【導(dǎo)讀】計算機網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的功能相對獨立的多個計算機系統(tǒng)通過通信線路相互連在一起、由專門的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進行管理，以實。這里既包括計算機網(wǎng)絡(luò)中的硬件資源，如磁盤空間、打印機、繪圖儀。等，也包括軟件資源，如程序、數(shù)據(jù)等。人們通過通信線將計算機與終端相連，通過終端進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。以通信子網(wǎng)為中心，多主機多終端。1969年在美國建成的ARPA是這一階段的代表。不同計算機互連的網(wǎng)絡(luò)，它是今天因特網(wǎng)的前身。光纖在各國的信息基礎(chǔ)建設(shè)中被逐漸廣泛使用，這為建立高速的網(wǎng)絡(luò)輔墊了基礎(chǔ)。多地用于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，而基于光纖的廣域網(wǎng)鏈路的主干帶寬也已達到10G數(shù)量級。從而有效提高生產(chǎn)率。處理的通信控制處理設(shè)備與通信線路所這兩部分所組成。核心交換層為整個網(wǎng)絡(luò)提供一個高速，寬帶的中心連接，并能提供所有城域網(wǎng)出去Inter所需要的路由服務(wù)。

　　

【正文】 39 ? 零售店 240 ? ~ ? ~ ? ?? ? ~ ? ~ ? ?? ? ?? ? ?? ? 地區(qū) 29 ? 零售店 1 ? 零售店 2 ? ?? ? 零售店 239 ? 零售店 240 ? ~ ? ~. ? ?? ? ~ ? ~. ? 地區(qū) 30 ? 零售店 1 ? 零售店 2 ? ?? ? 零售店 239 ? 零售店 240 ? ~ ? ~ ? ?? ? ~ ? ~. （ 5）零售店地址 表 311 零售店地址信息 地區(qū) 零售店 零售店地址 地區(qū) 1 零售店 1 零售店 2 ?? 零售店 239 零售店 240 ~ ~ ?? ~ ~ 地區(qū) 2 零售店 1 零售店 2 ?? 零售店 239 零售店 240 ~ ~ ?? ~ ~ ?? ?? ?? 地區(qū) 29 零售店 1 零售店 2 ?? 零售店 239 零售店 240 ~ ~ ?? ~ ~ 地區(qū) 30 零售店 1 零售店 2 ?? 零售店 239 零售店 240 ~ ~ ?? ~ ~ （ 6）案例總結(jié) 該公司地址結(jié)構(gòu)規(guī)劃為： ? 總部的 LAN： ~。 ? 總部到分部的連接： + 與、 +，其中 D=1~30。 ? 分部的 LAN： 、 、 。地址空間為 ~、 ~、~。其中 D=1~30 ? 分部到零售店的連接： + 與 +， D=1~30， S=1~240。 ? 零售店的 LAN： ，其可分配的地址空間為 ~，其中 D=1~30， S=1~240。 ? IPv6 地址規(guī)劃 1．什么是 IPv6 地址 IPv6 采用 128 位的地址長度，可以有 個地址幾乎可以不受限制地提供地址。 IPv6 的地址分為：單播地址、組播地址、多播地址與特殊地址等基本的四類地址，同時它還加入了對自動配置的支持 。 2． IPv6 地址表示方法 （ 1） IPv6 的 128 位地址用 16 位邊界劃分，每個 16 位段轉(zhuǎn)換成 4 位十六進制數(shù)字，用冒號“：”分隔。結(jié)果表示被稱為冒號十六進制。 （ 2）壓縮零 某些地址類型中包含一系列的零。要進一步簡化 IPv6 地址的表示，冒號十六進制格式中被設(shè)置為 0的連續(xù) 16位塊可以被壓縮為“ ::”例如，鏈接本地地址 FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 可以壓縮為 FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2。多播地址 FF02:0:0:0:0:0:0:2 可以壓縮為 FF02::2。零壓縮只能用于壓縮冒號十六進制符號中一個連續(xù)的 16 位段。不能使用零壓縮來包括某個 16 位信息塊的一部分。 （ 3） IPv6 前綴是地址的一部分，指出有固定值的地址位，或者屬于網(wǎng)絡(luò)標識符的地址位。 3． IPv6 的優(yōu)勢 （ 1）豐富的地址資源 （ 2）移動 IP （ 3）服務(wù)質(zhì)量 （ 4）較高的安全性 4． IPv6 的發(fā)展前景 現(xiàn)在并沒有找到從 IPv4 到 IPv6 的平穩(wěn)過渡策略。 IPv6 在中國的發(fā)展也是不容易的，運營商比較看重眼前的利益，一般會采用技術(shù)成熟的產(chǎn)品來組網(wǎng)，所以 IPv6 的商業(yè)發(fā)展前景并不明朗。但是從長遠的利益和 IPv6 的優(yōu)勢來看，以發(fā)展的眼光來看 IPv6 是勢在必行的。 第 4 章 網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計 ? 路由選擇算法 路由選擇的概念 1．路由選擇 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。 2．分組轉(zhuǎn)發(fā) 分組轉(zhuǎn)發(fā)即是指在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，路由器轉(zhuǎn)發(fā) IP 分組的物理傳輸過程與數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)機制。分組轉(zhuǎn)發(fā)可以分為直接轉(zhuǎn)發(fā)與間接轉(zhuǎn)發(fā)兩種。 圖 41 分組轉(zhuǎn)發(fā)的過程 ? 路由選擇算法及目標 1. 路由選擇算法 （ 1）靜態(tài)路由選擇算法 （ 2）動態(tài)路由選擇算法 2．路由選擇算法的目標 （ 1）最優(yōu)化 （ 2）簡潔性 （ 3）堅固性 （ 4）快速收斂 （ 5）靈活性 ? 