1、,1,第6章 IP分組交付、轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇,IP分組交付、轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇,面向連接和無連接通信：特點(diǎn) 直接交付和間接交付：概念、過程 路由表：作用、內(nèi)容、查找算法 路由聚合：概念、應(yīng)用、實(shí)現(xiàn) 靜態(tài)路由選擇、動態(tài)路由選擇：概念,2,引言,互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 信息：IP分組 節(jié)點(diǎn)：路由器 信道：物理網(wǎng)絡(luò), 選擇路徑, 傳送 IP 分組,SLIP/PPP,SLIP/PPP,R,R,R,R,R,R,3,IP分組交付、轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇,Delivery （交付） 對分組的物理發(fā)送 Forwarding（轉(zhuǎn)發(fā)） 查路由表（routing table）找到到達(dá)分組目的地的路徑 Routing（路由選擇） 找尋并維護(hù)到

2、所有可能目的地的路徑,Route 1,Route 2,Source,Destination,Route，路由 路徑 Routing ，路由 路由選擇 選路,4,6.1 面向連接和無連接服務(wù),服務(wù)（Service） 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：業(yè)務(wù) OSI模型：下層為上層提供的一組操作 本小節(jié)：網(wǎng)絡(luò)層向上層提供的分組交付服務(wù),5,討論,IP分組傳輸環(huán)境 多個網(wǎng)絡(luò) 多個路由器 多條可能的路徑 IP通信 無連接通信 多種網(wǎng)絡(luò)都能滿足的通信方式 允許多種選路策略（如：帶寬、延時） 盡最大努力交付，best-effort delivery, 差異：通信能力、分組長度、延時, 獨(dú)立選路,6,6.2 直接交付和間接交付,直接

3、交付 分組目的與分組的發(fā)送接口在同一IP網(wǎng)絡(luò)中 間接交付 分組目的與分組的發(fā)送接口在不同IP網(wǎng)絡(luò)中,Net 1,Net 2,源,目的1,目的2,直接交付,間接交付,直接交付,7,交付過程,交付方式判斷 分組目的IP與其發(fā)送接口是否在同一IP網(wǎng)絡(luò)中 目的IP & 發(fā)送口掩碼 = 發(fā)送口IP & 發(fā)送口掩碼 相等：直接交付 不等：間接交付 交付操作 地址映射：IP地址 物理地址 直接交付：目的IP 地址 物理地址 間接交付：下一跳IP地址 物理地址,？,ARP,8,下一跳IP地址,源IP = IPA，目的IP = IPB 第1個交付： 第2個交付： 第3個交付：,間接交付，下一跳IP =,IP11

4、,間接交付，下一跳IP =,IP21,直接交付，目的IP =,IPB,主機(jī)A的默認(rèn)網(wǎng)關(guān),9,主機(jī)的間接交付設(shè)置,Windows使用TCP/IP與網(wǎng)外通信時使用的間接交付地址，一般設(shè)置為可與外網(wǎng)進(jìn)行通信的路由器。,命令：ipconfig （winipcfg）,10,討論,一次交付過程 0或多個間接交付+1個直接交付（最后的交付） 分組:（源IP地址，目的IP地址）保持不變 幀:（源物理地址，目的物理地址）逐跳改變,（IPA , IPB） （PhA , Ph11）,（IPA , IPB） （Ph12 , Ph21）,（IPA , IPB） （Ph22 , PhB）,11,思考,下圖所示的以太網(wǎng)中，

5、哪幾對主機(jī)間能進(jìn)行IP通信？哪幾對不能進(jìn)行IP通信？為什么？ 分析 IP網(wǎng)內(nèi)：直接交付 目的IP地址 IP網(wǎng)間：間接交付 下一跳IP地址（路由器） 能通信：AB ，CD 不能通信：IP網(wǎng)間，沒有路由器,200.1.1.1/24,200.1.1.2/24,200.1.2.1/24,200.1.2.2/24,A,B,C,D,12,6.3 轉(zhuǎn)發(fā),基本思想 不是收到IP分組后才為其選路，而是 預(yù)先獲得到所有目的的路由（Routing Protocol） IP分組按預(yù)定的路由轉(zhuǎn)發(fā) 預(yù)定路由：路由表（routing table） 轉(zhuǎn)發(fā)表（forwarding table） 主機(jī)和路由器都用路由表實(shí)現(xiàn)報文的

