華科計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第4章網(wǎng)絡(luò)層第一頁，共131頁。目錄網(wǎng)絡(luò)層概述虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)路由器的工作原理網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址選路算法IP組播介紹第二頁，共131頁。4.1網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)主機(jī)到主機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)層在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的地位為運(yùn)輸層提供支持運(yùn)輸層實(shí)現(xiàn)進(jìn)程到進(jìn)程的通信運(yùn)輸層功能的實(shí)現(xiàn)依賴于網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)為實(shí)現(xiàn)從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)成功的移動(dòng)數(shù)據(jù)分組，整個(gè)路徑上的每一臺(tái)分組交換機(jī)上均需實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層屬于通信子網(wǎng)的功能第三頁，共131頁。4.1網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層的主要功能在全局范疇為主機(jī)之間的通信進(jìn)行選路，選路的結(jié)果反映為分組交換機(jī)上的轉(zhuǎn)發(fā)表分組交換機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表以及分組頭部信息，將分組向適當(dāng)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)于面向連接的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)，提供連接建立的功能ATM、X.25和幀中繼第四頁，共131頁。1230111到達(dá)分組的首部值選路算法

本地轉(zhuǎn)發(fā)表首部值輸出鏈路01000101011110013221第五頁，共131頁。4.1網(wǎng)絡(luò)層概述分組交換機(jī)的分類根據(jù)鏈路層首部信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的——鏈路層節(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層首部信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的——路由器第六頁，共131頁。4.1網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層可能提供的服務(wù)確保交付具有時(shí)延上界的確保交付有序分組交付確保最小帶寬確保最大時(shí)延抖動(dòng)

……第七頁，共131頁。4.1網(wǎng)絡(luò)層概述幾種實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)服務(wù)模型帶寬保證無丟失保證排序定時(shí)擁塞指示因特網(wǎng)盡力而為無無無不維持無

ATMCBR保證恒定速率是有序維持無擁塞

ATMABR保證最小速率無有序維持提供指示

第八頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)面向連接的服務(wù)——虛電路，需事先握手面向無連接的服務(wù)——數(shù)據(jù)報(bào)，無需握手網(wǎng)絡(luò)層與運(yùn)輸層相應(yīng)服務(wù)的區(qū)別網(wǎng)絡(luò)層是向運(yùn)輸層提供主機(jī)到主機(jī)的服務(wù)，而運(yùn)輸層是向應(yīng)用層提供進(jìn)程到進(jìn)程的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層僅提供上述兩種服務(wù)中的一種，不同時(shí)提供兩種，而運(yùn)輸層則同時(shí)提供兩種運(yùn)輸層的服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)則在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，含路由器第九頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)虛電路目標(biāo)使收發(fā)雙方之間的路徑表現(xiàn)得如同電話線路一般工作機(jī)制數(shù)據(jù)開始流動(dòng)之前，呼叫建立；流動(dòng)結(jié)束后要斷開每一個(gè)分組攜帶虛電路的標(biāo)識(shí)(而不是目的主機(jī)的地址)路徑上的每一個(gè)路由器必須為進(jìn)行中的連接維持連接狀態(tài)信息傳輸層的連接僅涉及到兩個(gè)端系統(tǒng)（endsystem）鏈路,路由器資源(帶寬、緩沖區(qū))可以分配給虛電路目的：為了達(dá)到類似線路交換的性能第十頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)虛電路的組成從源到目的主機(jī)的路徑VC號(hào),沿著該路徑的每段鏈路的一個(gè)號(hào)碼沿著該路徑的每臺(tái)路由器中的轉(zhuǎn)發(fā)表第十一頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)

入接口入VC#出接口出VC#11222226311837217197387…………路由器R1的轉(zhuǎn)發(fā)表:路由器維持連接狀態(tài)信息!122232123VC號(hào)接口號(hào)R1R4R2R3第十二頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)信令協(xié)議用于建立、維護(hù)以及斷開虛電路用于ATM,幀中繼,X.25網(wǎng)絡(luò)今天的因特網(wǎng)已經(jīng)不再使用該協(xié)議1.啟動(dòng)呼叫2.入呼叫3.接受呼叫4.呼叫連接5.數(shù)據(jù)流開始6.接收數(shù)據(jù)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層第十三頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層沒有連接建立過程路由器：在端到端的連接中不維護(hù)連接狀態(tài)信息在網(wǎng)絡(luò)層不存在“聯(lián)接”的概念傳輸報(bào)文時(shí)使用目的主機(jī)地址信息同一對(duì)主機(jī)間的報(bào)文可能會(huì)走不同的路徑1.發(fā)送數(shù)據(jù)2.接收數(shù)據(jù)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層第十四頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)

