【正文】 圍 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 14子網(wǎng)劃分的步驟n ① 確定需要多少個子網(wǎng)。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 10子網(wǎng)掩碼145 13 0 0255 255 0 0255 255 255 0IPAddressDefaultSubMask8bitSubMaskNetwork HostNetwork HostNetwork Sub Host2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 11二 進 制表示 10010011 00001100 00010001 00000001B類碼 正常掩 碼 11111111 11111111 00000000 00000000得出網(wǎng)段 10010011 00001100 00000000 00000000借 4bit主機位作 為 網(wǎng) 絡(luò) 號掩碼11111111 11111111 11110000 00000000子網(wǎng)號 為 10010011 00001100 00010000 00000000由 IP地址和子網(wǎng)掩碼計算子網(wǎng)地址2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 12案例 1Other subs20 subs5 hosts per subClass C address: 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 13n 如果把 8個 bit中的 5個 bit作 為 掩 碼 ，最多可以容 納 32個子網(wǎng)符合要求。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 8n 帶 子網(wǎng) 標(biāo)識 的 IP地址 結(jié) 構(gòu) 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 9子網(wǎng)掩碼n 為 了區(qū)分一個 IP地址的網(wǎng) 絡(luò) 部分（網(wǎng) 絡(luò) ＋子網(wǎng)）和主機部分，采用了子網(wǎng)掩 碼 的技 術(shù) 。如， IP 地址 0xC0020304 可表示 為 。n 每個地址 類 的點分十 進 制范 圍 A ~ B ~ C ~ 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 7子網(wǎng)劃分n 分 類 地址 （ classful addess） 的缺陷：地址分配不 夠 靈活，地址空 間 消耗速度快， ……n 子網(wǎng)劃分技 術(shù) ：n 將 較 大的分 類 地址空 間 劃分成多個小的子網(wǎng)。n 子網(wǎng)掩 碼 是一個 32位的二 進 制數(shù)，它指定了子網(wǎng) 標(biāo)識 和主機號的分界點，即 對應(yīng) IP地址網(wǎng)絡(luò) 號和子網(wǎng) 標(biāo)識 的位全部置 1，主機號部分全部置 0。而剩下的 3個 bit用作主機號，可以容 納 6個主機（主機號全 0代表本網(wǎng)段，全 1代表本網(wǎng)廣播地址）。n ② 確定需要多少個主機號來 標(biāo)識 每個子網(wǎng)上的每臺主機。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 15無分類編址 CIDRn 雖 然劃分子網(wǎng)方法是 對 IP地址 結(jié) 構(gòu)有價 值 的擴 充，但是它 還 要受到一個基本的限制：整個網(wǎng) 絡(luò) 只能有一個子網(wǎng)掩 碼 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 16n 考 慮 一個具有 C類 地址的 組織 ，它需要劃分 5個子網(wǎng)，每個子網(wǎng) 連 接的主機數(shù)分 別為 ： 60、60、 60、 30。使用 可 變長 子網(wǎng)掩 碼 VLSM (Variable Length Sub Mask)可 進 一步提高 IP 地址 資 源的利用率。 n CIDR將 VLSM概念 擴 展到了 Inter的路由系 統(tǒng) 上。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 20n CIDR消除了 傳統(tǒng) 的 A類 、 B類 、 C類 地址以及劃分子網(wǎng)的概念n CIDR使用各種 長 度的 “網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 ”(workprefix)來代替分 類 地址中的網(wǎng) 絡(luò) 號和子網(wǎng)號。 無分類 的兩級編址 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 22CIDR 地址塊 n （因 為 斜 線 后面的 20 是網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 的比特數(shù) ，所以主機號的比特數(shù)是 12）。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 23私有地址n 三個網(wǎng) 絡(luò) 地址范 圍 保留 為 內(nèi)部網(wǎng) 絡(luò) （私有網(wǎng)）使用，它 們 是：n 1 0 . 0 . 0 . 0 1 0 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5n 1 7 2 . 1 6 . 0 . 0 1 7 2 . 3 1 . 2 5 5 . 2 5 5n 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 0 1 9 2 . 