.假设有四个分布在各地的局域网，但是只申请
46、了一个网络号192.9.200，求4个子网的IP地址范围解：这个地址为C类地址 主机IP地址为192.9.200.0-192.9.200.254 要分为4个子网 4=22,所以m=2 （续前）所以占用的主机高序位为11 完整写下为11000000（192）可确定子网掩码为192.9.200.192 用主机号最高两位11来分割子网 组合有 00，01，10，11四种 （续前）组合有00，01，10，11四种 第一个子网 00000001-00111110（1-62）第二个子网 01000001-01111110（65-126）第三个子网 10000001-10111110（129-190）第四个
47、子网 11000001-11111110（193-254）（续前）因此各个子网所提供的IP地址范围为：第一个子网：192.9.200.1-192.9.200.62 第二个子网：192.9.200.65-192.9.200.126 第三个子网：192.9.200.129-192.9.200.190 第四个子网：192.9.200.193-192.9.200.254 例3.一个主机的IP地址是202.112.14.137，子网掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址 解：方法一 这个分配方法中，单个子网所容纳的IP地址数为 256-224=32个 （续前）
48、32个地址中包括网络地址和广播地址 并且从网络地址开始，以广播地址结束 略小于137的32的倍数只有128，所以子网的网络地址为202.112.14.128 广播地址为下一个子网的网络地址减1 下一个32的倍数为160 所以子网广播地址为202.112.14.159（续前）方法二 224化为二进制为 11100000 所以单个子网容纳的主机数为25=32个 （以下步骤与方法一相同）注意：32个地址中包括网络地址和广播地址，并且从网络地址开始，以广播地址结束 （续前）略小于137的32的倍数只有128，所以子网的网络地址为202.112.14.128 广播地址为下一个子网的网络地址减1 下一个3
49、2的倍数为160 所以子网广播地址为202.112.14.159 例4.已知一个C类地址的子网有10台主机，求子网掩码 解：这个子网还需要1个网络地址和1个广播地址 总共需要10+1+1=12个地址 81216，8=23，16=24 所以主机位为4位，子网位为8-4=4位 （续前）256-16=240（也可以用4位主机位的子网掩码转换成十进制得出240）所以子网掩码为255.255.255.240 例5.一个C类地址192.168.143.0，为了管理需要，要将该网络分成10个子网，每个子网能容纳10台主机，请给出子网掩码和对应的地址空间划分 解：C类地址即是对第四个字节的主机号进行再分配 2
50、n-1 10 2n n至少为4 能容纳10台主机，同样 2m-1 10 2m m至少为4 n和m都为4，n+m=8 正好满足 只对第4个字节进行分析 第一个子网 00000001-00001110 第二个子网 00010001-00011110 以此类推 从16个划分中选取10个（选法不唯一）如依次选取以下10种组合（最后一字节前4位）0001、0011、0101、0111、1001、1011、1100、1101、1110、1111 得出：第一个子网的IP范围是：192.168.143.17-192.168.143.30 子网掩码是：255.255.255.240 第二个子网的IP范围是：19
