網(wǎng)絡(luò)層 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層2qIPv4地址地址分類分類、子網(wǎng)劃分、子網(wǎng)劃分、CIDR（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） q路由算法路由算法(距離距離-向量路由，鏈路狀態(tài)路由向量路由，鏈路狀態(tài)路由)原理及原理及其具體實(shí)現(xiàn)其具體實(shí)現(xiàn)(RIP和和OSPF) （重點(diǎn)）（重點(diǎn)） qIPv4分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）q網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議(ARP、ICMP 、 DHCP) （理解）理解）q 路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)（理解）理解）qIP組播、組播、IPv6（了解）（了解） IP地址地址 IP地址分類與表示地址分類與表示 子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分 CIDR-Classless InterDo

2、main RoutingIP地址的層次結(jié)構(gòu)和分類地址的層次結(jié)構(gòu)和分類 IP地址分為地址分為A、B、C、D、E類類031NetIDHostID1110多址傳送地址多址傳送地址110前綴前綴后綴后綴0前綴前綴后綴后綴0816311 0前綴前綴后綴后綴1111保留將來(lái)使用保留將來(lái)使用A類類B類類C類類D類類E類類大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)地址類別地址類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)主機(jī)數(shù)主機(jī)數(shù)A0127（128）16777216-2B128191（16384）65536-2C192223（2097152）256-2CLASS ACLASS BCLASS C私有網(wǎng)絡(luò)的私有網(wǎng)絡(luò)的IP地

3、址地址 IANA（Internet Assigned Number Authority）保留保留給私有網(wǎng)絡(luò)的給私有網(wǎng)絡(luò)的IP地址段地址段地址類別地址類別地地 址址A類類10.0.0.0 - 10.255.255.255B類類172.16.0.0 - 172.31.255.255C類類192.168.0.0 - 192.168.255.255IP地址地址 IP地址分類與表示地址分類與表示 子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分 CIDR-Classless InterDomain Routing NAT-Network Address Translation子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分 隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，雖然能為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供大

4、量的隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，雖然能為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供大量的IP地地址（如址（如B類地址），但通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）內(nèi)支類地址），但通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）內(nèi)支撐不了那么多的主機(jī)撐不了那么多的主機(jī) 解決的方法是允許在內(nèi)部將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)子網(wǎng)，而解決的方法是允許在內(nèi)部將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)子網(wǎng)，而對(duì)外仍像一個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外仍像一個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的主機(jī)的IP地址分配地址分配按子網(wǎng)劃分按子網(wǎng)劃分從從IP地址的主機(jī)號(hào)的高位部分取出若干位作為子地址的主機(jī)號(hào)的高位部分取出若干位作為子網(wǎng)的標(biāo)識(shí)，其余作為子網(wǎng)中的主機(jī)標(biāo)識(shí)，在子網(wǎng)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)，其余作為子網(wǎng)中的主機(jī)標(biāo)識(shí)，在子網(wǎng)中，主機(jī)標(biāo)識(shí)可任意指定中，主機(jī)標(biāo)識(shí)可任意指定網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)

5、號(hào)子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)號(hào)主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)掩碼的作用子網(wǎng)掩碼的作用因?yàn)樽泳W(wǎng)地址長(zhǎng)度不是固定的，所以必須說(shuō)明設(shè)備地因?yàn)樽泳W(wǎng)地址長(zhǎng)度不是固定的，所以必須說(shuō)明設(shè)備地址中的哪一部分是包含子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址段，地址中哪址中的哪一部分是包含子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址段，地址中哪一部分是主機(jī)地址段一部分是主機(jī)地址段子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼（續(xù)（續(xù)1）一個(gè)一個(gè)C類主機(jī)地址為類主機(jī)地址為202.120.3.99，所屬，所屬 子網(wǎng)號(hào)為子網(wǎng)號(hào)為 011，其掩碼應(yīng)為：，其掩碼應(yīng)為：255.255.255.224子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址主機(jī)地址C類類IP地址地址 11001010 01111000 00000011 0