目的地址范圍

鏈路接口

1100100010

到

011111111111100100011

到

111001000111100100011

到

21111111111

其他

3第十五頁，共131頁。4.2虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)虛電路vs數(shù)據(jù)報(bào)虛電路網(wǎng)絡(luò)：聰明的網(wǎng)絡(luò)，愚笨的終端數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)：簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜的終端互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)更加容易啟用新服務(wù)的速度更快，更簡(jiǎn)單第十六頁，共131頁。4.3路由器的工作原理路由器的結(jié)構(gòu)路由選擇路由選擇處理機(jī)路由選擇協(xié)議路由表3輸入端口3交換結(jié)構(gòu)輸入端口輸出端口分組轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)表分組處理輸出端口……11133122223——網(wǎng)絡(luò)層2——數(shù)據(jù)鏈路層1——物理層第十七頁，共131頁。4.3路由器的工作原理輸入端口分散式交換:

按照給出的目的地址,使用輸入端口的內(nèi)存中存儲(chǔ)的路由選擇表，查找輸出端口目標(biāo):以“線路速度”完成輸入端口的處理排隊(duì)：如果數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)的速度超過了輸入端口將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)交給交換結(jié)構(gòu)的速度，則后到的分組會(huì)暫時(shí)阻塞線路端接數(shù)據(jù)鏈路處理（協(xié)議、拆封）網(wǎng)絡(luò)層處理排隊(duì)、查表、轉(zhuǎn)發(fā)■■■交換結(jié)構(gòu)物理層:位流級(jí)的接收數(shù)據(jù)鏈路層:e.g.,以太網(wǎng)第十八頁，共131頁。4.3路由器的工作原理輸入端口排隊(duì)如果輸入端口的處理速率超過了交換結(jié)構(gòu)的速率，輸入端口就可能產(chǎn)生排隊(duì)線頭阻塞:在輸入隊(duì)列中排隊(duì)的分組必須等待通過交換結(jié)構(gòu)發(fā)送，因?yàn)樗晃挥诰€頭的另一個(gè)分組阻塞了。輸入緩沖區(qū)溢出可導(dǎo)致排隊(duì)時(shí)延和丟包!第十九頁，共131頁。4.3路由器的工作原理交換結(jié)構(gòu)第二十頁，共131頁。4.3路由器的工作原理經(jīng)內(nèi)存交換在輸入端口和輸出端口之間的交換是在CPU（路由處理器）的直接控制下完成的分組被拷貝到系統(tǒng)內(nèi)存中，然后在CPU的控制下輸送到輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)速度受限于內(nèi)存的帶寬輸入端口輸出端口內(nèi)存系統(tǒng)總線第二十一頁，共131頁。4.3路由器的工作原理經(jīng)總線交換輸入端口經(jīng)一根共享總線將分組直接傳送到輸出端口總線交換的問題:

交換速度受限于總線的帶寬1Gbps總線,Cisco1900:對(duì)于運(yùn)行在接入網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)的路由器，通過總線交換的轉(zhuǎn)發(fā)速度是足夠的。輸出端口輸入端口系統(tǒng)總線第二十二頁，共131頁。4.3路由器的工作原理經(jīng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)克服總線帶寬限制，可以并行交換。Cisco12000:通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換速度為若干Gb/s第二十三頁，共131頁。4.3路由器的工作原理輸出端口緩存管理：當(dāng)交換結(jié)構(gòu)將分組交付給輸出端口的速率超過輸出鏈路速率時(shí)調(diào)度原則：在數(shù)據(jù)報(bào)隊(duì)列中選擇數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行傳輸線路端接數(shù)據(jù)鏈路處理：（協(xié)議、封封）排隊(duì)（緩存管理）■■■■■交換結(jié)構(gòu)第二十四頁，共131頁。4.3路由器的工作原理輸出端口排隊(duì)當(dāng)通過交換結(jié)構(gòu)到達(dá)的分組速率超過了輸出鏈路的速率時(shí)，需要對(duì)分組進(jìn)行緩存輸出端口緩沖區(qū)溢出會(huì)導(dǎo)致分組的排隊(duì)和丟失!第二十五頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址主機(jī)、路由器的網(wǎng)絡(luò)層組件轉(zhuǎn)發(fā)表選路協(xié)議路徑選擇RIP,OSPF,BGPIP協(xié)議編址規(guī)則數(shù)據(jù)報(bào)格式分組處理規(guī)則ICMP協(xié)議錯(cuò)誤報(bào)告路由器信令運(yùn)輸層:TCP,UDP鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層第二十六頁，共131頁。31固定部分可變部分048161924版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目的地址可選字段（長度可變）比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特?cái)?shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)首部IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式第二十七頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP分片和重組網(wǎng)絡(luò)鏈路具有MTU(最大傳輸單位)屬性——是由鏈路層最大幀的限制決定的不同類型的鏈路有不同的MTU值大的IP數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中會(huì)被分成小的分片如何識(shí)別那些分片是同一個(gè)原始分組分出來的？如何確保分片的順序？如何判斷是否收到所有的分片？如何進(jìn)行分片呢？第二十八頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP頭數(shù)據(jù)區(qū)（3980字節(jié),共4000字節(jié)）ID=100片頭數(shù)據(jù)1（1480）數(shù)據(jù)3(1020)片頭片頭數(shù)據(jù)2（1480）ID =100MF =1FO =0Len =1500ID =100MF =1FO =185（1480/8）Len =1500ID =100MF =0FO =370Len =1040注意：以太網(wǎng)MTU為1500字節(jié)。第二十九頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP地址32位主機(jī)或路由器的接口標(biāo)志符接口:連接主機(jī),路由器之間的物理鏈路一般說來，路由器有多個(gè)接口主機(jī)也有可能有多個(gè)接口IP地址只和接口有關(guān),而與主機(jī),路由器卻沒有太多關(guān)聯(lián)第三十頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP地址的表示方法IP地址的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)號(hào)Net-id主機(jī)號(hào)host-id32位2231111101111100第三十一頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP地址的分類1110組播地址0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)A類10網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)B類110網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)C類D類11110保留為今后使用E類31231570第三十二頁，共131頁。2.常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)最大第一個(gè)最后一個(gè)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)數(shù)

