網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(第7章)

1、第第7 7章章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)曹曹 晶晶n7.1 7.1 概述概述n7.2 7.2 網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議n7.3 7.3 地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議n7.4 7.4 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議n7.5 7.5 無類別域間路由無類別域間路由n7.6 7.6 路由協(xié)議路由協(xié)議n7.7 IP7.7 IP多播多播n7.8 7.8 下一代網(wǎng)際協(xié)議下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6IPv6n7.9 IP7.9 IP主干網(wǎng)主干網(wǎng)7.1.1 Internet7.1.1 Internet構(gòu)造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) n跨越使用跨越使用不同標(biāo)準(zhǔn)的異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)不同標(biāo)準(zhǔn)的異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，即實(shí)現(xiàn)進(jìn)行通信，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

2、，是構(gòu)造互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，是構(gòu)造互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。n實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是網(wǎng)絡(luò)層的核心功能，網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是網(wǎng)絡(luò)層的核心功能，網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議實(shí)現(xiàn)了分組跨越互聯(lián)網(wǎng)的傳輸。實(shí)現(xiàn)了分組跨越互聯(lián)網(wǎng)的傳輸。 7.1.1 Internet7.1.1 Internet構(gòu)造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)分組跨越互聯(lián)網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)分組跨越互聯(lián)網(wǎng)的傳輸 7.1.2 7.1.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備路由器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備路由器 n路由器是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備，路由器是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了路由器系統(tǒng)構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)基本的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)基本的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 n第第3 3層交換機(jī)層交換機(jī)也

3、稱作交換路由器，使用專用集成電也稱作交換路由器，使用專用集成電路路ASICASIC對(duì)分組進(jìn)行更迅速的處理。對(duì)分組進(jìn)行更迅速的處理。n高速交換路由器：吉比特交換路由器高速交換路由器：吉比特交換路由器GSRGSR和太比特和太比特交換路由器交換路由器TSRTSR。路由器的結(jié)構(gòu)路由器的結(jié)構(gòu)NICNIC：網(wǎng)絡(luò)接口即端口。：網(wǎng)絡(luò)接口即端口。轉(zhuǎn)發(fā)引掣：根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)引掣：根據(jù)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)首部的信息，查路由表，決策數(shù)據(jù)報(bào)首部的信息，查路由表，決策轉(zhuǎn)發(fā)路徑。轉(zhuǎn)發(fā)路徑。交換結(jié)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)分組從輸入端口到輸出端口的轉(zhuǎn)發(fā)。交換結(jié)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)分組從輸入端口到輸出端口的轉(zhuǎn)發(fā)。路由選擇：路由器間交換信息，動(dòng)態(tài)更新優(yōu)化路由表。路由選擇：

4、路由器間交換信息，動(dòng)態(tài)更新優(yōu)化路由表。 7.1.3 7.1.3 網(wǎng)際層的服務(wù)和協(xié)議網(wǎng)際層的服務(wù)和協(xié)議 n網(wǎng)際層負(fù)責(zé)將分組從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)，提供無網(wǎng)際層負(fù)責(zé)將分組從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)，提供無連接的、不可靠的但盡力而為的分組傳送服務(wù)。連接的、不可靠的但盡力而為的分組傳送服務(wù)。 n網(wǎng)際層實(shí)現(xiàn)這種服務(wù)的分組傳送機(jī)制為網(wǎng)際層實(shí)現(xiàn)這種服務(wù)的分組傳送機(jī)制為網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議，通，通常稱為常稱為IPIP協(xié)議協(xié)議，它主要提供，它主要提供3 3個(gè)方面的內(nèi)容：個(gè)方面的內(nèi)容：nIPIP定義了網(wǎng)際層的定義了網(wǎng)際層的PDUPDU，規(guī)定了它的格式；，規(guī)定了它的格式； nIPIP軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)功能，選擇發(fā)送的路由并

5、軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)功能，選擇發(fā)送的路由并轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)發(fā)； nIPIP還包括了一組體現(xiàn)了不可靠、盡力分組傳送的還包括了一組體現(xiàn)了不可靠、盡力分組傳送的規(guī)則。規(guī)則。 7.2 7.2 網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分1 1、分類、分類IPv4IPv4地址地址n3232比特（比特（4 4字節(jié)）長度的二級(jí)地址，包括字節(jié)）長度的二級(jí)地址，包括3 3個(gè)個(gè)字段：字段：n類別字段；類別字段； n網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段net-idnet-id； n主機(jī)號(hào)字段主機(jī)號(hào)字段host-idhost-id。 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃

6、分地址及子網(wǎng)劃分nIPIP地址分為五類：地址分為五類：A A，B B，C C，D D，E E 。n二級(jí)的二級(jí)的IPIP地址有如下特點(diǎn)：地址有如下特點(diǎn)： nnet-id net-id 可用于將數(shù)據(jù)報(bào)路由到目的網(wǎng)絡(luò)；可用于將數(shù)據(jù)報(bào)路由到目的網(wǎng)絡(luò)；nhost-idhost-id可用于將數(shù)據(jù)報(bào)交付到本網(wǎng)絡(luò)上的主可用于將數(shù)據(jù)報(bào)交付到本網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)；機(jī)；n簡化了路由表。簡化了路由表。n采用采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法點(diǎn)分十進(jìn)制記法。 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分 IP IP地址格式地址格式 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分n

7、IPIP地址的范圍地址的范圍類別最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最大主機(jī)數(shù)主機(jī)號(hào)范圍IP地址范圍A1261126167772140.0.1255.255.2541.0.0.1126.255.255.254B16382128.1191.254655340.1255.254128.1.0.1191.254.255.254C2097150192.0.1223.255.2542541254192.0.1.1223.255.254.254判斷以下判斷以下IPIP地址的類型：地址的類型：n特殊形式的特殊形式的IPIP地址地址 IP IP地地 址址用用 途途網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)全為全為0 0全為全為0 0