6、11 0 0 0 11202120399掩掩 碼碼11111111 11111111 11111111 1 1 1 000 0 0255255255224掩碼也可用更簡(jiǎn)潔的方式表示：掩碼也可用更簡(jiǎn)潔的方式表示：202.120.3.99/27，其中其中27表示掩碼中表示掩碼中1的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)子網(wǎng)劃分實(shí)例子網(wǎng)劃分實(shí)例1某單位有三個(gè)部門，分別有自己的網(wǎng)絡(luò)，雖然每個(gè)部門的主機(jī)數(shù)某單位有三個(gè)部門，分別有自己的網(wǎng)絡(luò)，雖然每個(gè)部門的主機(jī)數(shù)都比較少，但也需要三個(gè)都比較少，但也需要三個(gè)C類地址（因?yàn)闆]有比類地址（因?yàn)闆]有比C類地址更小的類地址更小的了），掩碼為：了），掩碼為：255.255.255.0 Net12

7、02.120.1.0 Net2202.120.2.0 Net3202.120.3.0 202.120.1.1 202.120.1.2 202.120.1.3 202.120.1.4 202.120.3.1 202.120.3.2 202.120.3.3 202.120.2.1 202.120.2.2 202.120.2.3路由器路由器掩碼：掩碼：255.255.255.0 Net1202.120.1.0 Net2202.120.2.0 Net3202.120.3.0 202.120.1.1 202.120.1.2 202.120.1.3 202.120.1.4 202.120.3.1 202.

8、120.3.2 202.120.3.3 202.120.2.1 202.120.2.2 202.120.2.3路由器路由器選擇子網(wǎng)號(hào)長(zhǎng)度選擇子網(wǎng)號(hào)長(zhǎng)度 三個(gè)子網(wǎng)一共只有三個(gè)子網(wǎng)一共只有10臺(tái)主機(jī)，因此一個(gè)臺(tái)主機(jī)，因此一個(gè)C類地址就類地址就足夠了足夠了 子網(wǎng)和主機(jī)所需位數(shù)的分配：可以根據(jù)子網(wǎng)數(shù)或者子網(wǎng)和主機(jī)所需位數(shù)的分配：可以根據(jù)子網(wǎng)數(shù)或者每個(gè)子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)來(lái)決定每個(gè)子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)來(lái)決定 如按子網(wǎng)數(shù)來(lái)決定：如按子網(wǎng)數(shù)來(lái)決定：3個(gè)子網(wǎng)需要個(gè)子網(wǎng)需要2位編碼：位編碼：00，01，10，11，但一般，但一般00和和11保留，因此保留，因此3個(gè)子網(wǎng)需要個(gè)子網(wǎng)需要3位編碼，則子網(wǎng)掩碼為：位編碼，則子網(wǎng)掩碼

9、為：202.120.1.0/27子網(wǎng)劃分實(shí)例子網(wǎng)劃分實(shí)例2SubNet 1 = 001 202.120.3.32/27SubNet 2 = 010 202.120.3.64/27SubNet 3 = 011202.120.3.96/27 202.120.3.33 202.120.3.34 202.120.3.35 202.120.3.36 202.120.3.97 202.120.3.98 202.120.3.99 202.120.3.65 202.120.3.66 202.120.3.67路由器路由器采用子網(wǎng)劃分技術(shù)，可節(jié)約采用子網(wǎng)劃分技術(shù)，可節(jié)約IP地址，圖中掩碼為：地址，圖中掩碼為：25

10、5.255.255.224掩碼：掩碼：255.255.255.224子網(wǎng)劃分實(shí)例子網(wǎng)劃分實(shí)例3例：某單位有多個(gè)部門，每個(gè)部門的機(jī)器數(shù)為例：某單位有多個(gè)部門，每個(gè)部門的機(jī)器數(shù)為20個(gè)左個(gè)左右，現(xiàn)申請(qǐng)有一個(gè)右，現(xiàn)申請(qǐng)有一個(gè)C類地址類地址 202.10.23.0，問(wèn)：，問(wèn)： 就就目前而言，如何劃分子網(wǎng)較為合理，請(qǐng)確定子網(wǎng)目前而言，如何劃分子網(wǎng)較為合理，請(qǐng)確定子網(wǎng)掩碼，每個(gè)子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)最多為多少臺(tái)掩碼，每個(gè)子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)最多為多少臺(tái)?用用3位表示子網(wǎng)號(hào)，位表示子網(wǎng)號(hào)，5位表示主機(jī)號(hào)是合理的，所以：位表示主機(jī)號(hào)是合理的，所以：掩碼為：掩碼為：255.255.255.224；最多的子網(wǎng)個(gè)數(shù)：；最多的子網(wǎng)個(gè)數(shù)