A126(27

–2)112616,777,214B16,383(214

1)128.1191.25565,534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.255254說明：(1)IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為全0的地址是保留地址，表示本網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)為127（）的地址保留為本地回環(huán)測(cè)試本主機(jī)的進(jìn)程之間的通信(2)B類網(wǎng)絡(luò)地址不指派(3)C類網(wǎng)絡(luò)地址也是不指派的。(4)全0的主機(jī)號(hào)字段表示該IP地址是“本主機(jī)”所連接到的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址；

全1表示“所有的”，即本網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)（廣播地址）。第三十三頁，共131頁。IP地址的一些重要特點(diǎn)(1)IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)等級(jí)的好處是：第一，IP

地址管理機(jī)構(gòu)在分配

IP

地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。這樣就方便了

IP

地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號(hào)），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲(chǔ)空間。第三十四頁，共131頁。IP地址的一些重要特點(diǎn)(2)實(shí)際上IP地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id必須是不同的。這種主機(jī)稱為多歸屬主機(jī)(multihomedhost)。由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的IP地址。第三十五頁，共131頁。IP地址的一些重要特點(diǎn)(3)用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id。(4)所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。第三十六頁，共131頁?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是IP地址中的net-id第三十七頁，共131頁?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是IP地址中的net-id第三十八頁，共131頁。互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是IP地址中的net-id第三十九頁，共131頁?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的IP地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址。第四十頁，共131頁?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的IP地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址。第四十一頁，共131頁?；ヂ?lián)網(wǎng)中的IP地址BR1R3R2222.1.3.LAN3N3N222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的IP地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的IP地址。第四十二頁，共131頁。IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程有四個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)通過三個(gè)路由器連接在一起。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上都可能有成千上萬個(gè)主機(jī)?？梢韵胂?，若按目的主機(jī)號(hào)來制作路由表，則所得出的路由表就會(huì)過于龐大。但若按主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址來制作路由表，那么每一個(gè)路由器中的路由表就只包含4個(gè)項(xiàng)目。這樣就可使路由表大大簡(jiǎn)化。第四十三頁，共131頁。

網(wǎng)

網(wǎng)

4

網(wǎng)

3

網(wǎng)

目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)下一跳地址直接交付，接口1直接交付，接口0路由器R2

的路由表鏈路

4鏈路

3鏈路

2鏈路

1R2R3R101R2R3R1在路由表中，對(duì)每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址）

第四十四頁，共131頁。查找路由表根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是：

IP數(shù)據(jù)報(bào)最終一定可以找到目的主機(jī)所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí)，才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。第四十五頁，共131頁。分組轉(zhuǎn)發(fā)算法

(1)從數(shù)據(jù)報(bào)的首部提取目的主機(jī)的IP地址D,得出目的網(wǎng)絡(luò)地址為N。(2)若目的網(wǎng)絡(luò)N與此路由器直接相連，則把數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī)D；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。(3)若路由表中有到達(dá)網(wǎng)絡(luò)N的路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。(4)若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(5)。(5)報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。

