【正文】 機(jī) 。 主機(jī)號字段 hostid。 如 地址 表示地址 10000000 00001011 00000011 00011110。 例如子網(wǎng)掩碼為： 11111111 11111111 11111111 00000000， 前三個字節(jié)全 1， 代表對應(yīng) IP地址中最高的三個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址；后一個字節(jié)全 0， 代表對應(yīng) IP地址中最后的一個字節(jié)為主機(jī)地址 。 例如：有一個 C類地址為： 192． 9． 200． 13其缺省的子網(wǎng)掩碼為： 255． 255． 255． 0則它的網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號可按如下方法得到：首先將 IP地址 192． 9．200． 13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 11000000 00001001 11001000 00001101，然后將子網(wǎng)掩碼 255． 255． 255． 0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 11111111 11111111 11111111 00000000；再將兩個二進(jìn)制數(shù)邏輯與 （ AND） 運算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)部分 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為 ， 即網(wǎng)絡(luò)號為 ；將子網(wǎng)掩碼取反再與 IP地址邏輯與 （ AND） 后得到的結(jié)果即為主機(jī)部分 00000000 00000000 00000000 00001101結(jié)果為， 即主機(jī)號為 13。 數(shù)據(jù)報頭部里的每個域都有固定的大小 。 總長域為 16位的整數(shù)， 指出以字節(jié)記的數(shù)據(jù)報總長度 ， 包括頭部長度和數(shù)據(jù)長度 ，標(biāo)識是為了使分段后的各數(shù)據(jù)報段最后能準(zhǔn)確地重裝成為原來的數(shù)據(jù)報 。 只有當(dāng) DF=0時才允許分段 。 發(fā)送方負(fù)責(zé)初始化生存時間域 。 當(dāng)一個 IP數(shù)據(jù)報沒有可選項時 ， 頭部長度域的值為 5。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 22 基本路由選擇 IP路由選擇是指尋找一條將數(shù)據(jù)報從信源機(jī)傳往信宿機(jī)的最佳傳輸路徑的過程 ， 而傳輸路徑上往往由一系列路由器組成 ， 因此 IP路由選擇實質(zhì)是在不同的路由器之間作出選擇 ， 選擇數(shù)據(jù)報傳輸過程中的下一個路由器 ， 從而獲得最佳傳輸路徑 。 （ 2） 路由器 1收到站點 A的數(shù)據(jù)報后 ， 先從報頭中取出地址 ， 并根據(jù)路徑表計算出發(fā)往站點 B的最佳路徑 :R1→R 2→R 5→B 。 （ 5） 站 點 B收到站 點 A的數(shù)據(jù)報 ， 一次通信過程宣告結(jié)束 。 （ 3） 若路由表中有目的地址為 D的指明主機(jī)路由 ， 則將數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一站路由器；否則 ， 執(zhí)行 （ 4） 。 （ 6） 若路由表中有一個默認(rèn)路由 ， 則將數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則 ， 執(zhí)行 （ 7）。 （ 2） 內(nèi) 部 網(wǎng) 關(guān) 協(xié) 議 EGP（ External Gateway Protocol） 當(dāng)源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中， 若數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時 ， 就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中 。 向量 距離的思想是給表中的每一個目的地址指定一個距離度量 ， 通常是從本地主機(jī)到目的地址的站點個數(shù) 。 對應(yīng)于不同路由選擇算法 、 使用場合等存在著許多不同的路由選擇協(xié)議 ， IP路由選擇就是靠這些路由算法 、 協(xié)議獲取路徑信息而維護(hù)路由表的完整性的。 這些功能一般用軟件來實現(xiàn) ， 包括與相鄰路由器之間的信息交換 、 系統(tǒng)配置 、 系統(tǒng)管理等 。當(dāng)數(shù)據(jù)包等待通過背板轉(zhuǎn)發(fā)時，數(shù)據(jù)包需要進(jìn)行排隊：若排隊空間不足，那么可能需要丟棄該包，或替代別的數(shù)據(jù)包。