計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的尋址

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的尋址第一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1主機(jī)尋址信息

名字：主機(jī)的邏輯名稱(chēng)，由人工命名，可以改變。名字指明主機(jī)是誰(shuí)。地址：包括物理地址和邏輯地址。物理地址由設(shè)備生產(chǎn)商分配，并固化在設(shè)備中，不可以改變；邏輯地址由人工命名，可以改變（但不經(jīng)?；蜉p易改變）。地址指明主機(jī)在何處。路由：數(shù)據(jù)信息到達(dá)目的主機(jī)所經(jīng)過(guò)的路徑。路由的選擇要依據(jù)特定的準(zhǔn)則，不同的準(zhǔn)則選擇不同的路徑。路由指明如何到達(dá)該主機(jī)。第二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)尋址信息第三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2主機(jī)尋址過(guò)程如圖6-2所示.第四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-2網(wǎng)絡(luò)主機(jī)尋址過(guò)程第五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3子網(wǎng)（局域網(wǎng)）尋址尋址信息是數(shù)據(jù)幀的目的物理網(wǎng)絡(luò)地址舉例:以太網(wǎng)地址信息第六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1廣播式信道尋址如圖6-4所示第七頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-4子網(wǎng)尋址-廣播式信道第八頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五地址判別第九頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.2點(diǎn)到點(diǎn)信道尋址如圖6-6所示第十頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-6子網(wǎng)尋址-點(diǎn)到點(diǎn)信道第十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4廣域網(wǎng)尋址尋址信息不是固定的物理地址，而是動(dòng)態(tài)分配的邏輯標(biāo)識(shí)幀中繼數(shù)據(jù)幀中的DLCIATM中的VPI和VCI第十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-7廣域網(wǎng)尋址第十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5地址的封裝在發(fā)送端局域網(wǎng)物理地址隨PDU封裝到廣域網(wǎng)的PDU中,在接收端被拆裝。第十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五地址封裝網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型第十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五廣域網(wǎng)尋址-路由器網(wǎng)絡(luò)尋址第十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五尋址信息封裝與拆裝第十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五廣域網(wǎng)尋址-第三層交換尋址第十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五MPLS第十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五交換路由表第二十頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五Cisco路由交換第二十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.6域名解析系統(tǒng)DNS6.6.1為什么需要DNS

上面的分析是在知道目的物理地址的前提下進(jìn)行的，那么，怎樣得到目的物理地址呢？

我們說(shuō)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)而言，網(wǎng)絡(luò)接口的物理地址，例如48bit的以太網(wǎng)地址，非常不容易記憶，而且用戶(hù)在使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)也不會(huì)直接和網(wǎng)絡(luò)接口打交道，用戶(hù)只通過(guò)應(yīng)用程序與用戶(hù)的交互界面使用網(wǎng)絡(luò)。例如，要在Windows系統(tǒng)中通過(guò)“網(wǎng)上鄰居”使用工作組中其他主機(jī)中的共享文件，那么，用戶(hù)只需雙擊“網(wǎng)上鄰居”，打開(kāi)工作組，然后根據(jù)主機(jī)名字找到共享資源所在的主機(jī)，雙擊之，打開(kāi)共享文件夾即可。如圖6-14所示。第二十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-14(a)網(wǎng)上鄰居中的主機(jī)第二十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-14(b)主機(jī)30.253中的共享文件夾第二十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.6.2域名系統(tǒng)解決的問(wèn)題為了向一般用戶(hù)提供一種直觀明白的主機(jī)標(biāo)識(shí)符，TCP/IP專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一種字符型的主機(jī)名字機(jī)制，這就是域名系統(tǒng)。實(shí)質(zhì)上主機(jī)名字是一種比IP地址更高級(jí)的地址形式。域名系統(tǒng)要解決的重要問(wèn)題包括：主機(jī)名字的管理、主機(jī)名字－IP地址映射等。第二十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.6.3TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)域名域名系統(tǒng)包括概念上相互獨(dú)立的兩個(gè)方面：