第四十六頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址子網(wǎng)的劃分問題：一家跨國公司在海外擁有26家分支機(jī)構(gòu)，包括總部在內(nèi)，共計(jì)27家機(jī)構(gòu)，該公司所有機(jī)構(gòu)共有54320臺(tái)計(jì)算機(jī)需要IP地址，總部向ICANN申請(qǐng)了一個(gè)B類地址塊，先需要分配給所有的機(jī)構(gòu)，如何分配？★由總部管理員統(tǒng)一分配，集中管理（你愿意當(dāng)這個(gè)管理員么？）★總部管理員將IP地址分成27個(gè)子塊，每個(gè)機(jī)構(gòu)一塊，各機(jī)構(gòu)管理員內(nèi)部自行分配如何劃分這些地址子塊呢？第四十七頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址子網(wǎng)劃分的方法從主機(jī)號(hào)中借用一部分位數(shù)作為子網(wǎng)號(hào)10網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)B類X位子網(wǎng)號(hào)第四十八頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址從1985年起在IP地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，使兩級(jí)的IP地址變成為三級(jí)的IP地址。從兩級(jí)IP地址到三級(jí)IP地址IP地址空間的利用率有時(shí)很低。兩級(jí)的IP地址不夠靈活。網(wǎng)絡(luò)如何知道地址的那些部分表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)呢？第四十九頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址子網(wǎng)掩碼作用：指示網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的分界線設(shè)置方法：通過在網(wǎng)絡(luò)號(hào)相應(yīng)的位置全置1，主機(jī)號(hào)相應(yīng)的位置全置0，即可得到子網(wǎng)掩碼★對(duì)外，網(wǎng)絡(luò)號(hào)是★對(duì)內(nèi)，存在四個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼為第五十頁，共131頁。IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id主機(jī)號(hào)host-id兩級(jí)IP地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-idhost-id三級(jí)IP地址主機(jī)號(hào)subnet-id子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0第五十一頁，共131頁。(IP地址)AND(子網(wǎng)掩碼)=網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id主機(jī)號(hào)host-id兩級(jí)IP地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)三級(jí)IP地址主機(jī)號(hào)net-idhost-idsubnet-id子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0AND第五十二頁，共131頁。111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111111111111000000000000000000000000net-idnet-idhost-id為全0net-id網(wǎng)絡(luò)地址A類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址B類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址C類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼host-id為全0host-id為全0默認(rèn)子網(wǎng)掩碼第五十三頁，共131頁。141.14.010000001111111111111111

11000000【例4-2】已知IP地址是4，子網(wǎng)掩碼是。試求網(wǎng)絡(luò)地址。(a)點(diǎn)分十進(jìn)制表示的IP地址(c)子網(wǎng)掩碼是000000004.001001000141.14..24(b)IP地址的第3字節(jié)是二進(jìn)制(d)IP地址與子網(wǎng)掩碼逐位相與(e)網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制表示）第五十四頁，共131頁。子網(wǎng)掩碼是一個(gè)重要屬性子網(wǎng)掩碼是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)的重要屬性。路由器在和相鄰路由器交換路由信息時(shí)，必須把自己所在網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）的子網(wǎng)掩碼告訴相鄰路由器。路由器的路由表中的每一個(gè)項(xiàng)目，除了要給出目的網(wǎng)絡(luò)地址外，還必須同時(shí)給出該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。若一個(gè)路由器連接在兩個(gè)子網(wǎng)上就擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和兩個(gè)子網(wǎng)掩碼。第五十五頁，共131頁。2023年4月18日564.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址一個(gè)子網(wǎng)規(guī)劃的問題條件：一個(gè)C類地址：目標(biāo)每個(gè)子網(wǎng)（SubNet）20臺(tái)主機(jī)5個(gè)子網(wǎng)結(jié)果3位子網(wǎng)號(hào)、5位主機(jī)號(hào)……第五十六頁，共131頁?！?1014563所有到網(wǎng)絡(luò)的分組均到達(dá)此路由器我的網(wǎng)絡(luò)地址是R1R3R2網(wǎng)絡(luò)一個(gè)未劃分子網(wǎng)的B類網(wǎng)絡(luò)第五十七頁，共131頁。劃分為三個(gè)子網(wǎng)后對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

01014563………子網(wǎng)子網(wǎng)

子網(wǎng)所有到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的分組均到達(dá)此路由器網(wǎng)絡(luò)R1R3R2第五十八頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址引入子網(wǎng)掩碼后的尋址劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。采用子網(wǎng)掩碼后，路由器的尋址過程將演變成一個(gè)兩級(jí)尋址過程：

★

檢查分組目的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)：若網(wǎng)絡(luò)號(hào)不是本網(wǎng)絡(luò)，則從路由表中找出相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)地址將其轉(zhuǎn)發(fā)出去。

