【正文】 126 16,777,214 B 16,384 (214) 65,534 C 2,097,152 (221) 254 IP 地址的一些重要特點 (1) IP 地址是一種分等級的地址結構 。 IP 地址與硬件地址 TCP 報文 IP 數據報 MAC 幀 應用層數據 首部 首部 尾部 首部 鏈路層及以下 使用硬件地址 硬件地址 網絡層及以上 使用 IP 地址 IP 地址 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網 局域網 局域網 通信的路徑 H1→ 經過 R1 轉發(fā) → 再經過 R2 轉發(fā) → H2 查找路由表 查找路由表 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網 局域網 局域網 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 從協(xié)議棧的層次上看數據的流動 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網 局域網 局域網 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 從虛擬的 IP 層上看 IP 數據報的流動 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網 局域網 局域網 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 在鏈路上看 MAC 幀的流動 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 在 IP 層抽象的互聯(lián)網上只能看到 IP 數據報 圖中的 IP1→ IP2 表示從源地址 IP1 到目的地址 IP2 兩個路由器的 IP 地址并不出現在 IP 數據報的首部中 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 路由器只根據目的站的 IP 地址的網絡號進行路由選擇 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 MAC 幀 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 在具體的物理網絡的鏈路層 只能看見 MAC 幀而看不見 IP 數據報 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機 H1 主機 H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 MAC 幀 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數據報 IP層抽象的互聯(lián)網屏蔽了下層很復雜的細節(jié) 在抽象的網絡層上討論問題，就能夠使用 統(tǒng)一的、抽象的 IP 地址 研究主機和主機或主機和路由器之間的通信 二、子網與子網掩碼 ? 在 ARPANET 的早期 ， IP 地址的設計確實不夠合理 。 劃分子網后變成了三級結構 ? 從一個 IP數據報的首部并 無法判斷 源主機或目的主機所連接的網絡是否進行了子網的劃分 。 ? ： ? ： ? 全 0 和全 1 的主機號地址一般不使用 。 最長前綴匹配 ? 使用 CIDR 時 ， 路由表中的每個項目由 “ 網絡前綴 ” 和 “ 下一跳地址 ” 組成 。 ? 需要在專用網連接到因特網的路由器上安裝 NAT 軟件。 ? PING 是應用層直接使用網絡層 ICMP 的例子 ， 它沒有通過運輸層的 TCP 或 UDP。 ? OSPF 只是一個協(xié)議的名字，它并不表示其他的路由選擇協(xié)議不是“最短路徑優(yōu)先”。在上層的區(qū)域叫作 主干區(qū)域 (backbone area)。 ? 類型 2，數據庫描述 (Database Description)分組。 ? 使用 TCP 連接交換路由信息的兩個 BGP 路由器，彼此成為對方的鄰站或對等站。 ? 將不必要的功能取消了，首部的字段數減少到只有 8 個。 ? 改進的選項。 ? 外部網關路由協(xié)議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達目的網絡且 比較好的路由（不能兜圈子），而 并非要尋找一條最佳路由 。 OSPF 的其他特點 ? 所有在 OSPF 路由器之間交換的分組都具有鑒別的功能 ,保證只在信賴的路由器之間交換鏈路狀態(tài)信息。 ? 區(qū)域也不能太大，在一個區(qū)域內的路由器最好不超過 200 個。 應當注意的問題 ? 從 IP地址到硬件地址的解析是自動進行的 ， 主機的用戶對這種地址解析過程是不知道的 。 ? ICMP 報文的前 4 個字節(jié)是統(tǒng)一的格式 ，共有三個字段：即類型 、 代碼和檢驗和 。 指明的專用地址 ? 到 ? 到 ? 到 ? 這些地址只能用于一個機構的內部通信，而不能用于和因特網上的主機通信。 而在三級結構的 IP地址中 ，劃分子網是使網絡前綴變長 。 ? CIDR 將網絡前綴都相同的連續(xù)的 IP 地址組成“ CIDR地址塊 ” 。 ? 最后就將 IP 數據報直接交付給目的主機 。 路由器的每一個接口都有一個 不同網絡號的 IP 地址。 分類 IP 地址 ? 每一類地址都由兩個固定長度的字段組成 ? 一個字段是網絡號 id， 它標志主機（ 或路由器 ） 所連接到的網絡 ， ? 另一個字段則是主機號 hostid， 它標志該主機 （ 或路由器 ） 。 啊是 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 識 服 務 類 型 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 比特 首部長度 0 1 2 3 4 5 6 7 D T R C 未用 優(yōu) 先 級 數 據 部 分 比特 固 定 部 分 可變 部分 服務類型 ——占 8 bit，用來獲得更好的服務 這個字段以前一直沒有被人們使用 啊是 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 識 服 務 類 型 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 比特 首部長度 0 1 2 3 4 5 6 7 D T R C 未用 優(yōu) 先 級 數 據 部 分 比特 固 定 部 分 可變 部分 總長度 ——占 16 bit，指首部和數據之和的長度， 單位為字節(jié)，因此數據報的最大長度為 65535 字節(jié)。 片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 分兩個等級的好處是： ? 第一 ， IP 地址管理機構在分配 IP 地址時只分配網絡號 ， 而剩下的主機號則由得到該網絡號的單位自行分配 。 ? IP 地址空間的利用率有時很低 。 ? 使用 子網掩碼 (sub mask)可以找出 IP 地址中的子網部分 。 Ac （ 212 個地址） 10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 10000000 00001110 00101111 11111110 10000000 00001110 00101111 11111111 ? ? 所有地址 的 20 bit 前綴都是 一樣的 最小地址 最大地址 ? 一個 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項目可以表示很多個 （ 例如上千個 ） 原來傳統(tǒng)分類地址的路由 。 在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結果 。裝有 NAT 軟件的路由器叫做 NAT路由器，它至少有一個有效的外部全球地址 IPG。 二、 ARP地址解析協(xié)議 ? 不管網絡層使用的是什么協(xié)議，在實際網絡的鏈路上傳送數據幀時，最終還是必須使用硬件地址。 ? 是分布式的 鏈路狀態(tài)協(xié)議 。主干區(qū)域的標識符規(guī)定為 。 ? 類型 3，鏈路狀態(tài)請求 (Link State Request)分組。 BGP 交換路由信息 BGP 協(xié)議 ? 交換 完整的 路由信息。 ? 取消了首部的檢驗和字段，加快了路由器處理數據報的速度。 ? 靈活的首部格式。 BGP 協(xié)議 ? 對于自治系統(tǒng)之間的路由選擇，要尋找最佳路由是很不現實的。這叫作多路徑間的負載平衡。 ? 每一個區(qū)域都有一個 32 bit 的區(qū)域標識符（用點分十進制表示）。剩下的工作就由下一個網絡來做 。 Ac ICMP 報文的格式 首