(1)第一是抽象方面，規(guī)定名字語(yǔ)法以及名字管理特權(quán)的分派規(guī)則；

(2)第二是具體方面，描述“名字－地址”映射的分布式計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。第二十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五域域名系統(tǒng)的命名機(jī)制叫作域名（domainname）。域名由分級(jí)的子域名組成，其中各子名（subname）分別標(biāo)識(shí)網(wǎng)點(diǎn)、組等等，叫作標(biāo)號(hào)（label）。比如域名代表電子科技大學(xué)微機(jī)所。第二十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五Internet域名理論上，TCP/IP域名語(yǔ)法只是一種抽象的標(biāo)準(zhǔn)，其中各標(biāo)號(hào)值可任意填寫(xiě)，只要原則上符合層次型名字空間的要求。因此，任何組織均可根據(jù)域名語(yǔ)法構(gòu)造本組織內(nèi)容的域名，但這些域名的使用當(dāng)然也僅限于系統(tǒng)內(nèi)部。

為保證其域名系統(tǒng)的通用性，國(guó)際性的Internet規(guī)定了一組正式的通用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)號(hào)，作為其第一級(jí)域的域名，如表6-1所示。第二十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五表6-1域名域COMEDUGOVMILNETORGARPAINTcountrycode商業(yè)組織教育機(jī)構(gòu)政府部門(mén)軍事部門(mén)主要網(wǎng)絡(luò)支持中心上述以外的組織臨時(shí)ARPANET域(未用)國(guó)際組織國(guó)家(地理模式)第二十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.6.4域名解析TCP/IP名字服務(wù)器

TCP/IP“名字－地址”映射由一組既獨(dú)立又協(xié)作的名字服務(wù)器完成，這組名字服務(wù)器是解析系統(tǒng)的核心。名字服務(wù)器實(shí)際上是一個(gè)服務(wù)器軟件，運(yùn)行在指定的機(jī)器上，完成“名字－地址”（即“域名－IP地址”）映射。通常我們把運(yùn)行名字服務(wù)軟件的機(jī)器叫做名字服務(wù)器。相應(yīng)地，請(qǐng)求域名解析服務(wù)的軟件叫名字解析器（namerevolver）。在TCP/IP域名系統(tǒng)中，一個(gè)名字解析器可以利用一個(gè)或多個(gè)名字服務(wù)器進(jìn)行名字映射。

對(duì)應(yīng)于域名結(jié)構(gòu)，互聯(lián)網(wǎng)名字服務(wù)器也構(gòu)成一定的層次結(jié)構(gòu)，如圖6-16、6-17所示。第三十頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-16域名服務(wù)器概念結(jié)構(gòu)第三十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-17域名服務(wù)器樹(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)第三十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五域名解析域名解析的方式有兩種：

（1）第一種叫遞歸解析（recursiveresolution），要求名字服務(wù)器系統(tǒng)一次性完成全部“名字－地址”變換。

（2）第二種叫反復(fù)解析（iterativeresolution），每次請(qǐng)求一個(gè)服務(wù)器，不行再請(qǐng)求別的服務(wù)器。

二者的區(qū)別在于前者將復(fù)雜性和負(fù)擔(dān)交給服務(wù)器軟件，后者將復(fù)雜性和負(fù)擔(dān)交給解析器軟件。顯然遞歸解析方式在名字請(qǐng)求頻繁時(shí)性能不好，而反復(fù)解析的方式正好相反。

下面我們用圖6-18說(shuō)明名字解析算法。第三十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-18TCP/IP域名解析算法第三十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-18中有幾個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明

（1）域名詢(xún)問(wèn)是一種特殊報(bào)文，其中包含欲解析的域名、域名的類(lèi)、所需解析結(jié)果的類(lèi)型以及解析方式。

（2）進(jìn)行域名解析時(shí)，從哪一個(gè)服務(wù)器開(kāi)始？當(dāng)本服務(wù)器不能解析指定域名時(shí)，如何選擇下一個(gè)服務(wù)器？方法如下：