★

檢查子網(wǎng)號(hào)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)是本網(wǎng)絡(luò)時(shí)，路由器將檢查子網(wǎng)號(hào)，向相應(yīng)的子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)此分組。第五十九頁，共131頁。0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R23H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H2380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2劃分子網(wǎng)后分組的轉(zhuǎn)發(fā)舉例

第六十頁，共131頁。主機(jī)H1要發(fā)送分組給H2

0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）3H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H2380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2要發(fā)送的分組的目的IP地址：38請(qǐng)注意：H1

并不知道

H2

連接在哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。H1

僅僅知道

H2

的

IP

地址是38因此H1首先檢查主機(jī)38是否連接在本網(wǎng)絡(luò)上。如果是，則直接交付；否則，就送交路由器R1，并逐項(xiàng)查找路由表。第六十一頁，共131頁。0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H23380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2主機(jī)H1

首先將本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼28

與分組的IP地址38逐比特相“與”(AND

操作)

28AND38的計(jì)算255就是二進(jìn)制的全1，因此255ANDxyz=xyz，這里只需計(jì)算最后的128AND138即可。128→10000000138→10001010逐比特AND操作后10000000→128283828逐比特AND操作

H1

的網(wǎng)絡(luò)地址第六十二頁，共131頁。因此H1必須把分組傳送到路由器R1，然后逐項(xiàng)查找路由表0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）3H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H2380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2第六十三頁，共131頁。路由器R1收到分組后就用路由表中第1個(gè)項(xiàng)目的子網(wǎng)掩碼和

38逐比特AND

操作

0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）3H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H2380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼228AND38=28不匹配!（因?yàn)?8與路由表中的不一致）R1

收到的分組的目的IP地址：38不一致第六十四頁，共131頁。路由器R1再用路由表中第2個(gè)項(xiàng)目的子網(wǎng)掩碼和

38逐比特AND

操作0目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳282828接口0接口1R2R1

的路由表（未給出默認(rèn)路由器）3H1子網(wǎng)1：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼2830R11R2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址28

子網(wǎng)掩碼28H2380129H3子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址

子網(wǎng)掩碼228AND38=28匹配!這表明子網(wǎng)2就是收到的分組所要尋找的目的網(wǎng)絡(luò)R1

收到的分組的目的IP地址：38一致!第六十五頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IP地址的擴(kuò)展——構(gòu)造超網(wǎng)

問題：一家小型公司有1000臺(tái)計(jì)算機(jī)需要IP地址★如果申請(qǐng)B類地址塊，則費(fèi)用過高，而且大量的地址被浪費(fèi)

★如果申請(qǐng)C類地址塊，則需要四個(gè)不同的C類地址塊，需要構(gòu)造四個(gè)不同的網(wǎng)段

怎么辦？構(gòu)造超網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)號(hào)中借用一部分位數(shù)作為主機(jī)號(hào)第六十六頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址子網(wǎng)劃分示例某公司現(xiàn)獲得了一批IP地址，是：

12~27

請(qǐng)問：

(1)該批IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)是多少？

(2)該批IP地址的子網(wǎng)掩碼是多少？

(3)如果針對(duì)該批IP地址進(jìn)行進(jìn)一步的子網(wǎng)劃分，還可以劃分為多少個(gè)子網(wǎng)？請(qǐng)用“網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼位數(shù)”來表示這些子網(wǎng)。第六十七頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址CIDR(ClasslessInterDomainRouting)背景地址空間的利用率低,地址空間面臨耗盡e.g.,一個(gè)B類網(wǎng)址可以容納65K臺(tái)主機(jī),但可能被一個(gè)只有2K臺(tái)主機(jī)的單位占據(jù)CIDR編址格式IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)前綴>,<主機(jī)號(hào)>}斜線記法：/24簡(jiǎn)寫記法：/1010/10第六十八頁，共131頁。因特網(wǎng)/22/18ISP大學(xué)X一系二系三系四系28/2692/26/2528/25/2528/25/264/2628/2692/26/24/25/264/2628/25/23

單位地址塊二進(jìn)制表示地址數(shù)

ISP/1811001110.00000000.01*16384

大學(xué)/2211001110.00000000.010001*1024

一系/2311001110.00000000.0100010*512

二系/2411001110.00000000.01000110.*256

三系/2511001110.00000000.01000111.0*128

四系28/2511001110.00000000.01000111.1*128第六十九頁，共131頁。因特網(wǎng)/22/18ISP大學(xué)X一系二系三系四系28/2692/26/2528/25/2528/25/264/2628/2692/26/24/25/264/2628/25/23這個(gè)ISP共有64個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)。如果不采用CIDR技術(shù)，則在與該ISP的路由器交換路由信息的每一個(gè)路由器的路由表中，就需要有64個(gè)項(xiàng)目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的1個(gè)項(xiàng)目/18就能找到該ISP。第七十頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址最長前綴匹配使用CIDR時(shí)，路由表中的每個(gè)項(xiàng)目由“網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”組成。在查找路由表時(shí)可能會(huì)得到不止一個(gè)匹配結(jié)果。應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的路由：最長前綴匹配(longest-prefixmatching)。網(wǎng)絡(luò)前綴越長，其地址塊就越小，因而路由就越具體。最長前綴匹配又稱為最長匹配或最佳匹配。第七十一頁，共131頁。收到分組的目的地址D=42路由表中項(xiàng)目：/22（ISP）