8、表示本主機(jī)，只作源地址，啟動(dòng)時(shí)用，之后獲得了表示本主機(jī)，只作源地址，啟動(dòng)時(shí)用，之后獲得了IPIP地址不再使用地址不再使用全為全為0 0host-idhost-id 本地網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)號(hào)為本地網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)號(hào)為host-idhost-id的主機(jī)，只作源地址的主機(jī)，只作源地址全為全為1 1全為全為1 1本地網(wǎng)絡(luò)上有限廣播，各路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)，只作目的本地網(wǎng)絡(luò)上有限廣播，各路由器都不轉(zhuǎn)發(fā)，只作目的地址地址net-idnet-id全為全為1 1向向net-idnet-id標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)定向廣播，只作目的地址標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)定向廣播，只作目的地址net-idnet-id全為全為0 0標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)127127任意

9、任意本地軟件回送測試，本地軟件回送測試，InternetInternet上不能出現(xiàn)這種地址上不能出現(xiàn)這種地址 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分2 2、劃分子網(wǎng)、劃分子網(wǎng) 子網(wǎng)劃分技術(shù)可以將一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)分為由若干個(gè)子網(wǎng)劃分技術(shù)可以將一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)分為由若干個(gè)相互連接的子網(wǎng)構(gòu)成，這些物理網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為相互連接的子網(wǎng)構(gòu)成，這些物理網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為子網(wǎng)子網(wǎng)。 劃分子網(wǎng)的好處？劃分子網(wǎng)的好處？有利于有利于IPIP地址的充分使用，也地址的充分使用，也便于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和提高網(wǎng)絡(luò)性能，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安便于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和提高網(wǎng)絡(luò)性能，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。全性。 劃分子網(wǎng)思想：劃分子

10、網(wǎng)思想：將主機(jī)號(hào)中的前若干位劃分出來將主機(jī)號(hào)中的前若干位劃分出來作為子網(wǎng)號(hào)，在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用路由器將各子網(wǎng)互連。作為子網(wǎng)號(hào)，在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用路由器將各子網(wǎng)互連。子網(wǎng)號(hào)使用多少位，根據(jù)需要決定。劃分的子網(wǎng)和子子網(wǎng)號(hào)使用多少位，根據(jù)需要決定。劃分的子網(wǎng)和子網(wǎng)中的主機(jī)，不使用全網(wǎng)中的主機(jī)，不使用全0 0和全和全1 1的子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)，稱的子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)，稱為變長子網(wǎng)劃分，相當(dāng)于使用了三級(jí)地址。為變長子網(wǎng)劃分，相當(dāng)于使用了三級(jí)地址。劃分子網(wǎng)的方法是：劃分子網(wǎng)的方法是： 兩級(jí)兩級(jí)IPIP地址在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部就變?yōu)槿?jí)地址在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部就變?yōu)槿?jí)IPIP地址，地址，即即網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)號(hào)和和主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)。

11、通過網(wǎng)絡(luò)號(hào)確定了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過子網(wǎng)號(hào)確定通過網(wǎng)絡(luò)號(hào)確定了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過子網(wǎng)號(hào)確定一個(gè)物理子網(wǎng)，而通過主機(jī)號(hào)則確定了與子網(wǎng)相連一個(gè)物理子網(wǎng)，而通過主機(jī)號(hào)則確定了與子網(wǎng)相連的主機(jī)地址。的主機(jī)地址。 網(wǎng)絡(luò)號(hào)主主機(jī)機(jī)號(hào)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)主主機(jī)機(jī)號(hào)號(hào)圖7-12 子網(wǎng)劃分 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼：是一個(gè)：是一個(gè)3232位的二進(jìn)制串，將對(duì)應(yīng)于位的二進(jìn)制串，將對(duì)應(yīng)于IPIP地地址中網(wǎng)絡(luò)地址址中網(wǎng)絡(luò)地址( (網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)) )的所有位都設(shè)置的所有位都設(shè)置為為1 1，對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址，對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址( (主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)) )的所有地址都

12、設(shè)的所有地址都設(shè)置為置為0 0。A A類、類、B B類、類、C C類類IPIP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼地址類型地址類型點(diǎn)分十進(jìn)制表點(diǎn)分十進(jìn)制表示示子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制位子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制位A A255.0.0.0255.0.0.01111111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000B B255.255.0.0255.255.0.01111111111111111111111111111111100000000000000000000000000000000C C255.255.255.0255.255.255.0

13、1111111111111111111111111111111111111111111111110000000000000000舉例：舉例： 設(shè)某公司需要?jiǎng)?chuàng)建內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，該公司包括設(shè)某公司需要?jiǎng)?chuàng)建內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，該公司包括工程技術(shù)部、市場部、財(cái)務(wù)部和辦公室等工程技術(shù)部、市場部、財(cái)務(wù)部和辦公室等四四大部大部門，每個(gè)部門約有門，每個(gè)部門約有20203030臺(tái)計(jì)算機(jī)。臺(tái)計(jì)算機(jī)。（1 1）若要將幾個(gè)部門從網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分開。如果分配）若要將幾個(gè)部門從網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分開。如果分配該公司使用的地址為一個(gè)該公司使用的地址為一個(gè)C C類地址，網(wǎng)絡(luò)地址為類地址，網(wǎng)絡(luò)地址為220.168.1.0220.168.1.0，如何劃

