【正文】 ? 這個(gè)地址塊的起始地址是 。 使用 變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼 VLSM (Variable Length Sub Mask)可進(jìn)一步提高 IP 地址資源的利用率 。試討論 R1 收到 H1 向 H2 發(fā)送的分組后查找路由表的過(guò)程。 (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。 (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 0 141 . 14 . 72 . 24 141 . 14 . 64 . 0 . 0 0 1 0 0 1 0 0 0 141 . 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 。 2. 子網(wǎng)掩碼 ? 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 。 單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) 。 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 。 ? 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 。 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。 ? 實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用 。 片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位。 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。 ? 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。 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。 ? 發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。 這對(duì)主機(jī) B 以后向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就更方便了 。如指明 IP 地址，則這一段連線就構(gòu)成了一種只包含一段線路的特殊“網(wǎng)絡(luò)” 。 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 . R1 . R3 R2 . LAN3 N3 N2 . . . N1 LAN2 LAN1 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。 ? 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) id 必須是不同的 。 這是比較新的無(wú)分類編址方法 。 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 主機(jī) H1 主機(jī) H2 R1 R4 R5 R2 R3 R1 R2 R3 H1 R5 H2 R4 間接交付 間接交付 間接交付 間接交付 3 2 2 1 1 3 2 2 1 1 3 2 2 1 1 3 2 2 1 1 3 2 2 1 1 分組在互聯(lián)網(wǎng)中的傳送 從網(wǎng)絡(luò)層看 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的傳送 ? 如果我們只從網(wǎng)絡(luò)層考慮問(wèn)題，那么 IP 數(shù)據(jù)報(bào)就可以想象是在網(wǎng)絡(luò)層中傳送。 –網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)： 網(wǎng)關(guān) (gateway)。 ? 采用這種設(shè)計(jì)思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)大大降低，運(yùn)行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。 ? 如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無(wú)差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。即所傳送的分組可能出錯(cuò)、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達(dá)終點(diǎn)），當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。 –數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)： 網(wǎng)橋 或 橋接器 (bridge)。 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)） 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的意義 ? 所謂虛擬互連網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互連網(wǎng)絡(luò) ， 它的意思就是互連起來(lái)的各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性本來(lái)是客觀存在的 ， 但是我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來(lái)好像是一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò) 。 ? 子網(wǎng)的劃分 。 這樣就方便了 IP 地址的管理 。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B . R1 . R3 R2 . LAN3 N3 N2 . . . N1 LAN2 LAN1 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。 互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B . R1 . R3 R2 . LAN3 N3 N2 . . . N1 LAN2 LAN1 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。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫(xiě)入 MAC 幀，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 ? 只要主機(jī)或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)已知 IP 地址的主機(jī)或路由器進(jìn)行通信 ，ARP 協(xié)議就會(huì)自動(dòng)地將該 IP 地址解析為鏈路層所需要的硬件地址 。 ? 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。 因此 RARP協(xié)議目前已很少使用。 在一般的情況下都不使用這個(gè)字段 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) 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 總長(zhǎng)度 ——占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度， 單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為 65535 字節(jié)。t Fragment) 。 ? 選項(xiàng)字段的長(zhǎng)度可變 ， 從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等 ， 取決于所選擇的項(xiàng)目 。這樣就可使路由表大大簡(jiǎn)化。 ? 如果一個(gè)主機(jī)連接在一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)上，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)只用一個(gè)路由器和因特網(wǎng)連接，那么在這種情況下使用默認(rèn)路由是非常合適的。 (4) 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 (5)。 ? 這種做法叫作 劃分子網(wǎng) (subting) 。 所有到網(wǎng)絡(luò) 到達(dá)此路由器 我的網(wǎng)絡(luò)地址 是 R1 R3 R2 網(wǎng)絡(luò) 一個(gè)未劃分子網(wǎng)的 B 類網(wǎng)絡(luò) 劃分為三個(gè)子網(wǎng)后對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò) … … … 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) R1 R3 R2 劃分子網(wǎng)后變成了三級(jí)結(jié)構(gòu) ? 當(dāng)沒(méi)有劃分子網(wǎng)時(shí) ， IP 地址是兩級(jí)結(jié)構(gòu) 。 ? 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。 ? 但在劃分子網(wǎng)的情況下，從 IP 地址卻不能唯一地得出網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)地址取決于那個(gè)網(wǎng)絡(luò)所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報(bào)的首部并沒(méi)有提供子網(wǎng)掩碼的信息。 (5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表 中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行 (6)。 然而在 1992 年因特網(wǎng)仍然面臨三個(gè)必 須盡早解決的問(wèn)題 ， 這就是： ? B 類地址在 1992 年已分配了近一半 ， 眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完畢 ！ ? 因特網(wǎng)主干網(wǎng)上的路由表中的項(xiàng)目數(shù)急劇增長(zhǎng)（ 從幾千個(gè)增長(zhǎng)到幾萬(wàn)個(gè) ） 。 無(wú)分類 的兩級(jí)編址 ? 無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是： IP地址 ::= {網(wǎng)絡(luò)前綴 , 主機(jī)號(hào) } (43) ? CIDR 還使用 “ 斜線記法 ” (slash notation)， 它又稱為 CIDR記法 ， 即在 IP 地址面加上一個(gè)斜線 “ /”，然后寫(xiě)上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù) （ 這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個(gè)數(shù) ） 。 （ 212 個(gè)地址） 10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 。 ? 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) 。 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 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。 (3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則將 分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (4)。 但不同的掩碼的效果是不同的。 ? 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。 ? 然后 此路由器 在收到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)后 ， 再按目的網(wǎng)絡(luò)號(hào) id 和子網(wǎng)號(hào) subid 找到目的子網(wǎng) 。 –兩級(jí)的 IP 地址不夠靈活 。 (2) 若網(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)。 ? 這種轉(zhuǎn)發(fā)方式在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有很少的對(duì)外連接時(shí)是很有用的。 ? 可以想像，若按目的主機(jī)號(hào)來(lái)制作路由表，則所得出的路由表就會(huì)過(guò)于龐大。 這里不采用 CRC 檢驗(yàn)碼而采用簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。 MF ? 0 表示最后一個(gè)分片。 1998 年這個(gè)字段改名為 區(qū)分服務(wù) 。 逆地址解析協(xié)議 RARP ? 逆地址解析協(xié)議 RARP 使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其 IP 地址。 ? 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。 剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)做 。 ? 每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè) A