28/25（四系）查找路由表中的第1個(gè)項(xiàng)目ANDD=206.0.01000111.10001110第1個(gè)項(xiàng)目/22的掩碼M

有22個(gè)連續(xù)的1。M=11111111111111111111110000000000因此只需把D

的第3個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。M=11111111111111111111110000000000206.0.01000100.0與/22匹配！第七十二頁，共131頁。收到分組的目的地址D=42路由表中項(xiàng)目：/22（ISP）

28/25（四系）再查找路由表中的第2個(gè)項(xiàng)目ANDD=0001110第2個(gè)項(xiàng)目28/25的掩碼M

有25個(gè)連續(xù)的1。M=11111111111111111111111110000000因此只需把D

的第4個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。M=111111111111111111111111100000000000000與28/25匹配第七十三頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址DAND(11111111111111111111110000000000)=/22匹配DAND(11111111111111111111111110000000)=28/25匹配選擇兩個(gè)匹配的地址中更具體的一個(gè)，即選擇最長前綴的地址。

第七十四頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址右表為一個(gè)使用CIDR的路由表，請(qǐng)說明下列地址的下一跳各是什么？

(a)C4.5E.13.87(b)C4.5E.22.09(c)C2(d)5E.43.91.12(e)C4.6D.31.2E(f)C4.6B.31.2E網(wǎng)絡(luò)/掩碼長度下一跳點(diǎn)C/12AC4.5E.10.0/20BC/12CC/14D/1E/2F/2GBAEFCD第七十五頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址獲取網(wǎng)絡(luò)地址Q:

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)如何獲得一塊地址？A:從ISP的地址空間中獲得。ISP的地址塊11001000000101110001000000000000/20

Organization011001000000101110001000000000000/23Organization111001000000101110001001000000000/23Organization211001000000101110001010000000000/23...…..….….Organization711001000000101110001111000000000/23

第七十六頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址Q:ISP如何獲得整塊地址?A:ICANN:InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers（因特網(wǎng)名字與號(hào)碼分配團(tuán)體）分配IP地址管理DNS分配域名,解決域名糾紛第七十七頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址Q:

主機(jī)如何獲得IP地址?(主機(jī)部分)手工配置：系統(tǒng)管理員手工為一臺(tái)主機(jī)配置IP地址Windows:控制面板->網(wǎng)絡(luò)->配置->tcp/ip->屬性UNIX:/etc/rc.configDHCP:DynamicHostConfigurationProtocol（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議:從服務(wù)器上動(dòng)態(tài)獲取IP地址“即插即用協(xié)議”

第七十八頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址NAT(NetworkAddressTranslation)本地網(wǎng)絡(luò)(例如.,家庭網(wǎng)絡(luò))10.0.0/24因特網(wǎng)的其他部分本網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)報(bào)有著類似

10.0.0/24的源或目的IP地址所有離開本地網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文都擁有同一個(gè)源IP地址:,以及不同的源端口號(hào)第七十九頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址動(dòng)機(jī):

本地網(wǎng)絡(luò)只要使用一個(gè)IP地址就可以和外部網(wǎng)絡(luò)相連:不需要從ISP處獲得大批IP地址:所有設(shè)備可以使用同一個(gè)IP地址可以在不通知外部網(wǎng)絡(luò)的情況下改變內(nèi)網(wǎng)主機(jī)的IP地址即使改變了ISP也無須改變內(nèi)網(wǎng)主機(jī)的IP地址內(nèi)網(wǎng)主機(jī)對(duì)外網(wǎng)主機(jī)而言是不可見的、不可尋址的。

(這也算是一項(xiàng)安全措施).第八十頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào):將每個(gè)外出報(bào)文的源IP地址,端口號(hào)替換為NATIP地址以及新的端口號(hào)...遠(yuǎn)程客戶機(jī)/服務(wù)器將以NATIP地址以及新的端口號(hào)做為目的地址進(jìn)行響應(yīng).