1 6 8 . 2 5 5 . 2 5 5n 不能用 這 些地址 訪問 Inter 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 32IP 分組頭n 分 組頭 中 IP 選項 字段是任 選 的n IP 選項 主要用于網(wǎng) 絡(luò) 控制和 測試n 源 選 路 （ source route） 選項n 路由 記錄 （ record route） 選項n 時間 戳 （ time stamp） 選項n ……n IP 選項 需要由通路上的每一個路由器來 處 理n 實際應(yīng) 用中， IP 選項 很少使用2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 33IP 分組傳輸MTUHeader TrailerIP datagramDatagramFrame能夠封裝進一個幀能夠封裝進一個幀種的最大數(shù)據(jù)長度種的最大數(shù)據(jù)長度n IP 分 組 需要通 過 物理網(wǎng) 絡(luò) 的 幀來 進 行 傳輸n 封裝（ Encapsulation） —— 將 IP 分 組 映射到物理 幀 中的方式2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 34分組的分片 （ fragmentation）n 分片 —— 在小 MTU 的網(wǎng) 絡(luò) 上將 較 大分 組 分割后 進 行 傳輸n ID(Identification)： 該 分 組 的唯一 標(biāo)識 ，以便 進 行分片的重 組n MF(More Fragment， Flags 字段的 Bit 0)： MF=1 表示 還 有更多分片n FO(Fragment Offset)：本片起始位置在原始分 組 數(shù)據(jù)區(qū)中的偏移量IP 頭 數(shù)據(jù)區(qū)（ 1400 字節(jié)）ID = 100片頭 數(shù)據(jù) 1（ 600） 數(shù)據(jù) 3 (200)片頭片頭 數(shù)據(jù) 1（ 600）ID = 100MF = 1FO = 0Len = 620ID = 100MF = 1FO = 600Len = 620ID = 100MF = 0FO = 1200Len = 2202023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 35提綱n 網(wǎng) 際 互 連協(xié)議n IP編 址n IP數(shù)據(jù) 報 的格式n IP分 組 的 轉(zhuǎn)發(fā)n IP路由 協(xié)議n 多 協(xié)議標(biāo)簽 交 換n IP網(wǎng) 絡(luò)組 網(wǎng)和 規(guī) 劃2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 36IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)n IP分 組 的 轉(zhuǎn)發(fā) 就是把分 組 放到去往 終 點的路由上， 這 就要求主機或路由器裝有路由表。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 37路由更新 路由更新路由協(xié)議路由表接口接口 轉(zhuǎn)發(fā)目的地址提取數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)包路由數(shù)據(jù)庫IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 38路由表n 選 路： 是 對 目的網(wǎng) 絡(luò) 的 選 路，需要使用目的地址中的網(wǎng) 絡(luò) 部分n 路由表： 由一系列的（ N， R）二元 組 構(gòu)成的二 維 表n 路由表的 規(guī) 模和內(nèi)容取決于互 連 往中網(wǎng) 絡(luò) 的數(shù)量，與主機數(shù)量無關(guān)N1 R1N2 R2N3 R2目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳地址::::N1N2N3目的網(wǎng)絡(luò)::R1R2R2下一跳地址::Mask 1Mask 2Mask 3子網(wǎng)掩碼::2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 39直接轉(zhuǎn)發(fā)和間接轉(zhuǎn)發(fā)n 直接 轉(zhuǎn)發(fā)n 轉(zhuǎn)發(fā)結(jié) 點與目的 結(jié) 點在同一個物理網(wǎng) 絡(luò) 中n 轉(zhuǎn)發(fā) 中 間 不需要 經(jīng)過 其他路由器n 分 組 封裝在物理 幀 中，直接 傳 送到目的 結(jié) 點n 間 接 轉(zhuǎn)發(fā)n 轉(zhuǎn)發(fā)結(jié) 點與目的 結(jié) 點不在同一個物理網(wǎng) 絡(luò) 中n 選 路功能將根據(jù)分 組 的目的地址， 選擇 一個下一跳路由器，并將分 組轉(zhuǎn)發(fā) 到 該 下一跳路由器上一個路由表的實例1路由器A2路由器B34路由器路由表目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳地址 直接轉(zhuǎn)發(fā)直接轉(zhuǎn)發(fā)路由表目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳地址 直接轉(zhuǎn)發(fā)直接轉(zhuǎn)發(fā)默認(rèn)路由和特定主機路由n 默 認(rèn) 路由 選 路 （ default routing）n 在 選 路 時 ，若未能在路由表中搜索到與目的地址相匹配的表 項 ，那么 IP 協(xié)議 可以采用一條 預(yù) 定義 的默 認(rèn) 路由，將分 組轉(zhuǎn)發(fā) 到一個默 認(rèn) 的下一跳路由器上；n 默 認(rèn) 路由用來 進 一步減少路由表的 規(guī) 模。