【正文】 dge)。 網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備 互連網(wǎng)絡(luò)與虛擬互連網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)(a) 互連網(wǎng)絡(luò) (b) 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)路由器 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)） 分類的 IP 地址1. IP 地址及其表示方法 ? 我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。? 子網(wǎng)的劃分 。 1993 年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。這樣就方便了 IP 地址的管理。這種主機(jī)稱為 多歸屬主機(jī)(multihomed host)。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B. 1 . R3 R2.LAN3N3N2...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 id互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B. 1 . R3 R2.LAN3N3N2...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。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B. 1 . R3 R2.LAN3N3N2...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?，F(xiàn)在常不指明 IP 地址。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 什么我們不直接使用硬件地址進(jìn)行通信？ ? 由于全世界存在著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。? 這種主機(jī)往往是無(wú)盤工作站。? 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變的。只有在使用區(qū)分服務(wù)（ DiffServ）時(shí)，這個(gè)字段才起作用。 區(qū) 分 服 務(wù)首部0 4 8 16 19 24 31版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間 協(xié) 議標(biāo) 識(shí)區(qū) 分 服 務(wù) 總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分標(biāo)志 (flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don39。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位。 區(qū) 分 服 務(wù)發(fā)送端 接收端16 位字 116 位字 2置為全 0檢驗(yàn)和16 位字 n16 位反碼算術(shù)運(yùn)算求和……取反碼數(shù)據(jù)報(bào)首部IP 數(shù)據(jù)報(bào)16 位檢驗(yàn)和16 位字 116 位字 216 位檢驗(yàn)和16 位字 n16 位反碼算術(shù)運(yùn)算求和16 位結(jié)果……取反碼數(shù)據(jù)部分若結(jié)果為 0, 則保留；否則，丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)部分不參與檢驗(yàn)和的計(jì)算首部0 4 8 16 19 24 31版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間 協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分源地址和目的地址都各占 4 字節(jié)區(qū) 分 服 務(wù)2. IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的可變部分 ? IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來(lái)支持排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等措施，內(nèi)容很豐富。? 實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。? 但若按主機(jī)所在的 網(wǎng)絡(luò)地址 來(lái)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。 特定主機(jī)路由 ? 這種路由是為特定的目的主機(jī)指明一個(gè)路由。? 默認(rèn)路由在主機(jī)發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)往往更能顯示出它的好處。? 當(dāng)路由器收到待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)，不是將下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 數(shù)據(jù)報(bào)，而是送交下層的網(wǎng)絡(luò)接口軟件。(3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (4)。 劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng) 劃分子網(wǎng)1. 從兩級(jí) IP 地址到三級(jí) IP 地址 ? 在 ARPANET 的早期， IP 地址的設(shè)計(jì)確實(shí)不夠合理。 ? 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 。單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。? 最后就將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī)。 劃分子網(wǎng)后變成了三級(jí)結(jié)構(gòu) ? 從一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部并 無(wú)法判斷 源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。? 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。 (a) 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的 IP 地址(c) 子網(wǎng)掩碼是 0 0 0 0 0 0 0 0141 . 14 . 72 . 24141 . 14 . 64 . 0. 00 1 0 0 1 0 0 0141 . 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）141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0【 例 43】 在上例中，若子網(wǎng)掩碼改為。 ? 在不劃分子網(wǎng)的兩級(jí) IP 地址下，從 IP 地址得出網(wǎng)絡(luò)地址是個(gè)很簡(jiǎn)單的事。(2) 先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相 “與 ”，看是否和 相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。(4) 對(duì)路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相 “與 ”， 若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送 給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (5)。主機(jī) H1 向 H2 發(fā)送分組。 0目的網(wǎng) 絡(luò) 地址 子網(wǎng)掩 碼 下一跳接口 0接口 1R2H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R11R2子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H201H3子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 主機(jī) H1 首先將本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 與分組的 IP 地址 逐比特相 “與 ”(AND 操作 ) AND 的計(jì)算255 就是二進(jìn)制的全 1，因此 255 AND xyz = xyz，這里只需計(jì)算最后的 128 AND 138 即可。 無(wú)分類編址 CIDR1. 網(wǎng)絡(luò)前綴 ? 1987 年， RFC 1009 就指明了在一個(gè)劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)使用幾個(gè)不同的子網(wǎng)掩碼。? CIDR使用各種長(zhǎng)度的 “網(wǎng)絡(luò)前綴 ”(workprefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。 無(wú)分類 的兩級(jí)編址 CIDR 地址塊 ? （因?yàn)?斜線后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù) ，所以這個(gè)地址的主機(jī)號(hào)是 12 位）。（ 212 個(gè)地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 11111111??所有地址的 20 位前綴都是一樣的最小地址最大地址? 一個(gè) CIDR 地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為 路由聚合 ，它使得路由表中的一個(gè)項(xiàng)目可以表示很多個(gè)（例如上千個(gè)）原來(lái)傳統(tǒng)分類地址的路由。 斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中 1的個(gè)數(shù)。? 掩碼是 ，即 11111111 11000000 00000000 00000000? 網(wǎng)絡(luò)前綴的后面加一個(gè)星號(hào) * 的表示方法 如 00001010 00*，在星號(hào) * 之前是網(wǎng)絡(luò)前綴，而星號(hào) * 表示 IP 地址中的主機(jī)號(hào)，可以是任意值。? 網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 個(gè)項(xiàng)目 能找到該 ISP。? 網(wǎng)絡(luò)前綴越長(zhǎng)，其地址塊就越小，因而路由就越具體 (more specific) 。M = 11111111 11111111 11111100 00000000206. 0. 01000100. 0與 最長(zhǎng)前綴匹配舉例收到的分組的目的地址 D = 路由表中的項(xiàng)目： （ ISP） （四系）再查找路由表中的第 2 個(gè)項(xiàng)目AND D = 206. 0. 71. 10000000第 2 個(gè)項(xiàng)目 。 ? 為了進(jìn)行更加有效的查找，通常是將無(wú)分類編址的路由表存放在一種層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，然后自上而下地按層次進(jìn)行查找。 用 5 個(gè)前綴構(gòu)成的二叉線索 32 位的 IP 地址 唯一前綴01000110 00000000 00000000 00000000 010001010110 00000000 00000000 00000000 010101100001 00000000 00000000 00000000 01110110000 00000010 00000000 00000000 1011010111011 00001010 00000000 00000000 10111000011111110 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP? 為了提高 IP 數(shù)據(jù)報(bào)交付成功的機(jī)會(huì)，在網(wǎng)際層使用了網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Inter Control Message Protocol)。 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）8 16 31IP 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(zhǎng)度取決于類型） ICMP 報(bào)文的種類? 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(wèn)報(bào)文 。? 對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)片都不發(fā)送 ICMP 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。? PING 使用了 ICMP 回送請(qǐng)求與回送回答報(bào)文。 ? 算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓@就是說(shuō)，要有自適應(yīng)性。 關(guān)于 “最佳路由 ” ? 不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。– 路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時(shí)無(wú)法事先知道。? 因特網(wǎng)的規(guī)模非常大。 自治系統(tǒng) AS(Autonomous System) ? 自治系統(tǒng) AS 的定義：在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種 AS 內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該 AS 內(nèi)的路由，同時(shí)還使用一種 AS 之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在 AS之間的路由。? 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)傳到一個(gè)自治系統(tǒng)的邊界時(shí)，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個(gè)自治系統(tǒng)