·首先，每個(gè)解析器至少知道如何訪問(wèn)一個(gè)服務(wù)器，這便是開(kāi)始服務(wù)器；

·其次，每一服務(wù)器都至少知道據(jù)服務(wù)器地址及其父節(jié)點(diǎn)服務(wù)器地址，這樣下一服務(wù)器就很容易確定了。

（3）假如采用反復(fù)解析方式，本服務(wù)器不能解析指定地址，則在響應(yīng)報(bào)文中告知下一可用服務(wù)器的地址。第三十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五定位本地域名服務(wù)器域名服務(wù)器使用一個(gè)初始的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議端口進(jìn)行所有的有關(guān)通信，所以一旦解析器獲得服務(wù)器所在機(jī)器的IP地址，便可以跟服務(wù)器軟件通信。至于主機(jī)定位本地環(huán)境中運(yùn)行服務(wù)器軟件的主機(jī)的方法則是非標(biāo)準(zhǔn)的，由解析器軟件設(shè)計(jì)。一般有三種方式：

（1）第一種，編譯時(shí)將服務(wù)器所在主機(jī)地址聯(lián)入應(yīng)用程序；

（2）第二種，服務(wù)器地址在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)配入操作系統(tǒng)；

（3）第三種，管理員將地址存入外存的一個(gè)文件中。第三十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五逆向域名解析逆向域名解析（inverseresolution）又叫逆向映射（inversemapping），是根據(jù)IP地址解析相應(yīng)的域名。逆向解析通過(guò)“逆向詢(xún)問(wèn)”（inversequery）報(bào)文實(shí)現(xiàn)。

逆向解析的一個(gè)明顯的問(wèn)題是同一個(gè)IP地址可能對(duì)應(yīng)于若干域名，為了解決上述問(wèn)題，域名系統(tǒng)提供一種特殊形式的逆向解析，為此專(zhuān)門(mén)構(gòu)造一個(gè)特別域以及一種特別報(bào)文，這種特別報(bào)文叫作“指針詢(xún)問(wèn)”（pointerquery）。第三十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.6.5域服務(wù)器報(bào)文域服務(wù)器報(bào)文包括請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文，下面介紹其格式。第三十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五域服務(wù)器報(bào)文格式域服務(wù)器報(bào)文格式如圖6-19所示。第三十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-19域名服務(wù)器報(bào)文格式第四十頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五域名表達(dá)在域名服務(wù)器報(bào)文中各域名字段都是變長(zhǎng)的，但無(wú)專(zhuān)門(mén)的長(zhǎng)度字段指示其長(zhǎng)度，只有采取特殊約定的表達(dá)方式才能識(shí)別出單個(gè)的域名，而在請(qǐng)求和響應(yīng)報(bào)文中，域名表達(dá)方式是不相同的。

第四十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7ARP/RARP協(xié)議第四十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7.1什么是地址解析地址之間的映射叫地址解析（resolution），地址映射包括兩方面內(nèi)容：