記住每一個(gè)地址轉(zhuǎn)換對(duì)(在NAT轉(zhuǎn)換表中)，即

源IP地址,端口號(hào)NATIP地址,新的端口接收數(shù)據(jù)報(bào):根據(jù)NAT轉(zhuǎn)換表將每個(gè)進(jìn)入報(bào)文的NATIP地址,端口號(hào)替換為相應(yīng)的源IP地址以及端口號(hào)第八十一頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址1:

主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)到主機(jī)128.119.40,80NAT轉(zhuǎn)換表

WAN端LAN端,500,3345…………S:86,80D:,33454S:,5001D:86,8022:NAT路由器將數(shù)據(jù)報(bào)的源地址,3345轉(zhuǎn)換成,5001,同時(shí)更新NAT轉(zhuǎn)換表S:86,80D:,500133:

響應(yīng)報(bào)文到達(dá)目的地址:,50014:NAT路由器將數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址,5001轉(zhuǎn)換成,3345

S:,3345D:86,80第八十二頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址兩類地址本地地址10/8172.16/12192.168/16全球地址三種地址轉(zhuǎn)換方式靜態(tài)NAT：一個(gè)本地地址對(duì)應(yīng)一個(gè)全球地址動(dòng)態(tài)NAT：一個(gè)全球地址對(duì)應(yīng)多個(gè)本地地址端口NAT：一個(gè)本地地址的端口對(duì)應(yīng)到一個(gè)全球地址的端口第八十三頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址ICMP：因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議用于主機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)之間交換網(wǎng)絡(luò)層信息錯(cuò)誤報(bào)告:如主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、端口、協(xié)議不可達(dá)等。回聲請(qǐng)求/回答(用于ping應(yīng)用程序)從體系結(jié)構(gòu)而言，位于IP層之上:ICMP

報(bào)文封裝在IP分組中ICMP消息:

包括一個(gè)類型字段和一個(gè)編碼字段ICMP報(bào)文的種類有兩種，即ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和ICMP詢問報(bào)文第八十四頁，共131頁。ICMP報(bào)文的格式首部ICMP報(bào)文0數(shù)據(jù)部分檢驗(yàn)和類型代碼（這4個(gè)字節(jié)取決于ICMP報(bào)文的類型）81631IP數(shù)據(jù)報(bào)前4個(gè)字節(jié)都是一樣的ICMP的數(shù)據(jù)部分（長度取決于類型）第八十五頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址類型

代碼

描述

00回聲回答（對(duì)Ping的回答）

31目的主機(jī)不可達(dá)

32目的協(xié)議不可達(dá)

33目的端口不可達(dá)

36目的網(wǎng)絡(luò)未知

37目的主機(jī)未知

40源抑制(擁塞控制，未用)80回聲請(qǐng)求(ping)90路由器通告100路由器發(fā)現(xiàn)110TTL過期120IP首部錯(cuò)誤第八十六頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IPv4面臨的問題地址空間消耗很快雖然NAT減少了IP地址的需求量，或者擴(kuò)大了IP地址的數(shù)量首部長度不定（20-40字節(jié)），中間結(jié)點(diǎn)（路由器）需要消耗相當(dāng)資源用于分組處理缺少Q(mào)oS安全性不夠高

……第八十七頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IPv6數(shù)據(jù)報(bào)格式無檢查和，中間結(jié)點(diǎn)無需計(jì)算中間結(jié)點(diǎn)不再負(fù)責(zé)分片和重組，由端結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)首部長度固定，加速中間結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)速度版本流量類型流標(biāo)簽有效載荷長度下一個(gè)首部跳限制源地址（128比特）目的地址（128比特）數(shù)據(jù)第八十八頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IPv4到IPv6的遷移設(shè)立標(biāo)志日，統(tǒng)一遷移雙棧技術(shù)新加入的設(shè)備支持IPv4/IPv6雙協(xié)議棧一段鏈路上，如果源和目標(biāo)均支持IPv6，則使用IPv6進(jìn)行通信如果任一方不支持IPv6，則使用IPv4進(jìn)行通信可能會(huì)出現(xiàn)信息的丟失隧道技術(shù)第八十九頁，共131頁。4.4網(wǎng)際協(xié)議:因特網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)和編址IPv4網(wǎng)絡(luò)IPv6IPv6ABCDEF雙協(xié)議棧IPv6/IPv4雙協(xié)議棧IPv6/IPv4IPv6IPv6ABEF隧道雙協(xié)議棧IPv6/IPv4雙協(xié)議棧IPv6/IPv4IPv4網(wǎng)絡(luò)…IPv4數(shù)據(jù)報(bào)IPv4數(shù)據(jù)報(bào)IPv4網(wǎng)絡(luò)源地址：B目的地址：EIPv6數(shù)據(jù)報(bào)流標(biāo)號(hào)：X源地址：A目的地址：F……