14、分網(wǎng)絡(luò)，將幾個(gè)部門分開？，如何劃分網(wǎng)絡(luò)，將幾個(gè)部門分開？（2 2）確定各部門的網(wǎng)絡(luò)）確定各部門的網(wǎng)絡(luò)IPIP地址和子網(wǎng)掩碼，并寫出地址和子網(wǎng)掩碼，并寫出分配給每個(gè)部門網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)分配給每個(gè)部門網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)IPIP地址有效范圍。地址有效范圍。舉例答：（答：（1 1）用劃分子網(wǎng)的方法，劃分四個(gè)子網(wǎng)；）用劃分子網(wǎng)的方法，劃分四個(gè)子網(wǎng)； （2 2）借）借3 3位，子網(wǎng)掩碼為位，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224255.255.255.224； （3 3）每個(gè)子網(wǎng)的）每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址為：為： 220.168.1.0 220.168.1.0 、220.168.1.32220.168.1.3

15、2、220.168.1.64220.168.1.64、 220.168.1.96220.168.1.96、 220.168.1.128220.168.1.128、220.168.1.160220.168.1.160、 220.168.1.192 220.168.1.192 220.168.1.224 220.168.1.224 ； （4 4）每個(gè)子網(wǎng)主機(jī)每個(gè)子網(wǎng)主機(jī)IPIP的范圍為：的范圍為： 220.168.1.33220.168.1.33220.168.1.62220.168.1.62 220.168.1.65 220.168.1.65220.168.1.94220.168.1.94 22

16、0.168.1.99 220.168.1.99220.168.1.126220.168.1.126 220.168.1.129 220.168.1.129192.168.1.158192.168.1.158 7.2.1 7.2.1 分類分類IPv4IPv4地址及子網(wǎng)劃分地址及子網(wǎng)劃分n私有地址私有地址：私有：私有IPIP地址是一段保留的地址是一段保留的IPIP地址。只地址。只是使用在局域網(wǎng)中，在是使用在局域網(wǎng)中，在InternetInternet上是不使用的。上是不使用的。 n私有地址也能和公有地址在企業(yè)內(nèi)混合使用。私有地址也能和公有地址在企業(yè)內(nèi)混合使用。n私有地址網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)需要訪問私有地址

17、網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)需要訪問InternetInternet服務(wù)，服務(wù)，私有地址網(wǎng)絡(luò)需要通過私有地址網(wǎng)絡(luò)需要通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NATNAT路由路由器器連接到連接到InternetInternet。n有有3 3塊私有的塊私有的IPIP地址空間地址空間(1(1個(gè)個(gè)A A類地址段，類地址段，1616個(gè)個(gè)B B類地址段，類地址段，256256個(gè)個(gè)C C類地址段類地址段) )類類 別別地址塊地址塊地址范圍地址范圍A110.0.0.0 10.255.255.255B16172.16.0.0 172.31.255.255C256192.168.0.0 192.168.255.255 7.2.2 IP 7

18、.2.2 IP數(shù)據(jù)報(bào)格式數(shù)據(jù)報(bào)格式64KB7.2.3 IP7.2.3 IP數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）1 1、IPIP數(shù)據(jù)報(bào)封裝中的問題數(shù)據(jù)報(bào)封裝中的問題nIPIP數(shù)據(jù)報(bào)（最大數(shù)據(jù)報(bào)（最大64KB64KB）是封裝在底層網(wǎng)絡(luò)的幀中傳）是封裝在底層網(wǎng)絡(luò)的幀中傳送的，最大傳輸單元送的，最大傳輸單元MTUMTU。不同網(wǎng)絡(luò)，。不同網(wǎng)絡(luò)，MTUMTU不一樣大不一樣大小。如以太網(wǎng)小。如以太網(wǎng)1500B1500B，X.25X.25是是576B576B，光纖分布數(shù)據(jù)，光纖分布數(shù)據(jù)接口接口4500B4500B。 nIPIP的做法是：選擇一個(gè)合適的初始數(shù)據(jù)報(bào)大小，使的做法是：選擇一個(gè)合適的初始數(shù)據(jù)報(bào)

19、大小，使其在源站所在網(wǎng)絡(luò)上能進(jìn)行最大限度的封裝。其在源站所在網(wǎng)絡(luò)上能進(jìn)行最大限度的封裝。 IPIP協(xié)議提供一種分片機(jī)制，在路徑中如果經(jīng)過協(xié)議提供一種分片機(jī)制，在路徑中如果經(jīng)過MTUMTU較小的網(wǎng)絡(luò)，就將數(shù)據(jù)報(bào)較小的網(wǎng)絡(luò)，就將數(shù)據(jù)報(bào)分片分片進(jìn)行傳輸。進(jìn)行傳輸。分片分片總是出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的交界處，由路由器負(fù)責(zé)?？偸浅霈F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的交界處，由路由器負(fù)責(zé)。分片到分片到達(dá)目的站后，達(dá)目的站后，IPIP協(xié)議將分片協(xié)議將分片重組重組。 7.2.3 IP 7.2.3 IP數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）2 2、IPIP數(shù)據(jù)報(bào)分片數(shù)據(jù)報(bào)分片 數(shù)據(jù)報(bào)分片示例數(shù)據(jù)報(bào)分片示例20B20B？ 7.2.3 IP 7.

