網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)-第九講

上講重點(diǎn)

劃分子網(wǎng)☆

理解劃分子網(wǎng)的基本原理

掌握子網(wǎng)劃分的方法

構(gòu)造超網(wǎng)☆

為什么需要引入CIDR

CIDR地址塊的劃分

IPv4

地址相關(guān)的綜合運(yùn)用☆湛江師范學(xué)院1本講重點(diǎn)

IP

地址中的特殊地址☆

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP及Tracert

使用了哪一類ICMP

報(bào)文

虛擬

網(wǎng)與因特網(wǎng)中的多播

下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6(IPng)湛江師范學(xué)院2第4章網(wǎng)絡(luò)互連4.6~4.8湛江師范學(xué)院網(wǎng)絡(luò)互連

互聯(lián)你我湛江師范學(xué)院4IPV4中的特殊地址湛江師范學(xué)院5IPV4中的特殊地址

在IPV4的地址空間（AddressSpace）中存在著若干個(gè)這樣的地址：

它們

特殊，各自擁有專門的用途

一般情況下，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)是不會(huì)被分配到這類地址

特殊地址可分為兩類：

特殊地址塊（SpecialBlocks）

普通地址塊中的特殊地址（SpecialAddresses

in

Eachblock）湛江師范學(xué)院6一、特殊地址塊特殊地址特殊地址塊全0地址全1地址環(huán)回地址私有地址多播地址普中特地址湛江師范學(xué)院7全1地址（255.255.255.255/32）

全1地址被稱作“有限廣播地址（Limited

BroadcastAddress

）”，即用于在當(dāng)前所在的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播的目的地址。湛江師范學(xué)院8全0地址（0.0.0.0/32）

全0地址0.0.0.0/32在主機(jī)不知道自己的IP地址且需要向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送IPv4數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)使用。

典型情況：

剛剛接入網(wǎng)絡(luò)并且沒有被分配有效地址的主機(jī)，可湛江師范學(xué)院9環(huán)回地址（127.0.0.0/8）

環(huán)回地址（Loopback

Addresses）用于在本機(jī)進(jìn)行軟件測試。

當(dāng)使用環(huán)回地址作為目的地址時(shí)，IP數(shù)據(jù)報(bào)僅僅是在本機(jī)上的各層協(xié)議之間“徘徊”。湛江師范學(xué)院10私有地址

私有地址（Private

Addresses），即僅僅分配給私人使用的地址，主要應(yīng)用于企業(yè)

。

處在企業(yè)外部的用戶，無法直接通過私有地址

企業(yè)

的用戶，即被“與世隔絕”了。

若想與外界保持聯(lián)系，則需要使用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)。湛江師范學(xué)院11多播地址

多播地址224.0.0.0/4，即分類IP地址中的D類地址，用于多播通信（Multicast

Communication）。湛江師范學(xué)院12

普通的地址塊中，時(shí)常會(huì)保留一些地址用于特殊用途。

但當(dāng)?shù)刂穳K的地址數(shù)非常有限，那么所有的地址都可以分配給主機(jī)。二、普中特地址特殊地址特殊地址塊普中特地址網(wǎng)絡(luò)地址直接廣播地址湛江師范學(xué)院13網(wǎng)絡(luò)地址

對(duì)于一個(gè)普通的地址塊來說，

如何去表示它呢？

可以使用該地址塊的起始地址來表示，即網(wǎng)絡(luò)前綴不變，網(wǎng)絡(luò)后綴全為0。

網(wǎng)絡(luò)地址即網(wǎng)絡(luò)后綴（主機(jī)號(hào)）全0的地址，用于標(biāo)示該網(wǎng)絡(luò)，一般不分配給主機(jī)使用。

例如：

已知某地址塊中的一個(gè)地址192.128.0.129/25，則該地址塊可表示為？湛江師范學(xué)院14直接廣播地址

直接廣播地址（Direct

Broadcast

Address），用于向本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。湛江師范學(xué)院15164.4

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP湛江師范學(xué)院湛江師范學(xué)院174.4

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP

為了提高IP

數(shù)據(jù)報(bào)交付成功的機(jī)會(huì)，在網(wǎng)際層使用了網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP。