數(shù)據(jù)IPv6數(shù)據(jù)報(bào)流標(biāo)號(hào)：X源地址：A目的地址：F……

數(shù)據(jù)IPv6數(shù)據(jù)報(bào)源地址：B目的地址：EIPv6數(shù)據(jù)報(bào)第九十頁，共131頁。4.5選路算法幾個(gè)概念默認(rèn)路由器：一臺(tái)主機(jī)“直接”連接到的路由器源路由器：源主機(jī)的默認(rèn)路由器目的路由器：目標(biāo)主機(jī)的默認(rèn)路由器選路算法的目的給定一組路由器以及連接路由器的鏈路，從中找到一條從源路由器到目標(biāo)路由器“好的”路徑“好的”通常指具有最低費(fèi)用的路徑第九十一頁，共131頁。4.5選路算法uyxwvz2213112535G=(N,E)N=路由器集={u,v,w,x,y,z}E=鏈路集={(u,v),(u,x),(v,x),(v,w),(x,w),(x,y),(w,y),(w,z),(y,z)}■抽象模型——圖c(x,x’)=節(jié)點(diǎn)X和X’間邊的費(fèi)用路徑費(fèi)用(x1,x2,x3,…,xp)=c(x1,x2)+c(x2,x3)+…+c(xp-1,xp)第九十二頁，共131頁。4.5選路算法路由算法的目標(biāo)如何找到一個(gè)路徑序列（x1,x2,x3,…,xp）使路徑費(fèi)用最小？第九十三頁，共131頁。4.5選路算法選路算法分類根據(jù)信息是全局性還是分散式的進(jìn)行分類全局選路算法所有路由器都知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D以及鏈路的費(fèi)用信息鏈路狀態(tài)算法分散式選路算法每個(gè)路由器僅有與其相連鏈路的費(fèi)用信息通過迭代計(jì)算過程與相鄰節(jié)點(diǎn)交換信息距離向量算法第九十四頁，共131頁。4.5選路算法根據(jù)信息是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)的進(jìn)行分類靜態(tài)選路算法隨著時(shí)間的流逝，路由的變化非常緩動(dòng)態(tài)選路算法路由信息可以更快地發(fā)生變化周期性的更新可以響應(yīng)拓?fù)浠蜴溌焚M(fèi)用的變化第九十五頁，共131頁。4.5選路算法根據(jù)是否對(duì)負(fù)載敏感進(jìn)行分類負(fù)載敏感算法鏈路費(fèi)用會(huì)動(dòng)態(tài)地變化以反映出鏈路的當(dāng)前狀況負(fù)載遲鈍算法鏈路費(fèi)用不明顯地反映鏈路的當(dāng)前狀況第九十六頁，共131頁。4.5選路算法鏈路狀態(tài)選路算法所有節(jié)點(diǎn)都知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌焚M(fèi)用所有節(jié)點(diǎn)具有該網(wǎng)絡(luò)的同一個(gè)完整的視圖通過鏈路狀態(tài)廣播獲得信息計(jì)算從某節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)中所有其他節(jié)點(diǎn)的最低費(fèi)用迭代計(jì)算，獲得該節(jié)點(diǎn)到所有其他節(jié)點(diǎn)的最低費(fèi)用路徑為該節(jié)點(diǎn)提供轉(zhuǎn)發(fā)表第九十七頁，共131頁。2023年4月18日984.5選路算法鏈路狀態(tài)選路算法——符號(hào)定義c(x,y):

從節(jié)點(diǎn)x到節(jié)點(diǎn)y的鏈路費(fèi)用D(v):

從源節(jié)點(diǎn)到目的v的最低費(fèi)用路徑的費(fèi)用p(v):

從源節(jié)點(diǎn)到v沿著當(dāng)前最低費(fèi)用路徑的前一節(jié)點(diǎn)N‘:

節(jié)點(diǎn)子集。若x和y不直接相連，則c(x,y)=∞若源節(jié)點(diǎn)到x的最低費(fèi)用路徑已知，則x在該集合中。第九十八頁，共131頁。4.5選路算法步驟012345N'uuxuxyuxyvuxyvwuxyvwzD(v),p(v)2,u2,u2,uD(w),p(w)5,u4,x3,y3,yD(x),p(x)1,uD(y),p(y)∞2,xD(z),p(z)∞∞4,y4,y4,yuyxwvz2213112535鏈路狀態(tài)選路算法第九十九頁，共131頁。4.5選路算法1Initialization:

2N'={u}3forallnodesv4ifvadjacenttou5thenD(v)=c(u,v)6elseD(v)=∞78Loop

9findwnotinN'suchthatD(w)isaminimum10addwtoN'11updateD(v)forallvadjacenttowandnotinN':12D(v)=min(D(v),D(w)+c(w,v))13/*newcosttoviseitheroldcosttovorknown14short