路由選擇的參數(shù) （ 1）帶寬 帶寬即指一條鏈路的傳輸速率，一般表示為 Mb/s。 （ 2）跳數(shù) 跳數(shù)即為一個分組從其源主機到目的主機所要經(jīng)過的路由器的個數(shù)，顯而易見，經(jīng)過的路由器的個數(shù)越少，即跳數(shù)越小，這個路徑越好。 （ 3）時延 時延即為一個分組從其源主機到目的主機所要經(jīng)歷的時間。當然，時間越短，即時延越小，也說明這個路徑越好。 （ 4）負載 負載指的是單位時間內(nèi)通過路由器或是線路的通信量。 （ 5）可靠性 可靠性的衡量標準即為分組傳輸過程中的誤碼率，誤碼率是數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標。誤碼率 =傳輸中的誤碼 /所傳輸?shù)目偞a數(shù) *100%，當然誤碼率越小，說明其可靠性越高。 （ 6）花費 花費即為分組傳輸過程中的開銷。 ? 路由表 路由表是隨著路由選擇算法的產(chǎn)生而產(chǎn)生的，路由器要傳輸 IP 分組時，必須查詢路由表來決定分組發(fā)送的下一個地址。 1．靜態(tài)路由表 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)路由表，管理員將每一個目的地址的路徑都輸入到這個路由表中，因此，它一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變，其更新工作必須由管理員手工完成。 2．動態(tài)路由表 動態(tài)路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議提供的功能，自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健? ※ 重點提示： 路由表是當路由器傳輸 IP 分組時用于查詢路由以決定分組所要發(fā)送的下一個路由，它分為動態(tài)路由表和靜態(tài)路由表。 ? IP 路由選擇與路由匯聚 IP分組的路由在使用 CIDR 協(xié)議后，就通過子網(wǎng)的劃分的相反過程來匯聚。路由表的項目由“網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”兩項內(nèi)容組成，因此，選擇路由應(yīng)當從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的路由。 圖 42即為 CIDR的路由匯聚圖。圖中，核心路由器通過兩條專線 S1與 S2與兩臺匯聚路由器連接。兩臺匯聚路由器又分別通過 Ether各連接了 4 臺接入路由器，得到了 8個子網(wǎng)。 圖 42 CIDR 的路由匯聚圖 表 41 核心路由器的路由表 路由器 接口 表 42 匯聚后的核心路由的路由表 路由器 接口 ? 路由選擇的評價 1．算法簡單、正確、最佳 路由算法盡量簡單以減少路由資源的耗費和分組轉(zhuǎn)的時延；分組沿著路由表所指引的路徑能夠到達正確的目的地址；分組轉(zhuǎn)發(fā)的算法開銷盡可能的低，它應(yīng)在衡量各方面因素后，得到一個相對較為合適的傳輸路徑。 2．穩(wěn)定、公平 在網(wǎng)絡(luò)的拓撲和通信量相對穩(wěn)定的情況下，路由算法收斂于一個較好的解，并且算法應(yīng)該對所有的用戶都是公平的。 3．適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲、通信量的變化 當網(wǎng)絡(luò)拓撲、通信量的變化時，算法能自動進行更新，改變路由，以均衡各鏈路的負載。 ? 路由選擇協(xié)議 路由選擇協(xié)議的概念 1．自治系統(tǒng) Inter 采用分層的路由選擇協(xié)議，并將整個 Inter 劃分為許多較小的自治。自治系統(tǒng)就是處于一個管理機構(gòu)控制之下的路由器和網(wǎng)絡(luò)群組。自治系統(tǒng)的想法是把 Inter 的路由分成兩層。 2．路由選擇協(xié)議 路由選擇協(xié)議是一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它通過提供一種共享路由選擇信息的機制，它允許路由器通過與其他路由器的來更新和維護自己的路由表，并確定最佳的路由選擇路徑。 ? 路由選擇協(xié)議的分類 1. 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是用于自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇協(xié)議，目前主要的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有： （ 1）地址解析協(xié)議 它是一個 TCP／ IP協(xié)議，它為內(nèi)部路由器傳遞數(shù)據(jù)報提供方法。 （ 2）路由選擇信息協(xié)議 它是一種分布式的、基于距離向量路由選擇協(xié)議。 （ 3）優(yōu)先開放最短路徑 它是一種鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它優(yōu)于路由選擇信息協(xié)議。現(xiàn)在是 Inter 網(wǎng)中最常用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。 （ 4）端系統(tǒng)到中間系統(tǒng) 它幫助端系統(tǒng)尋找定位路由器，并提供一種方法使路由器告知端系統(tǒng)它們的存在。 （ 5）中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng) 它為一個域內(nèi)兩個路由器之間傳送信息分組提供動態(tài)路由。 （ 6）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由 選擇協(xié)議 是一種距離向量路由選擇協(xié)議，由 Cisco 公司開發(fā)。 2. 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議在自治系統(tǒng)的邊界是路由器其它路由器之間交換信息時被使用。