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 34 路由器體系結(jié)構(gòu) (a) 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 35 路由器體系結(jié)構(gòu) (a) 采用共享中央總線、中央 CPU、 內(nèi)存及外圍線卡。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 36 路由器體系結(jié)構(gòu) (a) 主要局限是： CPU必須處理每一個數(shù)據(jù)包，從而限制了系統(tǒng)的吞吐量；即使所有數(shù)據(jù)包是抵達(dá)同一線卡中的網(wǎng)絡(luò)接口，它們也必須兩次穿越系統(tǒng)總線，這將導(dǎo)致系統(tǒng)性能隨接口的增加而降低；轉(zhuǎn)發(fā)決定由軟件完成，受 CPU運行速率的限制；中央CPU出現(xiàn)故障將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。 目前，最先進(jìn)的路由器已將第二層的信元 /幀交換功能和第三層的智能路由與可伸縮性功能融為一體，提供高達(dá)千兆位的端口速率、服務(wù)質(zhì)量（ QoS） 和多播（ Multicasting） 能力，不斷滿足多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的需要。它采用縱橫式交換結(jié)構(gòu)替代共享總線，這樣就允許多個數(shù)據(jù)包同時通過總線進(jìn)行傳送，從而極大地提高了系統(tǒng)的吞吐量，使系統(tǒng)的性能得到顯著提高，如 Cisco的GSR12022系列千兆位交換路由器就是根據(jù)這種結(jié)構(gòu)來設(shè)計的。第一種趨勢是越來越多的數(shù)據(jù)通道功能以硬件方式來實現(xiàn)；第二種趨勢是采用并行處理技術(shù)；第三種趨勢就是放棄使用共享總線，使用交換背板。 增加對服務(wù)類型的支持 ， 特別是實時服務(wù)； 216。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 42 IPv6 IPv6有比 IPv4更長的地址 ， 每個地址有 16字節(jié) （ 128位 ）， 這是一個幾乎無限的地址空間 ， 從而達(dá)到了最初的設(shè)計目標(biāo) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 43 頭部格式 216。 IPv4中所有與分段相關(guān)的字段都沒有了 ， 因為 IPv6使用另外一個方法來實現(xiàn)分段：所有使用 IPv6的機(jī)器都必須支持 1280字節(jié) （以前是 576字節(jié) ） 的分組 ， 如果某個主機(jī)發(fā)送了一個過大的分組 ，不能轉(zhuǎn)發(fā)該分組的路由器不再對其進(jìn)行分段 ， 而是返回一個錯誤消息 ， 使源端主機(jī)分解所有發(fā)往原目的地的分組 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 44 頭部格式 流標(biāo)識下一個頭部有效載荷長度優(yōu)先權(quán)版本32比特站段限制源地址（16字節(jié)）目的地址（16字節(jié)） 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 45 IPv6的地址 IPv4的地址由網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址組成 。 省略一組中的前幾個 0； 216。 基于提供者的單播地址 （ 圖 ） 為聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)提供全球唯一的地址 。 IPv6支持本地地址 ， 它們只在本地有意義 。 例如：當(dāng)主機(jī)和協(xié)議文件服務(wù)器通信的時候 ， 可以使用任意播送地址連接最近的一臺服務(wù)器 ， 而不需要知道具體是哪一臺 。 比如：可以把圖 的接口標(biāo)識置為 0， 就可以作為子網(wǎng)－路由器任意播送地址了 。 多點播送地址有一個 4位的標(biāo)志字段 、 一個 4位的范圍字段和 112位的組標(biāo)識 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 53 IPv6的擴(kuò)展頭部及其功能 擴(kuò)展頭部 描述 站接站選項 用于路由器的各種信息 路由選擇 完整或者部分路由 分段選項 數(shù)據(jù)報分段管理 身份驗證 發(fā)送者標(biāo)識的驗證 加密的安全性有效載荷 有關(guān)加密內(nèi)容的信息 目的地選項 有關(guān)目的地的附加信息 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 54 傳輸控制協(xié)議TCP TCP/IP的運輸層有兩個不同的協(xié)議 ， 即用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP(User Datagram Protocol) 和傳輸控制協(xié)議 TCP（Transmission Control Protocol） 。 