20、2.3 IP數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組（略）因此，分片必須滿足因此，分片必須滿足2 2個(gè)條件：個(gè)條件：1 1）各片盡可能大，但片長）各片盡可能大，但片長MTUMTU；2 2）片大?。ǎ┢笮。˙ B）必須為）必須為8 8的倍數(shù)。的倍數(shù)。3 3、片重組、片重組 在在目的站目的站進(jìn)行重組。缺點(diǎn)：可能浪費(fèi)帶寬；一個(gè)進(jìn)行重組。缺點(diǎn)：可能浪費(fèi)帶寬；一個(gè)分片丟失，全部不能重組。分片丟失，全部不能重組。4 4、分片與重組控制、分片與重組控制n分片和重組控制有關(guān)的字段有分片和重組控制有關(guān)的字段有3 3個(gè)，即標(biāo)識(shí)字段、個(gè)，即標(biāo)識(shí)字段、標(biāo)志字段和片偏移字段。標(biāo)志字段和片偏移字段。n重組定時(shí)器：收到第一

21、個(gè)分片后啟動(dòng)，倒計(jì)時(shí)。重組定時(shí)器：收到第一個(gè)分片后啟動(dòng)，倒計(jì)時(shí)。 7.2.4 IP 7.2.4 IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)1 1、直接交付和間接交付、直接交付和間接交付：前者是指直接交到目的站，：前者是指直接交到目的站，如在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或者是最后一個(gè)路由器。如在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或者是最后一個(gè)路由器。2 2、路由表：、路由表：n最基本的最基本的IPIP路由表包含了如下的序偶：路由表包含了如下的序偶： （目的網(wǎng)絡(luò)（目的網(wǎng)絡(luò)IPIP地址，下一跳地址，下一跳IPIP地址）地址）n路由表僅僅指明了到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)路徑上的下一跳，路由表僅僅指明了到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)路徑上的下一跳，轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)并不知道到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的全部路徑。轉(zhuǎn)

22、發(fā)結(jié)點(diǎn)并不知道到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的全部路徑。 nIPIP的數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制是基于路由表的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制是基于路由表的下一跳轉(zhuǎn)發(fā), , 整個(gè)傳送過程是逐跳進(jìn)行的。每個(gè)結(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)整個(gè)傳送過程是逐跳進(jìn)行的。每個(gè)結(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳。發(fā)到下一跳。 7.2.4 IP 7.2.4 IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)n路由表中目的地址只使用網(wǎng)絡(luò)前綴（網(wǎng)絡(luò)號(hào)）路由表中目的地址只使用網(wǎng)絡(luò)前綴（網(wǎng)絡(luò)號(hào)）的信息，這使路由表大大減小。的信息，這使路由表大大減小。 n路由表中還包括一些其它信息，如轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)路由表中還包括一些其它信息，如轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的端口，到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)。的端口，到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)。3 3、默認(rèn)路由與指

23、定主機(jī)路由、默認(rèn)路由與指定主機(jī)路由 IPIP在路由表中查找目的網(wǎng)絡(luò)，若沒有，則把數(shù)在路由表中查找目的網(wǎng)絡(luò)，若沒有，則把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)到默認(rèn)路由。據(jù)報(bào)發(fā)到默認(rèn)路由。 路由表中一般使用目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)，但也路由表中一般使用目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)，但也允許特定主機(jī)路由。允許特定主機(jī)路由。4 4、基本的、基本的IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程 從數(shù)據(jù)報(bào)中提取目的站從數(shù)據(jù)報(bào)中提取目的站IPIP地址地址D D，并計(jì)算其網(wǎng)絡(luò)前綴，并計(jì)算其網(wǎng)絡(luò)前綴N N，查找路由表。查找路由表。 if Nif N與任何直接相連的網(wǎng)絡(luò)的地址匹配與任何直接相連的網(wǎng)絡(luò)的地址匹配 then then 通過該網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)報(bào)交付到通過該網(wǎng)絡(luò)把

24、數(shù)據(jù)報(bào)交付到目的地目的地D D（其中涉及（其中涉及到把到把D D轉(zhuǎn)換成一個(gè)物理地址、封裝數(shù)據(jù)報(bào)并發(fā)送該幀）轉(zhuǎn)換成一個(gè)物理地址、封裝數(shù)據(jù)報(bào)并發(fā)送該幀） else if else if 路由表中包含一個(gè)到路由表中包含一個(gè)到D D的指定主機(jī)路由的指定主機(jī)路由 then then 把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的下一跳下一跳 else if else if 路由表中包含到網(wǎng)絡(luò)路由表中包含到網(wǎng)絡(luò)N N的一個(gè)路由的一個(gè)路由 then then 把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的下一跳下一跳 else if else if 路由表中包含一個(gè)默認(rèn)路由路由表中包含一個(gè)默認(rèn)路由 th

25、en then 把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到表中指定的默默 認(rèn)路由器認(rèn)路由器 Else Else 宣布數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)出錯(cuò)宣布數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)出錯(cuò)7.2.4 IP7.2.4 IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)5 5、子網(wǎng)、子網(wǎng)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程n基本路由表中要增加子網(wǎng)掩碼：基本路由表中要增加子網(wǎng)掩碼： 目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)絡(luò)IPIP地址，子網(wǎng)掩碼，下一跳地址，子網(wǎng)掩碼，下一跳IPIP地址地址n子網(wǎng)子網(wǎng)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)的處理是：數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)的處理是：將將IPIP數(shù)據(jù)報(bào)的目的數(shù)據(jù)報(bào)的目的IPIP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行布爾地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行布爾“與與”運(yùn)算，將得到運(yùn)算，將得到的地址和表項(xiàng)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址