11、：8(6)個(gè)個(gè) 每個(gè)子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)最多可接：每個(gè)子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)最多可接：32 2 = 30（臺(tái)）（臺(tái)）某個(gè)主機(jī)某個(gè)主機(jī)IP地址及其掩碼也可寫成：地址及其掩碼也可寫成：202.10.23.47/27IP地址地址 IP地址分類與表示地址分類與表示 子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分 CIDR-Classless InterDomain Routing NAT-Network Address TranslationCIDR無(wú)類域間路由無(wú)類域間路由 為什么要引入為什么要引入CIDR 一個(gè)一個(gè)B類地址對(duì)大多數(shù)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)還是太大，類地址對(duì)大多數(shù)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)還是太大，C類地址又太類地址又太小，網(wǎng)絡(luò)地址本身又非常緊缺小，網(wǎng)絡(luò)地址本身又非

12、常緊缺 解決辦法：（解決辦法：（RFC1519） 以可變長(zhǎng)分塊的方式分配所剩的以可變長(zhǎng)分塊的方式分配所剩的C類網(wǎng)絡(luò)，把若類網(wǎng)絡(luò)，把若干個(gè)干個(gè)C類地址（必須是連續(xù)的）捆綁成一個(gè)組地類地址（必須是連續(xù)的）捆綁成一個(gè)組地址，作為一個(gè)分配單元址，作為一個(gè)分配單元 甚至也可把甚至也可把256個(gè)個(gè)C類地址合成一個(gè)類地址合成一個(gè)B類地址類地址 引入引入CIDR的好處的好處 提高提高IP地址的利用率地址的利用率 縮短路由表縮短路由表 無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是：無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是： IP地址地址 := , (4-3) CIDR 還使用還使用“斜線記法斜線記法”(slash notation)，即在，即在

13、IP 地址面加上一個(gè)斜線地址面加上一個(gè)斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中數(shù)（這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)）無(wú)分類無(wú)分類的兩級(jí)編址的兩級(jí)編址 128.14.32.0/20 表示的地址（表示的地址（212 個(gè)地址）個(gè)地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 00000011100000

14、00 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 11111111所有地址的 20 位前綴都是一樣的最小地址最大地址構(gòu)成超網(wǎng)構(gòu)成超網(wǎng) 前綴長(zhǎng)度不超過(guò)前綴長(zhǎng)度不超過(guò) 23 位的位的 CIDR

15、 地址塊都包含了多個(gè)地址塊都包含了多個(gè) C 類地址。類地址。 這些這些 C 類地址合起來(lái)就構(gòu)成了超網(wǎng)。類地址合起來(lái)就構(gòu)成了超網(wǎng)。 網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。而在網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。而在三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)的IP地址中，劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡(luò)前綴變長(zhǎng)。地址中，劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡(luò)前綴變長(zhǎng)。 CIDR 地址塊劃分舉例地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)206.0.68.0/22206.0.64.0/18ISP大學(xué) X一系二系三系四系206.0.71.128/26206.0.71.192/26206.0.68.0/25206.0.68.128/25206.0.69.0/25206.0

16、.69.128/25206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/25206.0.68.0/23 單位 地址塊 二進(jìn)制表示 地址數(shù) ISP 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01* 16384 大學(xué) 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.00000000.01000

17、10* 512 二系 206.0.70.0/24 11001110.00000000.01000110.* 256 三系 206.0.71.0/25 11001110.00000000.01000111.0* 128 四系 206.0.71.128/25 11001110.00000000.01000111.1* 128CIDR 地址塊劃分舉例地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)206.0.68.0/22206.0.64.0/18ISP大學(xué) X一系二系三系四系206.0.71.128/26206.0.71.192/26206.0.68.0/25206.0.68.128/25206.0.69.0/25206.

18、0.69.128/25206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/25206.0.68.0/23這個(gè) ISP 共有 64 個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)。如果不采用 CIDR 技術(shù)，則在與該 ISP 的路由器交換路由信息的每一個(gè)路由器的路由表中，就需要有 64 個(gè)項(xiàng)目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 個(gè)項(xiàng)目 206.0.64.0/18 就能找到該 ISP。 最長(zhǎng)前綴匹配最長(zhǎng)前綴匹配 應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選

19、擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的路由：應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的路由：最最長(zhǎng)前綴匹配長(zhǎng)前綴匹配(longest-prefix matching)。 網(wǎng)絡(luò)前綴越長(zhǎng)，其地址塊就越小，因而路由就越具體網(wǎng)絡(luò)前綴越長(zhǎng)，其地址塊就越小，因而路由就越具體(more specific) 。收到的分組的目的地址 D = 206.0.71.128路由表中的項(xiàng)目：206.0.68.0/22 （ISP） 206.0.71.128/25 （四系）查找路由表中的第 1 個(gè)項(xiàng)目AND D = 206. 0. 01000100. 0第 1 個(gè)項(xiàng)目 206.0.68.0/22 的掩碼 M 有 22 個(gè)連續(xù)的 1。M = 111