Intra R InterA使用一條指向 R 的默認(rèn)路由路徑來訪問 InterIP 層對分組的處理IP 層應(yīng)用軟件 TCP/UDP1數(shù)據(jù)鏈路2其它系統(tǒng)根據(jù)分組的目的地址進行選路確定下一跳結(jié)點地址利用 ARP 確定下一跳結(jié)點的物理地址對分組進行物理封裝，利用物理幀完成傳輸1. 輸出分組的處理取出分組的目的地址 DA接收分組并提交給高層軟件2. 輸入分組的處理（主機）DA = 本機地址？丟棄分組yesNo接收分組并提交給高層軟件2. 輸入分組的處理（路由器或多穴主機）yesno丟棄分組no進行物理封裝，利用物理幀完成傳輸TTL = TTL 1取出分組的目的地址 DA對 DA 進行選路，確定下一跳結(jié)點地址利用 ARP 確定下一跳結(jié)點的物理地址DA = 本機地址？TTL = 0 ?yes分組選路的算法取出分組的目的 IP 地址 DA計算出目的網(wǎng)絡(luò)地址 DNDN 匹配直接轉(zhuǎn)發(fā)路由？ 直接轉(zhuǎn)發(fā)分組YesDA 匹配特定主機路由？ 按照特定主機路由 轉(zhuǎn)發(fā)分組YesNoDN 匹配了路由表中的某個表項？ 按路由表中指定的下一跳地址 轉(zhuǎn)發(fā)分組YesNo路由表定義了默認(rèn)路由？ 按照默認(rèn)路由 轉(zhuǎn)發(fā)分組YesNo選路失敗No搜索路由表搜索失敗2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 44一個路由表的例子目的地址 子網(wǎng)掩 碼 下一跳 輸 出接口 … － ―― m0 … m1 … m2 …… … … … … m1 …圖中第 1個表項是直接轉(zhuǎn)發(fā)路由，即目的主機在該網(wǎng)絡(luò)上，第 2個表項是對主機 B的特定主機路由，第 3個表項是特定網(wǎng)絡(luò)路由，最后一個表項是默認(rèn)路由。 n 一個自治系 統(tǒng) 的所有路由器在本自治系 統(tǒng) 內(nèi)都必 須是 連 通的。由于自治系 統(tǒng) 的 組織 管理不同，因此在 計 算跨越不同自治系 統(tǒng) 的通路 時 ，需要考慮 多方面的因素，如 費 用、可用性、性能、不同自治系 統(tǒng) 之 間 的商 業(yè) 關(guān)系等。 RIP規(guī) 定，不相鄰 的路由器不交 換 信息。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 54沒有更小距離的路由時，保持原有路由不變2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 55AS中的路由表的起始狀態(tài)2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 56最終路由表2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 57RIP 協(xié)議的優(yōu)缺點 n RIP 協(xié)議 最大的 優(yōu) 點就是 實現(xiàn)簡單 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 58域內(nèi)路由協(xié)議： OSPF 協(xié)議n OSPFv2－－ RFC2328(當(dāng)前版 )n 也屬于域內(nèi)路由 協(xié)議 ，采用 鏈 路狀 態(tài) 算法n 在 OSPF路由 協(xié)議 中，最短路徑 樹 的 樹 干 長 度，即 OSPF路由器至每一個目的地路由器的距離，稱 為 OSPF的 Cost，其算法 為 ： Cost = 100106/鏈 路 帶寬n 這 里， 鏈 路 帶寬 以 bps來表示。n 鏈 路狀 態(tài) 分 組 （ LSP） : 源路由器的 標(biāo)識 符、相 鄰路由器的 標(biāo)識 符和二者之 間鏈 路的 費 用n 一個 LSP將被網(wǎng) 絡(luò) 中的所有路由器所接收，各路由器用它來建立和更新一個 統(tǒng) 一的網(wǎng) 絡(luò) 整體拓撲數(shù)據(jù)庫 。 n 測 量到各個 鄰 居 節(jié) 點的延 遲 或者開 銷 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 64OSPF的基本操作 問候問候數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述鏈路狀態(tài)請求鏈路狀態(tài)更新鏈路狀態(tài)確認(rèn)確定可達性達到數(shù)據(jù)庫的同步新情況下的同步2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 65n 和 RIP相比， OSPF有以下 3個不同點。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 66OSPF分層路由的思想n 為 了能 夠 用于 規(guī) 模很大的網(wǎng) 絡(luò) ， OSPF把一個大型網(wǎng)絡(luò) 分割成多個小型網(wǎng) 絡(luò) 的能力被稱 為 分 層 路由， 這 些被分割出來的小型網(wǎng) 絡(luò) 就稱 為 “區(qū)域 ”（ Area）。所有的其他區(qū)域（非 0 區(qū)域）都必 須 通 過 一個區(qū)域 邊界路由器 連 接到骨干區(qū)域上2023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 67自治系統(tǒng) ASOSPF 網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1網(wǎng) 7區(qū)域 網(wǎng) 4網(wǎng) 5 R82023/2/17 通信網(wǎng)基礎(chǔ) 68