ICMP

允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告。

ICMP

報(bào)文作為IP

層數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報(bào)的首部，組成IP

數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。4.4.1 ICMP

報(bào)文的種類

存在兩種ICMP

報(bào)文

ICMP

差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文

ICMP

詢問報(bào)文

ICMP

報(bào)文的前4

個(gè)字節(jié)是格式

類型

代碼

檢驗(yàn)和的三個(gè)字段

之后的4

個(gè)字節(jié)的內(nèi)容與ICMP

的類型有關(guān)湛江師范學(xué)院18ICMP

差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文共有5

種12345終點(diǎn)源點(diǎn)時(shí)間參數(shù)改變不可達(dá)抑制超過問題路由湛江師范學(xué)院19湛江師范學(xué)院20ICMP

詢問報(bào)文

ICMP詢問報(bào)文

回送請(qǐng)求和回答報(bào)文

時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文

下面的ICMP

報(bào)文不再使用

信息請(qǐng)求與回答報(bào)文

掩碼地址請(qǐng)求和回答報(bào)文

路由器詢問和通告報(bào)文4.4.2

ICMP的應(yīng)用舉例湛江師范學(xué)院21Tracert的應(yīng)用舉例tracert湛江師范學(xué)院22234.5

因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議湛江師范學(xué)院4.5

因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議簡單

完整

自適應(yīng)

最佳正確 穩(wěn)定理想的路由算法湛江師范學(xué)院24關(guān)于“最佳路由”

不存在一種

最佳路由算法

所謂“最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已

實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。湛江師范學(xué)院25從路由算法的自適應(yīng)性考慮

靜態(tài)路由選擇策略

非自適應(yīng)路由選擇

簡單且開銷較小

不

適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化

動(dòng)態(tài)路由選擇策略

自適應(yīng)路由選擇

適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化

實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、開銷較大湛江師范學(xué)院26分層次的路由選擇協(xié)議

目前采用的路由選擇協(xié)議實(shí)際上是分層次的

因特網(wǎng)的規(guī)模非常大

路由器

如此規(guī)模的路由信息成本巨大

許多單位在保護(hù)企業(yè)隱私的同時(shí)連接到因特網(wǎng)湛江師范學(xué)院27因特網(wǎng)有兩大類路由選擇協(xié)議網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP

(Interi ateway

Protocol)

在自治系統(tǒng)

的路由選擇協(xié)議

常見的有RIP

和OSPF

協(xié)議

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP

(External

Gateway

Protocol)

源站和目的站不在同一自治系統(tǒng)

目前使用最多的是BGP-4湛江師范學(xué)院28因特網(wǎng)有兩大類路由選擇協(xié)議湛江師范學(xué)院294.5.2

網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP

路由信息協(xié)議RIP

是泛使用的協(xié)議。網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP中最先得到廣

RIP

是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。

RIP

協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)路由器都要

從它自己到其他每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。湛江師范學(xué)院30湛江師范學(xué)院31“距離”的定義

從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為1。

從一個(gè)路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加1。

RIP

協(xié)議中的“距離”也稱為“跳數(shù)”(hop

count)，因?yàn)槊拷?jīng)過一個(gè)路由器，跳數(shù)就加1。

這里的“距離”實(shí)際上指的是“最短距離”。湛江師范學(xué)院32“距離”的定義

RIP

認(rèn)為一個(gè)好的路由就是它通過的路由器的數(shù)目少，即“距離短”。

RIP

允許一條路徑最多只能包含15

個(gè)路由器。

“距離”的最大值為16

時(shí)即相當(dāng)于不可達(dá)?？梢奟IP

只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。

RIP

不能在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間同時(shí)使用多條路由。334.6

因特網(wǎng)中的多播湛江師范學(xué)院4.6.1 IP

多播的基本概念湛江師范學(xué)院共有90個(gè)主機(jī)接收服務(wù)器M……90個(gè)30個(gè)30個(gè)不使用多播時(shí)需要發(fā)送90次單播34R

4R

2R

1R

3…多播可明顯減少網(wǎng)絡(luò)資源的消耗湛江師范學(xué)院多播組成員共有90個(gè)多播………服務(wù)器M發(fā)送1次多播1個(gè)354.7

虛擬網(wǎng)湛江師范學(xué)院364.7

虛擬

網(wǎng)

本地地址——僅在機(jī)構(gòu)

的IP

地址，可以由本機(jī)構(gòu)自行分配，而不需要向因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)。

全球地址——全球唯一的IP地址，必須向因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)。湛江師范學(xué)院374.7

虛擬

網(wǎng)）

虛擬

網(wǎng)絡(luò)（Virtual

Private

Network，簡稱指的是在公用網(wǎng)絡(luò)上建立

網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。湛江師范學(xué)院38內(nèi)聯(lián)網(wǎng)intranet

和外聯(lián)網(wǎng)extranet

由部門A

和B

的 網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的虛擬又稱為內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(intranet)。網(wǎng)網(wǎng)

一個(gè)機(jī)構(gòu)和某些外部機(jī)構(gòu)共同建立的虛擬又稱為外聯(lián)網(wǎng)(extranet)。部門

A部門

BXYR

1R

21

2

5

.

