第3章網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議(參考版)
2024-10-16 08:10本頁(yè)面
【正文】 2 1 。 為了區(qū)分出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，通常采用子網(wǎng)掩碼與 IP地址結(jié)合使用。ISO定義了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的七層結(jié)構(gòu)模型，即開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型。隨著 IPv6網(wǎng)絡(luò)的普及， IPv6地址將逐漸取代 IPv4地址。也只有這樣，在 IPv4到 IPv6的過(guò)渡階段，域名可以同時(shí)對(duì)應(yīng)于多個(gè) IPv4和 IPv6的地址。雖然 IPv6協(xié)議與 IPv4協(xié)議不同，但并不意味著需要單獨(dú)設(shè)置 IPv6 DNS體系和 IPv4 DNS體系。這是 — 個(gè)測(cè)試地址，該地址除最低位是 1外，其余的位全是 0。 ⑶ 多播地址： 用來(lái)標(biāo)識(shí)一組網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送到多播地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送給本組中所有的網(wǎng)絡(luò)接口。 ⑴ 單播地址： 用來(lái)標(biāo)識(shí)單一網(wǎng)絡(luò)接口，目標(biāo)地址是單播地址的數(shù)據(jù)包將發(fā)送給以這個(gè)地址標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)接口。例如： 0:0:0:0:0:0: 或 :: 0:0:0:0:0:ffff: ::ffff: 50 IPv6協(xié)議 IPv6地址的分類 IPv6地址長(zhǎng)度為 128位，按其傳輸類型劃分為單播、任播和多播三種。 例如 EF70:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 可以被壓縮為： EF70::2AA:FF:FE9A:4CA2 ⑶ 內(nèi)嵌格式： 這是作為過(guò)渡機(jī)制中使用的一種特殊表示方法。例如二進(jìn)制格式的 IPv6地址： 0010000111011010000000001101001100000000000000000010l111100111011 00000010101010100000000011111111111111100010100010011110001011010 每 16位分為一段： 0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0010111100111011 0000001010101010 0000000011111111 1111110001010000 1001110001011010 將每個(gè) 16位段轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)字，用 “ ： ” 分隔 ,結(jié)果如： 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A ⑵ 壓縮格式： 用 128位表示地址時(shí)往往會(huì)含有較多 0甚至一段全為 0,可將不必要的 0去掉 ,即把每個(gè)段中開(kāi)頭的零刪除。 48 IPv6協(xié)議 IPv6的地址表示 IPv6地址有三種格式 ,即首選格式 、 壓縮格式和內(nèi)嵌格式 。 地址自動(dòng) 設(shè)定 增加 了 安全認(rèn)證 機(jī)制 提高了路由器的轉(zhuǎn)發(fā) 效率 擴(kuò)大 了 地址空間 增強(qiáng)組播 以及對(duì)流 的支持 47 IPv6協(xié)議 版 本 優(yōu) 先 級(jí) 流標(biāo)記 負(fù)載長(zhǎng)度 下一 頭標(biāo) 跳數(shù) 限制 源地址 目的地址 IPv6擴(kuò)展頭結(jié)構(gòu) IPv6將 IPv4首部中選項(xiàng)的功能都放在擴(kuò)展首部中 ,并將擴(kuò)展首部留給路徑兩端的源站和目的站的主機(jī)來(lái)處理 ,而數(shù)據(jù)報(bào)途中經(jīng)過(guò)的路由器都不處理這些擴(kuò)展首部 ,這樣就大大提高了路由器的處理效率。 IETE于 1991年提出了請(qǐng)求說(shuō)明， 1994年 9月提出了正式草案， 1995年底確定了 IPng的協(xié)議規(guī)范 ,被稱為“ IPv6”， 1995年 12月開(kāi)始進(jìn)入 Inter標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。 ⑶ lPv4協(xié)議配置復(fù)雜 , 特別是隨著個(gè)人移動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備上網(wǎng)、網(wǎng)上娛樂(lè)服務(wù)的增加、多媒體數(shù)據(jù)流的加入 ,以及出于安全性等方面的需求，迫切要求新一代 IP協(xié)議的出現(xiàn)。 ⑴ IP地址的消耗引起地址空間不足： IP地址只有 32位 ,可用的地址有限，最多接入的主機(jī)數(shù)不超過(guò) 232。申請(qǐng)時(shí)要考慮申請(qǐng)哪一類 IP地址 ,然后向國(guó)內(nèi)的代理機(jī)構(gòu)提出，現(xiàn)在申請(qǐng)到的 IP地址大多為 C類地址。 ⑶ APNIC： 負(fù)責(zé)亞太地區(qū) 。各級(jí)域名的管理權(quán)授予相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，各管理機(jī)構(gòu)可以將管轄內(nèi)的各域進(jìn)一步劃分成若干個(gè)子域管理權(quán)再授予相應(yīng)的子機(jī)構(gòu)，以完成所屬主機(jī)名和主機(jī) IP地址的管理。 42 域名系統(tǒng) 圖 321 域名結(jié)構(gòu)示意圖 域名 :： root pku edu hnrtu Net … 域名： hn pub 163 sohu 域名： 域名 : 域名分配 域名的層次結(jié)構(gòu)給域名的管理帶來(lái)了方便，每一部分授權(quán)給某個(gè)機(jī)構(gòu)管理，授權(quán)機(jī)構(gòu)可以將其所管轄的名字空間進(jìn)一步劃分，最后形成樹(shù)形的層次結(jié)構(gòu)，如圖 321所示 . 43 域名系統(tǒng) DNS服務(wù) 用戶使用域名訪問(wèn) Inter上的主機(jī)時(shí) ,需要通過(guò)提供域名服務(wù)的 DNS服務(wù)器將域名解析（轉(zhuǎn)換）成對(duì)應(yīng)的 IP地址。 DNS使用與主機(jī)位置、作用、行業(yè)有關(guān)的一組字符來(lái)表示 IP地址，這組字符類似于英文縮寫(xiě)或漢語(yǔ)拼音。例如，利用路由器 X和路由器 Y來(lái)連接甲、乙兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)如圖 314所示。 40 子網(wǎng)技術(shù) IP路由交換 同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的主機(jī)可以直接相互通信，而不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的主機(jī)則無(wú)法直接相互通信，必須通過(guò) IP路由器進(jìn)行中轉(zhuǎn)。 通過(guò)它和 IP地址進(jìn)行按位 “ 邏輯與（ AND） ”運(yùn)算 ,可以屏蔽掉 IP地址中的主機(jī)部分，得到 IP地址的網(wǎng)絡(luò) ID。兩種方案的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)分別如圖 310和 311所示。這種不合理的地址方案一方面造成了極大的地址浪費(fèi)，另一方面又使 IP地址緊缺。 36 子網(wǎng)技術(shù) 子網(wǎng)的劃分 雖然網(wǎng)絡(luò)地址類別的劃分為信息傳遞帶來(lái)了許多方便 , 但也帶來(lái)了一些問(wèn)題，比如有的單位雖然獲取了一個(gè) A類地址 ,但永遠(yuǎn)不會(huì)有 16777214臺(tái)主機(jī) ,這說(shuō)明 IP地址的設(shè)計(jì)不盡合理。 IP地址與 IP地址的分類如下圖所示。 基于 TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，連接在網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)與設(shè)備都被稱為 “ 主機(jī) ” ,主機(jī)之間的溝通是通過(guò) IP地址、子網(wǎng)掩碼和 IP路由交換這三個(gè) “ 橋梁 ” 實(shí)現(xiàn)的。 IP地址和域名 在日常生活中，通信雙方借助于彼此的地址和郵政編碼進(jìn)行信件的傳遞。 國(guó)際通信 標(biāo)準(zhǔn) 基于一種 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)異構(gòu) 網(wǎng)互聯(lián) 各協(xié)議層 功能相似 兩種通信機(jī)制 共同點(diǎn)主要體現(xiàn)在 5個(gè)方面 32 TCP/IP與 OSI/RM的不同點(diǎn) 效率和性能 上的差別 層數(shù)和層 間調(diào)用關(guān)系不同 對(duì)可靠性 要求的 差別 最初設(shè)計(jì) 的差別 模型設(shè)計(jì) 的差別 不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在 6個(gè)方面 市場(chǎng)應(yīng)用
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