26、進(jìn)行匹配測試，的地址和表項(xiàng)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行匹配測試，若匹配成功，則由該表項(xiàng)得到下一跳若匹配成功，則由該表項(xiàng)得到下一跳IPIP地址。若地址。若不成功，則進(jìn)入下一個(gè)表項(xiàng)進(jìn)行測試。不成功，則進(jìn)入下一個(gè)表項(xiàng)進(jìn)行測試。n只用于目的網(wǎng)絡(luò)地址在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的情況。對(duì)于外只用于目的網(wǎng)絡(luò)地址在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的情況。對(duì)于外部網(wǎng)絡(luò)，雖然劃分了子網(wǎng)，但視為一個(gè)整體。部網(wǎng)絡(luò)，雖然劃分了子網(wǎng)，但視為一個(gè)整體。 7.2.4 IP 7.2.4 IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)R R0 0 路由表路由表目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)絡(luò)下一跳下一跳128.5.0.0R1端口端口1 n子網(wǎng)子網(wǎng)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)R R1 1 路由表路由表目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)

27、絡(luò)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼下一跳下一跳128.5.1.0255.255.255.0直接（端口直接（端口2）128.5.3.0255.255.255.0R2端口端口1 12347.2.4 IP7.2.4 IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)6 6、統(tǒng)一的、統(tǒng)一的IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程：子網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程：子網(wǎng)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)處數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)處理可以兼容基本理可以兼容基本IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)處理。數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)處理。需對(duì)子網(wǎng)掩碼形式進(jìn)一步規(guī)定：需對(duì)子網(wǎng)掩碼形式進(jìn)一步規(guī)定： 劃分了子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼規(guī)定不變；劃分了子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼規(guī)定不變； 不劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，其子網(wǎng)掩碼形式規(guī)定為不劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，其子網(wǎng)掩碼形式規(guī)定為IP

28、IP地址的地址的host-idhost-id部分對(duì)應(yīng)的比特為部分對(duì)應(yīng)的比特為“0”0”，其余為，其余為“1”1”； 指定主機(jī)路由，子網(wǎng)掩碼規(guī)定為全指定主機(jī)路由，子網(wǎng)掩碼規(guī)定為全“1”1”； 默認(rèn)路由，其默認(rèn)路由，其IPIP地址記為地址記為0.0.0.00.0.0.0，子網(wǎng)掩碼，子網(wǎng)掩碼則規(guī)定為全則規(guī)定為全“0”0”。n統(tǒng)一的統(tǒng)一的IPIP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程：數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)流程： for for 每一個(gè)路由表的表項(xiàng)每一個(gè)路由表的表項(xiàng) do do 把目的站把目的站IPIP地址地址D D與該項(xiàng)子網(wǎng)掩碼進(jìn)與該項(xiàng)子網(wǎng)掩碼進(jìn) 行行“與與”得到目的網(wǎng)絡(luò)地址得到目的網(wǎng)絡(luò)地址N N 將將N N和該表項(xiàng)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)

29、行和該表項(xiàng)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行 匹配測試匹配測試 if if 匹配成功匹配成功 then then 把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到該表項(xiàng)下一跳把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到該表項(xiàng)下一跳地地 址指定的結(jié)點(diǎn)址指定的結(jié)點(diǎn) else else 循環(huán)進(jìn)入下一個(gè)路由表表項(xiàng)循環(huán)進(jìn)入下一個(gè)路由表表項(xiàng) if if 在路由表中找不到匹配成功的表項(xiàng)在路由表中找不到匹配成功的表項(xiàng) then then 宣布數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)出錯(cuò)宣布數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)出錯(cuò) 7.3 7.3 地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議 7.3.1 IP7.3.1 IP地址與物理地址地址與物理地址 nIPIP層及以上使用層及以上使用IPIP地址尋址地址尋址，數(shù)據(jù)鏈路層使用物，數(shù)據(jù)鏈路層使用物理地址理地址(M

30、AC(MAC地址，硬件地址地址，硬件地址) )尋址。尋址。 IPIP地址和物理地址的使用地址和物理地址的使用 7.3.2 ARP7.3.2 ARP地址解析機(jī)制地址解析機(jī)制 地址解析協(xié)地址解析協(xié)議議ARPARP用動(dòng)態(tài)綁用動(dòng)態(tài)綁定方式進(jìn)行定方式進(jìn)行IPIP地地址到物理地址的址到物理地址的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 ARPARP緩存緩存：存：存放最近獲得的放最近獲得的IPIP地址和物理地址地址和物理地址的映射。的映射。 7.4 7.4 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP(ICMP(略）略） 7.5 7.5 無類別域間路由無類別域間路由CIDRCIDR（略）（略） 7.6 7.6 路由協(xié)議路由協(xié)議 7.6.1 7.6.1

31、路由協(xié)議簡介路由協(xié)議簡介 n靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由，靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由，InternetInternet使用動(dòng)態(tài)路由。使用動(dòng)態(tài)路由。n主機(jī)或路由器在啟動(dòng)后都必須有一個(gè)初始的路由主機(jī)或路由器在啟動(dòng)后都必須有一個(gè)初始的路由表，對(duì)于動(dòng)態(tài)路由，初始路由表建立起來之后還表，對(duì)于動(dòng)態(tài)路由，初始路由表建立起來之后還要?jiǎng)討B(tài)地更新。要?jiǎng)討B(tài)地更新。n路由協(xié)議，也稱路由選擇協(xié)議，路由協(xié)議，也稱路由選擇協(xié)議，它的作用：它的作用： 用于路由器之間不斷地交換路由信息；用于路由器之間不斷地交換路由信息； 運(yùn)行路由算法，優(yōu)化更新路由。運(yùn)行路由算法，優(yōu)化更新路由。 7.6.1 7.6.1 路由協(xié)議簡介路由協(xié)議簡介nInternet