1

.

2

.

31

9

4

.

4

.

5

.

61

0

.

1

.

0

.

11

0

.

2

.

0

.

3虛擬

網(wǎng)湛江師范學(xué)院394.8

下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6

(IPng)湛江師范學(xué)院404.8.1

解決IP

地址耗盡的措施

從計(jì)算機(jī)本身發(fā)展以及從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率來看，現(xiàn)在IPv4

已很不適用。問題是32

位的IP

地址不夠用

到2011年2月，IPv4的地址已經(jīng)耗盡湛江師范學(xué)院414.8.1

解決IP

地址耗盡的措施

要解決IP

地址耗盡的問題的措施：

采用無類別編址CIDR

采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT

采用新版本的IP

協(xié)議IPv6湛江師范學(xué)院424.8.2 IPv6

的基本首部主要變化更大的地址空間擴(kuò)展的地址層次結(jié)構(gòu)靈活的首部格式改進(jìn)的選項(xiàng)允許協(xié)議繼續(xù)擴(kuò)充支持即插即用支持資源的預(yù)分配湛江師范學(xué)院43IPv6

數(shù)據(jù)報(bào)的首部首部長度變?yōu)楣潭ǖ?0

字節(jié)稱為基本首部(baseheader)去除不必要功能首部的字段數(shù)減少到只有8

個(gè)取消了首部的檢驗(yàn)和字段加快路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的速度固定首部長度去除不必要功能無首部校驗(yàn)和湛江師范學(xué)院44基本首部IPv6

數(shù)據(jù)報(bào)的一般形式擴(kuò)展首部

1擴(kuò)展首部

N…數(shù)

據(jù)

部

分選項(xiàng)IPv

6

數(shù)據(jù)報(bào)有效載荷湛江師范學(xué)院45目

的

地

址（

128位）源

地

址（

128位）版本通信量類流

標(biāo)

號(hào)有效載荷長度下一個(gè)首部跳數(shù)限制有效載荷（擴(kuò)展首部/數(shù)據(jù)）基本首部（

40

B）有效載荷(至64

KB)0412162431位湛江師范學(xué)院4616192431位

0版本標(biāo)志協(xié)

議標(biāo)

識(shí)生存時(shí)間區(qū)分服務(wù)總

長

度片

偏

移填

充首

部

檢

驗(yàn)

和源

地

址目

的

地

址48首部長度首部固定部分MF議程。可

選

字 段

（長

度

可

變）數(shù)

據(jù)

部

分標(biāo)志(flag)

占

3

位，目前只有前兩位有意義。首部檢驗(yàn)和(16

位)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部這里不采用CRC檢驗(yàn)碼而采用反碼算數(shù)運(yùn)算方法。只有當(dāng)DF

0時(shí)才允許分片。源地址和目的地址都各占4字節(jié)湛江師范學(xué)院474.8.3 IPv6

的編址IPv6

數(shù)據(jù)報(bào)目的地址的基本類型單播(unicast)多播(multicast)任播(anycast)湛江師范學(xué)院48結(jié)點(diǎn)與接口

IPv6

將實(shí)現(xiàn)IPv6

的主機(jī)和路由器均稱為結(jié)點(diǎn)。湛江師范學(xué)院49冒號(hào)十六進(jìn)制記法

每個(gè)16

位的值用十六進(jìn)制值表示，各值之間用冒號(hào)分隔：

零壓縮(zero

compression)，即一連串連續(xù)的零可以為一對(duì)冒號(hào)所取代。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFFFF05:0:0:0:0:0:0:B3

→

FF05

::

B3湛江師范學(xué)院50點(diǎn)分十進(jìn)制記法的后綴

IPv4地址：128.10.2.1

IPv4向IPv6過渡：0:0:0:0:0:0:128.10.2.1

使用零壓縮可得出：

::128.10.2.1

CIDR的斜線表示法仍然可用

60

位的前綴12AB00000000CD3

可記為：12AB:0000:0000:CD30:0000:00