20、11111 11111111 11111100 00000000因此只需把 D 的第 3 個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。M = 11111111 11111111 11111100 00000000206. 0. 01000100. 0與 206.0.68.0/22 匹配收到的分組的目的地址 D = 206.0.71.128路由表中的項(xiàng)目：206.0.68.0/22 （ISP） 206.0.71.128/25 （四系）再查找路由表中的第 2 個(gè)項(xiàng)目AND D = 206. 0. 71. 10000000第 2 個(gè)項(xiàng)目 206.0.71.128/25 的掩碼 M 有 25 個(gè)連續(xù)的 1。M = 11111

21、111 11111111 11111111 10000000因此只需把 D 的第 4 個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。M = 11111111 11111111 11111111 10000000206. 0. 71. 10000000與 206.0.71.128/25 匹配28qIPv4地址地址分類分類、子網(wǎng)劃分、子網(wǎng)劃分、CIDR（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） 路由算法路由算法(距離距離-向量路由，鏈路狀態(tài)路由向量路由，鏈路狀態(tài)路由)原理及原理及其具體實(shí)現(xiàn)其具體實(shí)現(xiàn)(RIP和和OSPF) （重點(diǎn)）（重點(diǎn)） qIPv4分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）q網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議(

22、ARP、DHCP、ICMP) （理解）理解）q 路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)（理解）理解）qIP組播、組播、IPv6（了解）（了解） 自適應(yīng)算法（自適應(yīng)算法（adaptive algorithmadaptive algorithm） 距離矢量算法（距離矢量算法（D-V） 鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（L-S）路由器動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)一張最優(yōu)的路由表路由器動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)一張最優(yōu)的路由表D-V算法的工作原理算法的工作原理 每個(gè)路由器用兩個(gè)向量每個(gè)路由器用兩個(gè)向量Di和和Si來(lái)表示該點(diǎn)到網(wǎng)上所有來(lái)表示該點(diǎn)到網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)的路徑距離及其下一個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的路徑距離及其下一個(gè)節(jié)點(diǎn) 相鄰路由器之間交換路徑信息相鄰

23、路由器之間交換路徑信息 各節(jié)點(diǎn)根據(jù)路徑信息更新路由表各節(jié)點(diǎn)根據(jù)路徑信息更新路由表 di1：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i 到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1 的時(shí)延向量的時(shí)延向量di2：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i 到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)2 的時(shí)延向量的時(shí)延向量 Di =di1di2di3dinSi =si1si2si3sinsi1：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)si2：從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)2的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的一條最小時(shí)延路徑上的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)其中：其中：n 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)Di節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i的時(shí)延向量的時(shí)延向量dij節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i到到j(luò)的最小時(shí)延的當(dāng)前估計(jì)值的最小時(shí)延

24、的當(dāng)前估計(jì)值Si節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i的后繼節(jié)點(diǎn)向量的后繼節(jié)點(diǎn)向量sij從節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)i到到j(luò)的最小時(shí)延路徑上的下一節(jié)點(diǎn)的最小時(shí)延路徑上的下一節(jié)點(diǎn) 路由表的更新路由表的更新dij = min(dix + dxj) ( x A )（從（從i到到j(luò)的時(shí)延取途經(jīng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的時(shí)延的最小值）的時(shí)延取途經(jīng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的時(shí)延的最小值） Sij = x（從（從i到到j(luò)途經(jīng)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為途經(jīng)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為x） 其中：其中：A 與與i相鄰的所有節(jié)點(diǎn)的集合相鄰的所有節(jié)點(diǎn)的集合diji到到j(luò) 的最短距離的最短距離dixi到到x的最短距離的最短距離dxjx到到j(luò) 的最短距離的最短距離 距離向量算法距離向量算法D-V算法的缺點(diǎn)算法的缺點(diǎn)