32、Internet并不是采用一種全局性的一致的路由算并不是采用一種全局性的一致的路由算法，因?yàn)槿中缘穆酚筛聲?huì)占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶法，因?yàn)槿中缘穆酚筛聲?huì)占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。寬。n自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)ASAS： InternetInternet劃分為許多較小的自治系統(tǒng)，有一劃分為許多較小的自治系統(tǒng)，有一個(gè)全局管理的唯一的識(shí)別編號(hào)，自己有權(quán)決定在個(gè)全局管理的唯一的識(shí)別編號(hào)，自己有權(quán)決定在本自治系統(tǒng)內(nèi)部采用哪種路由協(xié)議。本自治系統(tǒng)內(nèi)部采用哪種路由協(xié)議。 7.6.1 7.6.1 路由協(xié)議簡介路由協(xié)議簡介nASAS之間的路由稱為之間的路由稱為域間路由域間路由, AS, AS內(nèi)部的路由稱為內(nèi)部的路由稱為域內(nèi)路

33、由域內(nèi)路由，即兩級(jí)路由。相應(yīng)地，路由協(xié)議分為，即兩級(jí)路由。相應(yīng)地，路由協(xié)議分為2 2類：類：n內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGPIGP： 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRIP 開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPFOSPF。 n外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGPEGP： 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP-4BGP-4。 7.6.1 7.6.1 路由協(xié)議簡介路由協(xié)議簡介IGPIGP和和EGPEGP 7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRIP 1 1、距離矢量路由算法、距離矢量路由算法 路由交換的報(bào)路由交換的報(bào)文包含（文包含（D D，V V）序偶的列表，序偶的列表，D D是是到該

34、目的網(wǎng)絡(luò)的到該目的網(wǎng)絡(luò)的距離，距離，V V標(biāo)識(shí)目的標(biāo)識(shí)目的網(wǎng)絡(luò)，稱為矢量。網(wǎng)絡(luò)，稱為矢量。距離矢量路由算法：距離矢量路由算法：設(shè)網(wǎng)絡(luò)所有結(jié)點(diǎn)的集合為設(shè)網(wǎng)絡(luò)所有結(jié)點(diǎn)的集合為N N ；D D( (i i) )表示表示N N 中任意結(jié)點(diǎn)中任意結(jié)點(diǎn)i i 到某一目的結(jié)點(diǎn)到某一目的結(jié)點(diǎn)d d 的距離；的距離；L L( (i i, ,j j) )表示表示N N 中兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中兩個(gè)結(jié)點(diǎn)i i和和j j之間的距離，之間的距離，i ij j，并有如下原始數(shù)據(jù)：，并有如下原始數(shù)據(jù)： 當(dāng)當(dāng)i i和和j j直接相連接時(shí)，直接相連接時(shí)，L L( (i i, ,j j) )就是圖中所標(biāo)的距就是圖中所標(biāo)的距離；離； 當(dāng)當(dāng)i

35、i和和j j不直接相連接時(shí)，不直接相連接時(shí)，L L( (i i, ,j j) ) =。求各結(jié)點(diǎn)求各結(jié)點(diǎn)i i 到目的結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)d d 的最短距離的最短距離D D( (i i) ) 的算法：的算法：(1) (1) 初始化初始化 D D( (i i) = ) = ，i iN N 但但 i id d； D D( (d d) = 0 ) = 0 。(2) (2) 更新最小距離更新最小距離 對(duì)對(duì)每個(gè)每個(gè)i iN N 但但 i id d： D D( (i i) = min ) = min L L( (i i, , j j) + ) + D D( (j j) ) ；重復(fù)步驟（重復(fù)步驟（2 2），直至迭代

36、中所有），直至迭代中所有D D( (i i) )不再變化。不再變化。7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRIP迭代輪次迭代輪次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)G初始化初始化(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )(no, ) 上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)D D的路由的迭代過程：的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的下一跳，為當(dāng)前最短路徑的下一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到到D D的距離的距離。7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議R

37、IPRIP迭代輪次迭代輪次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)G初始化初始化(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )1(no, )(no, )(D, 3)(D, 5)(no, )(no, ) 上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)D D的路由的迭代過程：的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的下一跳，為當(dāng)前最短路徑的下一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到到D D的距離。的距離。7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRIP迭代輪次迭代輪次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)結(jié)

38、點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)G初始化初始化(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )1(no, )(no, )(D, 3)(D, 5)(no, )(no, )2(no, )(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(C, 7) 上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)D D的路由的迭代過程：的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的下一跳，為當(dāng)前最短路徑的下一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到到D D的距離。的距離。7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRI

39、P迭代輪次迭代輪次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)G初始化初始化(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )1(no, )(no, )(D, 3)(D, 5)(no, )(no, )2(no, )(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(C, 7)3(B, 10)(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(B, 6) 上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)D D的路由的迭代過程：的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的下一跳，為當(dāng)前最短路徑的下一跳，D(i

40、)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到到D D的距離。的距離。7.6.2 7.6.2 路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議RIPRIP迭代輪次迭代輪次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)G初始化初始化(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )(no, )1(no, )(no, )(D, 3)(D, 5)(no, )(no, )2(no, )(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(C, 7)3(B, 10)(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(B, 6)4(B, 10)(C, 5)(D, 3)(D, 5)(E, 12)(B, 6) 上述例子中各結(jié)點(diǎn)到

41、目的結(jié)點(diǎn)上述例子中各結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)D D的路由的迭代過程：的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的下一跳，為當(dāng)前最短路徑的下一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到到D D的距離。的距離。 所有路由器周期性地和鄰接路由器（稱鄰站），所有路由器周期性地和鄰接路由器（稱鄰站），交換路由信息。如交換路由信息。如A A與與B B是鄰站，當(dāng)是鄰站，當(dāng)B B收到收到A A發(fā)來的發(fā)來的A A的的路由表后，路由表后，下述下述4 4種情況下種情況下B B將修改其路由表：將修改其路由表： A A知道去某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)距離更短的路由；知道去某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)距離更短的路