6、發(fā)送、轉(zhuǎn)發(fā),13,Routing Table,思想 使用盡可能少的信息實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā) 信息 可能的目的 如何到達(dá)目的,節(jié)約路由表的存儲空間，提高查表效率,簡化路由表，每個路由器獨(dú)立選路, 目的網(wǎng)絡(luò)，而非目的主機(jī), 下一跳路由，而非全部路徑,14,舉例,I11,I12,I13,I21,I22,I42,I41,I31,I32,Net 1 I1，Mask1,Net 2 I2，Mask2,Net 4 I4，Mask4,Net 3 I3，Mask3,15,討論,路由表的大小只與網(wǎng)絡(luò)的個數(shù)有關(guān)，與每個網(wǎng)絡(luò)的大?。ò闹鳈C(jī)數(shù)多少）無關(guān) 路由器獨(dú)立選路，從A1到B1的路徑可能與從B1到A1的路徑不是同一條 只有最

7、后一個路由器才知道目的主機(jī)是否存在,Net 1,Net 2,A,D,B,C,E,Net 1ABCNet 2,Net 1ADENet 2,A1,B1,16,特定主機(jī)路由，Host-specific route,思想 為某臺主機(jī)單獨(dú)指定一條路由 實(shí)現(xiàn) 掩碼值全1 主機(jī)掩碼 作用：更多控制 交付路徑 安全,Net 2 I2，Mask2,Net 3 I3，Mask3,I22,I31,Net 1 I1，Mask1,I32,I21,I12,I11,IA,IB,Net 3,Host B,17,默認(rèn)路由，Default route,思想 指定一默認(rèn)路由器，當(dāng)IP分組的目的網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)在路由表中時，則把IP分組

8、送給默認(rèn)路由器 實(shí)現(xiàn) 目的網(wǎng)絡(luò)地址 = 0.0.0.0 目的網(wǎng)絡(luò)掩碼 = 0.0.0.0 作用 使路由表變得很小 隱藏大量的網(wǎng)絡(luò)路由信息,18,示例,主機(jī) 路由器,Rest of the Internet,Net 1 I1，Mask1,Net 2 I2，Mask2,I13,I12,I21,I11,Default Router,19,思考,主機(jī)和路由器的默認(rèn)路由設(shè)置,Net 1 I1，Mask1,Net 2 I2，Mask2,I31,I11,I21,I22,送往Net 4,Net 3 I3，Mask3,Net 4 I4，Mask4,默認(rèn)路由環(huán)路,20,主機(jī)上的路由表示例,21,不劃分子網(wǎng)時的轉(zhuǎn)發(fā)

9、,22,定長劃分子網(wǎng)時的轉(zhuǎn)發(fā),23,變長劃分子網(wǎng)時的轉(zhuǎn)發(fā),24,變長劃分子網(wǎng)時的路由查找方法,用IP分組中的目的IP地址查找路由表，使用匹配表項的下一跳地址完成分組交付 匹配條件 dIP & Mask ( i ) = Net ( i ) 查找方法 順序查找，直至找到第一個匹配表項 關(guān)鍵：路由表表項的排列順序 直連路由 主機(jī)路由 網(wǎng)絡(luò)路由 默認(rèn)路由,掩碼特征？,最長匹配（longest match）,25,練習(xí) 1,192.168.1.0/26,192.168.1.80/28,192.168.1.64/28,RA,RC,RB,192.168.1.96/30,192.168.1.100/30,26

10、,Route Table of Router RA,RA# show ip route 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 5 subnets, 3 masks C 192.168.1.96/30 is directly connected, serial1 C 192.168.1.100/30 is directly connected, serial0 R 192.168.1.64/28 120/1 via 192.168.1.97, serial1 R 192.168.1.80/28 120/1 via 192.168.1.102, serial0

11、 C 192.168.1.0/26 is directly connected, ethernet0,顯示的順序,27,問題,在RA的路由表中查找到達(dá)以下目的的路徑 192.168.1.2 192.168.1.65 192.168.1.105,28,解答：192.168.1.2,RA# show ip route 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 5 subnets, 3 masks C 192.168.1.96/30 is directly connected, serial1 C 192.168.1.100/30 is directly conne