TIP是一個面向連接的協(xié)議 ， 它必須提供會話管理和數(shù)據(jù)單元的可靠傳輸 。 它只發(fā)送肯定確認(rèn) 。 當(dāng)發(fā)生錯誤 （ 校驗和錯或其它錯 ） 時 ， 計時器將超時 ， 源主機(jī)將重傳數(shù)據(jù)單元 。 一些方法通過在第三層的路由中應(yīng)用第二層的交換技術(shù) ， 來對付這些挑戰(zhàn) 。 隨后 ， 按已計算的路由在 ATM網(wǎng)上建立虛電路 （VC） 。 重疊技術(shù)的主要思想是： IP的路由功能仍由 IP路由器來實現(xiàn) ， 需要地址解析協(xié)議 ARP實現(xiàn) MAC地址與 ATM地址或 IP地址與 ATM地址的映射 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 61 集成模型 集成模型的實現(xiàn)技術(shù)主要有： Ipsilon公司提出 IP交換（ IP Swtich技術(shù) 、 cisco公司提出的標(biāo)記交換 （ Tag swtich） 技術(shù)和 IETF推薦的 MPLS技術(shù) 。但目前標(biāo)準(zhǔn)還未完成 ， 與標(biāo)準(zhǔn)的 ATM技術(shù)結(jié)合不是很好 。 當(dāng)信息傳到目的地后 ， 目的地邊緣路由器去掉信無中的標(biāo)記 ， 把信元轉(zhuǎn)換為幀并將其送往接收者 。 在 IP Switching中 ， 所有的 IP流被分為兩類 ， 一類是持續(xù)時間長 、 業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流 ， 在 ATM交換機(jī)硬件中直接進(jìn)行交換 （ 捷徑方式 ） ；另一類是持續(xù)時間短 、 業(yè)務(wù)量小 、 呈突發(fā)分布的數(shù)據(jù)流類型 ， 通過 IP交換控制器中的路由軟件進(jìn)行跳到跳方式轉(zhuǎn)發(fā) 。 ? ?對其它幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 IPX等能提供支持 。 ? 在復(fù)制多路廣播方面缺乏高效率 。 “ IP over ATM”的方法通過把數(shù)據(jù)鏈路層看作大而不透明的網(wǎng)絡(luò)云 ， 試圖從 IP層中隱藏掉底層網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 68 IP交換 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 69 IP交換 流是指從出發(fā)地到目的地的包的序列 ， 這些包在路由上得到相同的轉(zhuǎn)發(fā) 。 端口對流 （ port pair flow） 定義為相同源和目標(biāo) IP地址 ，相同源和目標(biāo)端口之間的通信 。 通常， 控制器對短時間的流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) ， 例如數(shù)據(jù)庫查詢 ， DNS消息 ， 而對長時間的流進(jìn)行交換 ， 例如 ftp或 tel數(shù)據(jù) 。 雖然包仍然需要重新拼裝 ， 但是這一過程被加速 ， 因為早先的路由決定被緩存 。 由此 ， 該流的所有包實現(xiàn)了硬件上的交換， 并不需要重新拼裝 。SONET和 SDH規(guī)范略有差異 ,但兩者的基本原理完全相同 ,標(biāo)準(zhǔn)也相互兼容 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 73 PPP協(xié)議 PPP協(xié)議 （ 即 IETF FRC1661： The PointtoPoint Protocol和 RFC2153： PPP vendor Extension） 是一個簡單的 OSI第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 。 當(dāng)用戶數(shù)據(jù)字節(jié)的編碼與標(biāo)志字節(jié)相同時 ， 網(wǎng)管需要進(jìn)行填充 、 去填充操作 。 ? 符合 Inter業(yè)務(wù)的特點 ， 如有利于實施多路廣播方式。 ? 不能像 IP crver ATM技術(shù)那樣提供較好的服務(wù)質(zhì)量保障 （ QoS） 。交換路徑則是一條網(wǎng)絡(luò)通道 ， 數(shù)據(jù)包在其中可以介質(zhì)的速度被交換 。 一旦接受到一個數(shù)據(jù)包 ， 入口的 ISR在它的轉(zhuǎn)發(fā)信息庫里執(zhí)行常規(guī)的最長前綴匹配 ， 以獲得連接目標(biāo)的交換路徑的標(biāo)記 ， 并在該交換路徑上傳送數(shù)據(jù)包 。 l 2 保持活動 該消息由 ISR發(fā)給它的鄰居 ， 用來通報它的繼續(xù)存在 。 如果還沒有 ， 它破壞掉原先的路徑 ， 并使用建立消息建立一個新的 。 6 確認(rèn)可能是肯定也可能是否定 。 在 IP路由協(xié)議在下一跳 IP地址和出口標(biāo)識之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)時 ， ARIS協(xié)議創(chuàng)建出口標(biāo)識和交換路徑之間的