42、由； A A給出了給出了B B不知道的路由；不知道的路由； B B到某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由經(jīng)過到某個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由經(jīng)過A A而且而且A A到該網(wǎng)絡(luò)的到該網(wǎng)絡(luò)的距離有了變化（變小或變大）；距離有了變化（變小或變大）； 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收不到在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收不到A A的路由報(bào)文，則下一跳的路由報(bào)文，則下一跳為為A A的表項(xiàng)，距離修改為最大值。的表項(xiàng)，距離修改為最大值。 2 2、路由信息協(xié)議、路由信息協(xié)議RIPRIPn內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中使用最廣泛的是路由信息協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中使用最廣泛的是路由信息協(xié)議RIPRIP。nRIPRIP：簡單，規(guī)定：簡單，規(guī)定“距離距離”為到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)，為到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)，最

43、大跳數(shù)為最大跳數(shù)為1515，達(dá)到，達(dá)到1616時(shí)，即認(rèn)為不可達(dá)。每個(gè)時(shí)，即認(rèn)為不可達(dá)。每個(gè)RIPRIP路由器每隔路由器每隔3030秒鐘周期性地向所有鄰站廣播自己的秒鐘周期性地向所有鄰站廣播自己的路由表。路由表。nRIPRIP報(bào)文使用廣播，報(bào)文使用廣播，RIP2RIP2使用組播。使用組播。 7.6.3 7.6.3 開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議1 1、最短路徑優(yōu)先、最短路徑優(yōu)先SPFSPF路由算法路由算法 SPFSPF算法的每個(gè)路由器都要知道全部的網(wǎng)絡(luò)算法的每個(gè)路由器都要知道全部的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。迪杰斯特拉（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。迪杰斯特拉（DijkstraDijkstra）算法從）算法從源

44、端源端開始計(jì)算到其他所有目的結(jié)點(diǎn)的最短路徑。開始計(jì)算到其他所有目的結(jié)點(diǎn)的最短路徑。 DijkstraDijkstra算法示例：算法示例： 以以a a為根的最短路徑樹：為根的最短路徑樹： n SPF SPF算法，設(shè)：算法，設(shè)： D(i)D(i)表示任意結(jié)點(diǎn)表示任意結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)s s之間的距離，之間的距離，is; is; L(i,j) L(i,j)表示結(jié)點(diǎn)表示結(jié)點(diǎn)i i和和j j之間的鏈路距離，之間的鏈路距離， ijij， 當(dāng)當(dāng)i i和和j j直接相連接時(shí)，直接相連接時(shí)，L(i,j)L(i,j)就是圖上所標(biāo)的距離，就是圖上所標(biāo)的距離， 當(dāng)當(dāng)i i和和j j不直接相連接時(shí)，不直接相連接

45、時(shí)，L(i,j) =L(i,j) =； N N為一個(gè)集合，它包含了到為一個(gè)集合，它包含了到s s的最短距離已得到的諸結(jié)的最短距離已得到的諸結(jié)點(diǎn)，點(diǎn)，NCNC為其補(bǔ)集；為其補(bǔ)集；DijkstraDijkstra算法可按下述步驟進(jìn)行：算法可按下述步驟進(jìn)行： (1) (1) 初始化初始化 N = s N = s ；D(i) = L(i,s)D(i) = L(i,s)，iNC iNC 。 (2) (2) 迭代迭代 尋找結(jié)點(diǎn)尋找結(jié)點(diǎn)jNCjNC使得使得 ： D(j) = min D(i) D(j) = min D(i) ， iNC iNC 將結(jié)點(diǎn)將結(jié)點(diǎn)j j加入集合加入集合N N；如果；如果NCNC為空

46、，結(jié)束；否則進(jìn)入（為空，結(jié)束；否則進(jìn)入（3 3）。）。 (3) (3) 更新最小距離更新最小距離 對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)iNC iNC ： D(i) = min D(i), L(i, D(i) = min D(i), L(i, j j) + D() + D(j j) ; ) ; 返回到返回到(2)(2)。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,) 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k

47、 k為當(dāng)前最短路徑的為當(dāng)前最短路徑的上一跳上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)* 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)

48、b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,) 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)

49、1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,)2a，b，d(a,20)* 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,)2a，b，d(b,

50、30)(a,20)*(b,40)(no,) 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,)2a，b，d(b,30)(a,20)*(b,40)(no,)3a，b，

51、d，c(b,30)*(b,40)(c,70) 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,)2a，b，d(b,30)(a,20)*(b,40)(no,)3a，b

52、，d，c(b,30)*(b,40)(c,70)4a，b，d，c，e(b,40)*(e,60) 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 迭代輪次迭代輪次集合集合N結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)b結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)c結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)d結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)e結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)f初始化初始化a(a,10)(no,)(a,20)(a,50)(no,)1a，b(a,10)*(b,30)(a,20)(b,40)(no,)2a，b，d(b,3

53、0)(a,20)*(b,40)(no,)3a，b，d，c(b,30)*(b,40)(c,70)4a，b，d，c，e(b,40)*(e,60)5a，b，d，c，e，f(e,60)* 上述例子中源結(jié)點(diǎn)上述例子中源結(jié)點(diǎn)a a到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：到各結(jié)點(diǎn)的路由的迭代過程：(k(k，D(i)D(i)表示計(jì)算結(jié)果，表示計(jì)算結(jié)果，k k為當(dāng)前最短路徑的上一跳，為當(dāng)前最短路徑的上一跳，D(i)D(i)為結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)i i到源結(jié)點(diǎn)到源結(jié)點(diǎn)a a的距離。的距離。 7.6.3 7.6.3 開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPFOSPF2 2、OSPFOSPF路由協(xié)議路由協(xié)議nOSPFOSPF是一種分布