12、cted, serial0 R 192.168.1.64/28 120/1 via 192.168.1.97, serial1 R 192.168.1.80/28 120/1 via 192.168.1.102, serial0 C 192.168.1.0/26 is directly connected, ethernet0,29,解答：192.168.1.65,RA# show ip route 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 5 subnets, 3 masks C 192.168.1.96/30 is directly connected,

13、serial1 C 192.168.1.100/30 is directly connected, serial0 R 192.168.1.64/28 120/1 via 192.168.1.97, serial1 R 192.168.1.80/28 120/1 via 192.168.1.102, serial0 C 192.168.1.0/26 is directly connected, ethernet0,30,解答：192.168.1.105,RA# show ip route 192.168.1.0/24 is variably subnetted, 5 subnets, 3 ma

14、sks C 192.168.1.96/30 is directly connected, serial1 C 192.168.1.100/30 is directly connected, serial0 R 192.168.1.64/28 120/1 via 192.168.1.97, serial1 R 192.168.1.80/28 120/1 via 192.168.1.102, serial0 C 192.168.1.0/26 is directly connected, ethernet0,沒有匹配項，路由選擇失敗，發(fā)送ICMP差錯報文,31,練習(xí) 2,路由器R1的路由表如下： M

15、askDestinationNext HopInterface 255.255.0.0110.70.0.0-m0 255.255.0.0180.14.0.0-m2 255.255.0.0190.17.0.0-m1 255.255.0.0130.4.0.0190.17.6.5m1 255.255.0.0140.6.0.0180.14.2.5m2 0.0.0.00.0.0.0110.70.4.6m0 根據(jù)以上路由表畫出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。,32,解答,Mask DestinationNext Hop Interface 255.255.0.0 110.70.0.0- m0 255.255.0.0 180.

16、14.0.0- m2 255.255.0.0 190.17.0.0- m1 255.255.0.0 130.4.0.0190.17.6.5 m1 255.255.0.0 140.6.0.0180.14.2.5 m2 0.0.0.0 0.0.0.0110.70.4.6 m0,130.4.0.0/16,140.6.0.0/16,因特網(wǎng)的其余部分,R1,33,無分類編址的轉(zhuǎn)發(fā),34,路由表查找算法,Classful addressing 路由表中無掩碼信息 路由表按照A、B、C類分為三部分 利用分類地址的自標(biāo)識性便于查找路由 Classless addressing 按掩碼長度進(jìn)行最長匹配（long

17、est match）查找 算法：遍歷、二叉樹等,35,Classless Addressing: CIDR,Classless Inter-Domain Routing 無類別域間路由 是一種路由技術(shù)，而不是路由協(xié)議 RFC 1518，RFC 1519、 作用：減小路由表的大小 Hierarchical routing（分層路由選擇）and geographical routing（分地區(qū)路由選擇） Route aggregation（路由聚合）：將多個地址塊聚合成一個大的地址塊，從而減少路由表的表項數(shù),36,路由聚合,202.4.5.0/24,202.4.4.0/24,202.4.5.0/2

18、4,202.4.4.0/24,R1,R2,R2,R3,IR1,IR2,IR1,IR2,4：0000010,5：0000010,254：1111111,0,0,1,0,1,4&254=4 5&254=5,R1,202.4.4.0,202.4.5.0,37,聚合推論,在R1上都通過同樣的下一站路徑，可以有多種組網(wǎng)結(jié)構(gòu) 如果把掩碼再向左縮小1 bit，則該表項能實(shí)現(xiàn)對.4、.5、.6、.7四個網(wǎng)絡(luò)的尋址，條件是這四個網(wǎng)絡(luò)的路徑都通過同樣的下一站。 默認(rèn)路由項是容納所有網(wǎng)絡(luò)的路由 如果把連續(xù)的IP地址塊合理地組織，可以在路由器中有效的合并選路項數(shù)。,38,聚合應(yīng)用,合理IP地址規(guī)劃 有效減少關(guān)鍵路由器選路表項，充分發(fā)揮路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能 隱藏網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 自主管理網(wǎng)絡(luò)邊