第六章知识点(3)

请注意，前缀长度不同时，网络地址可以保持不变，但主机范围和广播地址会发生变化。从本图示中还可看出，网络中可以分配到地址的主机数量也会发生变化。 显示视觉媒体

6.2.2 计算网络地址、主机地址和广播地址

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此时，您可能想知道：如何计算这些地址？要了解计算过程，需要查看这些地址的二进制形式。

在网络划分示例中，需要查看前缀划分地址的网络部分和主机部分的那个二进制八位数。它在此处的所有示例中都是最后一个二进制八位数。尽管这种情况很常见，但前缀也可以划分任何一个二进制八位数。

要着手了解确定地址分配的这一过程，我们可以将一些示例分解为二进制位。

请参阅图中 172.16.20.0 /25 网络的地址分配示例。

在第一个框中，我们看到的是网络地址的表示。其前缀为 25 位，因此最后 7 位是主机位。为了表示该网络地址，这些主机位全部为 '0'。这样，该地址的最后一个二进制八位数就是 0，因此网络地址就是 172.16.20.0 /25。

在第二个框中，我们看到的是最小主机地址的计算。最小主机地址始终比网络地址大 1。在本例中，七个主机位的最后一位变成了 '1'。由于主机地址的最低位设置为 1，因此最小主机地址就是 172.16.20.1。

第三个框显示了该网络广播地址的计算。这样，此网络中使用的全部七个主机位均为 '1'。通过计算得出最后一个二进制八位数为 127。这说明广播地址是 172.16.20.127。

第四个框显示了最大主机地址的计算。网络的最大主机地址始终比广播地址小 1。这表示最低主机位为 '0' 而所有其它主机位均为 '1'。正如图中所示，如此计算后得到此网络的最大主机地址 172.16.20.126。

尽管计算本示例时展开了所有二进制八位数，但实际只需要查看划分给主机的二进制八位数的内容。 显示视觉媒体

第 {{$PAGEVAR}} 页 2: Flash 实践练习

图中的练习可供您计算给定网络的网络地址、主机地址和广播地址。练习次数不限，请根据需要进行。我们建议您反复使用此工具，直到能够正确无误地完成转换。

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6.2.3 通信类型 - 单播、广播、组播

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在 IPv4 网络中，主机可采用以下三种方式之一来通信：

单播 - 从一台主机向另一台主机发送数据包的过程

广播 - 从一台主机向该网络中的所有主机发送数据包的过程

组播 - 从一台主机向选定的一组主机发送数据包的过程

这三种通信类型在数据网络中的用途各不相同，不过在这三种类型中，源主机的 IPv4 地址都会被作为源地址放入数据包报头中。

单播通信

在客户端/服务器网络和点对点网络中，主机与主机之间的常规通信都使用单播通信。单播数据包使用目的设备的主机地址作为目的地址并且可以通过网际网络路由。而广播和组播则使用特殊的地址作为目的地址。由于要使用这些特殊地址，因此广播通常仅限于本地网络。组播通信的范围可以限于本地网络，也可以通过网际网络路由。

播放动画，观看单播传输的示例。

在 IPv4 网络中，用于终端设备的单播地址称为主机地址。单播通信使用分配给两台终端设备的主机地址作为源 IPv4 地址和目的 IPv4 地址。在封装过程中，源主机在单播数据包报头中添加自己的 IPv4 地址作为源主机地址，添加目的主机的 IPv4 地址作为目的地址。使用单播数据包的通信可以用相同的地址通过网际网络转发。

注：在本课程中，除非另行说明，否则设备之间的所有通信均指单播通信。 显示视觉媒体

第 {{$PAGEVAR}} 页 2: 广播传输

由于广播通信用于向网络中的所有主机发送数据包，因此数据包使用的是特殊的广播地址。当主机收到以广播地址为目的地址的数据包时，主机处理该数据包的方式与处理单播数据包的方式相同。

广播传输用于获取地址未知的特定服务/设备的位置，也可在主机需要向网络中所有主机提供信息时使用。

广播传输的典型应用场合包括：

将上层地址映射到下层地址 ? 请求地址

? 通过路由协议交换路由信息

?

当某台主机需要信息时，该主机会向广播地址发送查询请求。位于该网络中的所有主机都会接收并处理此查询。如果主机有所请求的信息，这些主机将做出响应，通常会使用单播。

同样，当主机需要向网络中的主机发送信息时，也会创建和发送有该信息的广播数据包。

广播和单播的不同之处在于，单播数据包可以通过网际网络路由，而广播数据包通常仅限于本地网络。此限制取决于该网络边界路由器的配置以及广播的类型。广播有两类：定向广播和有限广播。

定向广播

定向广播是将数据包发送给特定网络中的所有主机。此类广播适用于向非本地网络中的所有主机发送广播报文。例如，网络外部的主机要与 172.16.4.0 /24 网络中的主机通信，数据包的目的地址应为 172.16.4.255。过程如图所示。尽管路由器在默认情况下并不转发定向广播，但可对其进行此配置。

有限广播

有限广播只限于将数据包发送给本地网络中的主机。这些数据包使用目的 IPv4 地址 255.255.255.255。路由器不转发此广播报文。发往有限广播地址的数据包只会出现在本地网络中。因此，IPv4 网络也称为广播域，路由器则是广播域的边界。

例如，172.16.4.0 /24 网络中的主机将使用目的地址为 255.255.255.255 的数据包向所在网络中的所有主机广播。

播放动画，观看广播传输的示例。

正如前面学到的，作为广播的数据包不仅会占用网络中的资源，而且会迫使该网络中的每台接收主机处理该数据包。因此，广播通信应加以限制，以免对网络或设备的性能造成负面影响。因为路由器可分隔广播域，所以可以将广播流量过大的网络划分成多个子网来提高网络性能。 显示视觉媒体

第 {{$PAGEVAR}} 页 3: 组播传输

组播传输旨在节省 IPv4 网络的带宽。主机通过它可以向选定的一组主机发送一个数据包，从而减少了流量。如果使用单播通信与多台目的主机通信，源主机需要向每台主机逐个发送数据包。但如果使用组播传输，源主机发送一个数据包即可与成千上万台目的主机通信。

组播传输包括：

视频和音频分发

? 按路由协议交换路由信息

?

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