54、式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，所有的是一種分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，所有的OSPFOSPF路由器都維持一個(gè)路由器都維持一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫LSDBLSDB，存儲(chǔ)的鏈路狀態(tài)信息描繪了整個(gè)存儲(chǔ)的鏈路狀態(tài)信息描繪了整個(gè)ASAS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约案鱾€(gè)鏈路的度量。以及各個(gè)鏈路的度量。 nOSPFOSPF路由器之間要不斷地相互交換鏈路狀態(tài)信路由器之間要不斷地相互交換鏈路狀態(tài)信息并擴(kuò)散到整個(gè)息并擴(kuò)散到整個(gè)ASAS，以保持，以保持LSDBLSDB的動(dòng)態(tài)性和在的動(dòng)態(tài)性和在ASAS范圍內(nèi)的一致性，即范圍內(nèi)的一致性，即LSDBLSDB同步。同步。 路由器在此基礎(chǔ)上執(zhí)行路由器在此基礎(chǔ)上執(zhí)行DijkstraDijks

55、tra算法，計(jì)算法，計(jì)算出以自己為根的最短路徑樹算出以自己為根的最短路徑樹, ,再得到路由表。再得到路由表。 7.6.3 7.6.3 開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議3 3、OSPFOSPF報(bào)文報(bào)文 OSPFOSPF設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)有5 5種類型的報(bào)文：種類型的報(bào)文： 1 1 問候報(bào)文問候報(bào)文HelloHello 2 2 數(shù)據(jù)庫描述報(bào)文數(shù)據(jù)庫描述報(bào)文DBD DBD 3 3 鏈路狀態(tài)請求報(bào)文鏈路狀態(tài)請求報(bào)文LSR LSR 4 4 鏈路狀態(tài)更新報(bào)文鏈路狀態(tài)更新報(bào)文LSU LSU 5 5 鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文LSAck LSAck 7.6.4 7.6.4 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP

56、BGP BGP BGP是一種邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議是一種邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGPEGP，用來在不同，用來在不同ASAS的路的路由器之間交換路由信息由器之間交換路由信息 。 BGPBGP交換的路由信息主要是到目的網(wǎng)絡(luò)的路徑和交換的路由信息主要是到目的網(wǎng)絡(luò)的路徑和目的網(wǎng)絡(luò)地址，是一種路徑矢量協(xié)議。目的網(wǎng)絡(luò)地址，是一種路徑矢量協(xié)議。BGPBGP不通報(bào)距不通報(bào)距離，是一種可達(dá)性協(xié)議，而不是最優(yōu)路由協(xié)議。離，是一種可達(dá)性協(xié)議，而不是最優(yōu)路由協(xié)議。 原因：原因： Internet Internet規(guī)模太大，規(guī)模太大，ASAS之間的路由選擇困難；之間的路由選擇困難； 對(duì)各個(gè)對(duì)各個(gè)ASAS之間計(jì)算最優(yōu)路徑也是不現(xiàn)實(shí)的；之間計(jì)

57、算最優(yōu)路徑也是不現(xiàn)實(shí)的； AS AS之間路由選擇必須考慮有關(guān)策略。之間路由選擇必須考慮有關(guān)策略。 7.77.7 IP IP 多 播（略） 7.8 7.8 下一代的網(wǎng)際協(xié)議下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6IPv6 7.8.1 IPv67.8.1 IPv6簡介n“網(wǎng)絡(luò)泰坦尼克危機(jī)網(wǎng)絡(luò)泰坦尼克危機(jī)”：目前：目前IPV4IPV4只有只有C C類地址還類地址還有剩余，一方面是地址資源數(shù)量的限制，另一方面有剩余，一方面是地址資源數(shù)量的限制，另一方面是隨著電子技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將是隨著電子技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)入人們的日常生活，可能身邊的每一樣?xùn)|西都需進(jìn)入人們的日常生活，可能身邊的每一樣

58、東西都需要連入全球因特網(wǎng)。要連入全球因特網(wǎng)。 在這樣的環(huán)境下，在這樣的環(huán)境下，IPv6IPv6應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)運(yùn)而生。 nIPv6IPv6是是“Internet Protocol Version 6”Internet Protocol Version 6”的縮寫，的縮寫，它是它是InternetInternet工程部工程部IETFIETF設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IPIP協(xié)議協(xié)議IPv4IPv4的下一代的下一代IPIP協(xié)議。協(xié)議。 7.8.1 IPv67.8.1 IPv6簡介簡介nIPv6IPv6和和IPv4IPv4相比，主要的改進(jìn)和特點(diǎn)如下：相比，主要的改進(jìn)和特點(diǎn)如下： n大大地?cái)U(kuò)充了地址空間（大大地?cái)U(kuò)充了地址空間（128128位位,16B,16B），多），多級(jí)地址結(jié)構(gòu)，無類別地址。級(jí)地址結(jié)構(gòu)，無類別地址。n新的簡化的首部格式。由新的簡化的首部格式。由IPV3IPV3的的1313個(gè)字段減個(gè)字段減少到少到8 8個(gè)。個(gè)。n簡化了協(xié)議，加快了數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)的速度。簡化了協(xié)議，加快了數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)的速度。n對(duì)流的支持。對(duì)流的支持。n安全功能。安全功能。n即