它包括以下協(xié)議： （ 1）邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 它提供有關(guān)相鄰點可達性信息。同時也提供了基于策略的算法，使網(wǎng)絡(luò)管理者對路由選擇有較多的控制權(quán)。 （ 2）域間路由選擇協(xié)議 它包含路由選擇的策略，但它不大可能在 Inter 上代替邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議。 ※ 重點提示： Inter 將路由選擇協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議與外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議兩類。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議一般用于一個自治系統(tǒng)的內(nèi)部；外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議一般用于兩個不同的自治系統(tǒng)之間，將路由選擇信息從一個自治系統(tǒng)傳到另一個自治系統(tǒng)。 圖 43 自治系統(tǒng)、內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議與外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議的關(guān)系 ? 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 1．路由信息協(xié)議 RIP 當路由器收到包含某表項的更新的路由更新信息時，就更新其路由表：該路徑的跳數(shù)值加上 1，發(fā)送者記為下一跳。同時記錄該路由器可以到達的目的網(wǎng)絡(luò)或目的主機的矢量標識。路由信息協(xié)議路由器只維護其到目的路由器的最佳路徑即具有最小跳數(shù)值的路徑。更新了自己的路由表后，路由器立刻發(fā)送路由更新把變化通知給其它路由器，這種更新是與周期性發(fā)送的更新信息無關(guān)的。并且，路由信息協(xié)議通過對從源地址到目的地址的最大跳數(shù)的限制來防止路由環(huán)，最大值為 15。如果路由器收到新更新信息，且把跳數(shù)值加 1 后成為 16，就認為該目的網(wǎng)絡(luò)不可到達。 路由信息協(xié)議的工作主程主要分為路由表的建立和路由表信息的更新兩步。 （ 1）路由 表的建立 首先獲取一個初始路由表，有三種方式 ? 方式一 路由器系統(tǒng)啟動時，從外存讀入一個完整的路由表，長駐內(nèi)存使用；系統(tǒng)關(guān)閉時再將當前路由表寫回外存，供下次使用。 ? 方式二 系統(tǒng)啟動時，只提供一個空表，通過執(zhí)行顯式命令來填充這個路由表。 ? 方式三 系統(tǒng)啟動時，從與本路由器直接相連的各網(wǎng)絡(luò)地址中，推導(dǎo)出一組初始路由。 （ 2）路由表的更新 設(shè)路由器 1 與路由器 2是相鄰的兩個路由器，它們在同一個自治系統(tǒng)內(nèi)。 表 43 路由器 1的更新前的路由表 目的網(wǎng)絡(luò) 距離 路由 0 直接 5 路由器 2 5 路由器 3 9 路由器 3 3 路由器 6 7 路由器 6 13 路由器 7 5 路由器 8 表 44 路由器 2發(fā)送的報文 ? 目的網(wǎng)絡(luò) ? 距離 ? ? 2 ? ? 3 ? ? 4 ? ? 8 ? ? 5 ? ? 4 表 45 路由器 1更新過以后的路由表 ? 目的網(wǎng)絡(luò) ? 距離 ? 路由 ? ? 0 ? 直接 ? ? 4 ? 路由器 2 ? ? 5 ? 路由器 2 ? ? 5 ? 路由器 3 ? ? 9 ? 路由器 2 ? ? 9 ? 路由器 3 ? ? 3 ? 路由器 6 ? ? 6 ? 路由器 2 ? ? 5 ? 路由器 2 ? ? 5 ? 路由器 8 2．開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議 OSPF （ 1）概念 （ 2）最短路徑優(yōu)先算法 （ 3）自治系統(tǒng)內(nèi)的區(qū)域劃分 （ 4）開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議的執(zhí)行 ? 路由器的初始化 ? 網(wǎng)絡(luò)的運行 （ 5）開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議的特點 ※ 重點提示：目前，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議主要有：路由信息協(xié)議和開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議。前者是一種分布式、基于距離向量的路由選擇協(xié)議；后者是使用分布式鏈路狀態(tài)協(xié)議。 圖 44 一個自治系統(tǒng)劃分的情況 ? 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 1．外部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，它交換的網(wǎng)絡(luò)可達性信息提供了足夠的信息來檢測路由回路并根據(jù)性能優(yōu)先和策略約束對路由進行決策。 1989 年，主要的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（ BGP）發(fā)布后，即越來越被廣泛的應(yīng)用， 1995 年發(fā)布了新版本 BGP4。 2．外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議的路由選擇協(xié)議 BGP有 4種分組類型： （ 1）打開分組 打開分組用來與相鄰的 BGP 發(fā)言人建立連接。