（1）從互聯(lián)網(wǎng)地址到物理地址的映射

（2）從物理地址到互聯(lián)網(wǎng)地址的映射。

關(guān)于兩種地址間的映射，TCP/IP專(zhuān)門(mén)提供了兩個(gè)協(xié)議，這就是我們前面1.3節(jié)提到的：

（1）ARP地址解析協(xié)議，用于從互聯(lián)網(wǎng)地址到物理地址的映射

（2）RARP逆向地址解析協(xié)議，用于從物理地址到互聯(lián)網(wǎng)地址的映射第四十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7.2從互聯(lián)網(wǎng)地址到物理地址映射方法:表格方式非表格方式直接映射動(dòng)態(tài)聯(lián)編第四十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五表格方式原理事先在各主機(jī)中建立互聯(lián)網(wǎng)地址——物理地址映射表特點(diǎn):簡(jiǎn)單映射表要人工建立和維護(hù)不適應(yīng)大規(guī)模和長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)或映射關(guān)系變化頻繁的網(wǎng)絡(luò)第四十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五非表格方式非表格方式采用全自動(dòng)技術(shù)，地址映射完全由機(jī)器自動(dòng)完成根據(jù)物理地址類(lèi)型的不同，非表格方式分為兩種直接映射動(dòng)態(tài)聯(lián)編第四十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五直接映射適用對(duì)象短而可自由配置的物理地址，如令牌環(huán)網(wǎng)ProNET網(wǎng)地址原理將物理地址編入互聯(lián)網(wǎng)地址碼的某個(gè)域中，如主機(jī)號(hào)第四十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五動(dòng)態(tài)聯(lián)編適用對(duì)象長(zhǎng)且固定的物理地址，如以太網(wǎng)地址廣播方式網(wǎng)絡(luò)原理主機(jī)A首先廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文，請(qǐng)求互聯(lián)網(wǎng)地址為IB。的主機(jī)回答其物理地址PB網(wǎng)上所有主機(jī)（包括B）都將收到該ARP請(qǐng)求，但只有B識(shí)別出自己的IB地址，并做出應(yīng)答B(yǎng)向A發(fā)回一個(gè)ARP響應(yīng)，回答自己的物理地址PB。第四十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五ARP高速緩存技術(shù)(caching)在每臺(tái)使用ARP的主機(jī)中，都保留了一個(gè)專(zhuān)用的內(nèi)存區(qū)（即高速緩存），存放最近獲得的互聯(lián)網(wǎng)地址一物理地址聯(lián)編。一收到ARP應(yīng)答，主機(jī)就將信宿機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)地址和物理地址存入緩存。解析地址時(shí)，首先去緩存中查找相應(yīng)聯(lián)編，若找不到，再利用ARP進(jìn)行地址解析。第四十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7.3從物理地址到互聯(lián)網(wǎng)地址含義從物理網(wǎng)絡(luò)地址得出對(duì)應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)地址TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)RARP（reverseARP）方法RARP服務(wù)器第五十頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五RARP原理RARP服務(wù)器有一個(gè)本網(wǎng)“物理地址－IP地址”映射表。當(dāng)RARP服務(wù)器受到RARP請(qǐng)求后，根據(jù)請(qǐng)求者的物理地址通過(guò)查找映射表得出互聯(lián)網(wǎng)地址，作為響應(yīng)假如網(wǎng)上同時(shí)有若干RARP服務(wù)器開(kāi)機(jī)，請(qǐng)求者會(huì)收到所有服務(wù)器的響應(yīng)，但它只使用最先到達(dá)的一個(gè)

第五十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五RARP服務(wù)器配置方法方法1：主次服務(wù)器法方法2：類(lèi)主次服務(wù)器法第五十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7.3地址解析報(bào)文如圖6-22所示

第五十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖6-22ARP/RARP報(bào)文格式

第五十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.7.4ARP/RARP報(bào)文格式長(zhǎng)度域指出以后各相應(yīng)域的長(zhǎng)度硬件類(lèi)型域指出發(fā)送者本機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口類(lèi)型（值“1”代表以太網(wǎng)）協(xié)議類(lèi)型域指出發(fā)送者所提供/請(qǐng)求的高級(jí)協(xié)議地址類(lèi)型(“0X0800”代表IP協(xié)議)。操作域指出本報(bào)文的類(lèi)型：“1”為ARP請(qǐng)求，“2”為ARP響應(yīng)，“3”為RARP請(qǐng)求，“4”為RARP響應(yīng)。第五十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五ARP報(bào)文處理進(jìn)行ARP請(qǐng)求時(shí)，發(fā)送者在“發(fā)送者硬件地址”域和“發(fā)送者協(xié)議地址”域分別填入本機(jī)物理地址和IP地址；并在“目標(biāo)(Target)協(xié)議地址”域填入欲解析目標(biāo)機(jī)的IP地址，在“操作”域填入“1”(ARP請(qǐng)求)。標(biāo)機(jī)處理請(qǐng)求時(shí)，在所缺域中填入相應(yīng)數(shù)據(jù)，交換發(fā)送者域和目標(biāo)域的位置（交換的目的在于統(tǒng)一“發(fā)送者”與“目標(biāo)”的概念，以便進(jìn)行一致處理），將“操作”域改為“2”（ARP響應(yīng)）。

第五十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五RARP報(bào)文處理與ARP請(qǐng)求報(bào)文不同的是，RARP請(qǐng)求報(bào)文指定本機(jī)既是發(fā)送者又是目標(biāo)機(jī)，并在“目的硬件地址”域也填入本機(jī)物理地址。RARP服務(wù)器處理請(qǐng)求時(shí)，在“目的IP地址”域填入