25、 交換的路徑信息量大交換的路徑信息量大 路徑信息不一致路徑信息不一致 收斂速度慢（壞消息）收斂速度慢（壞消息） 不適合大型網(wǎng)絡(luò)不適合大型網(wǎng)絡(luò)無(wú)窮計(jì)算問(wèn)題無(wú)窮計(jì)算問(wèn)題 好消息傳播得快，壞消息傳播得慢好消息傳播得快，壞消息傳播得慢ABCDE初始時(shí)初始時(shí)1第第1次交換后次交換后12第第2次交換后次交換后123第第3次交換后次交換后1234第第4次交換后次交換后ABCDE1234初始時(shí)初始時(shí)3234第第1次交換后次交換后3434第第2次交換后次交換后5454第第3次交換后次交換后5656第第4次交換后次交換后7676第第5次交換后次交換后7878第第6次交換后次交換后 A下網(wǎng)了下網(wǎng)了自適應(yīng)算法自適應(yīng)算

26、法（adaptive algorithm） 距離矢量算法（距離矢量算法（D-V） 鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（L-S）路由器動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)一張最優(yōu)的路由表路由器動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)一張最優(yōu)的路由表鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（ L-S ） （Link State Routing） 基本思想：基本思想： 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算到每個(gè)

27、其他路由器的最短路徑發(fā)現(xiàn)鄰接節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)鄰接節(jié)點(diǎn) 當(dāng)一個(gè)路由器啟動(dòng)后，向每個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)線路發(fā)送當(dāng)一個(gè)路由器啟動(dòng)后，向每個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)線路發(fā)送HELLO分組分組（攜帶自己的網(wǎng)絡(luò)地址），另一端的路由器發(fā)送回來(lái)一個(gè)應(yīng)（攜帶自己的網(wǎng)絡(luò)地址），另一端的路由器發(fā)送回來(lái)一個(gè)應(yīng)答來(lái)說(shuō)明它是誰(shuí)，即通報(bào)其網(wǎng)絡(luò)地址答來(lái)說(shuō)明它是誰(shuí)，即通報(bào)其網(wǎng)絡(luò)地址鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（ L-S ）基本思想：基本思想： 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其

28、他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑測(cè)量線路開銷測(cè)量線路開銷 發(fā)送一個(gè)發(fā)送一個(gè)ECHO分組要求對(duì)方立即響應(yīng)，通過(guò)測(cè)量一個(gè)來(lái)回分組要求對(duì)方立即響應(yīng)，通過(guò)測(cè)量一個(gè)來(lái)回時(shí)間再除以時(shí)間再除以2，發(fā)送方就可以得到一個(gè)延遲估計(jì)值，想要更，發(fā)送方就可以得到一個(gè)延遲估計(jì)值，想要更精確些，可以重復(fù)這一過(guò)程，取其平均值精確些，可以重復(fù)這一過(guò)程，取其平均值 鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（ L-S ）基本思想：基本思想： 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一

29、個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑構(gòu)造分組構(gòu)造分組子網(wǎng)及其節(jié)點(diǎn)到其鄰節(jié)點(diǎn)（路由器）的線路開銷測(cè)量值（子網(wǎng)及其節(jié)點(diǎn)到其鄰節(jié)點(diǎn)（路由器）的線路開銷測(cè)量值（即延時(shí)，假設(shè)以即延時(shí)，假設(shè)以ms計(jì)）計(jì)）ABCDEF序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)序號(hào)年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡年齡B4A4B2C3A5B6E5C2D3 F7 C1 D7F6E1F8E8AE324FDCB56187子網(wǎng)的鏈路、狀態(tài)及分組情況：子網(wǎng)的鏈路、狀態(tài)及分組情

30、況： 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A僅與節(jié)點(diǎn)僅與節(jié)點(diǎn)B和和E相鄰相鄰A B的時(shí)延為的時(shí)延為4msA E的時(shí)延為的時(shí)延為5ms 鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（ L-S ）基本思想：基本思想： 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑發(fā)布鏈路狀態(tài)分組發(fā)布鏈路狀態(tài)分組 用擴(kuò)散法（向鄰接的節(jié)點(diǎn)）發(fā)布鏈路狀態(tài)分組用擴(kuò)散法（向鄰接的節(jié)點(diǎn)）發(fā)布鏈路狀

31、態(tài)分組 （以（以B為例，為例，B的鄰接點(diǎn)有的鄰接點(diǎn)有A、C、F） 源源序號(hào)序號(hào)年齡年齡ACFACF數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)A2160011100 F2160110001 E2159010101 C2060101010 D2159100011 源節(jié)點(diǎn)源節(jié)點(diǎn)E的鏈路狀態(tài)分組經(jīng)的鏈路狀態(tài)分組經(jīng)A和和F到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)B必須必須再將再將E的狀態(tài)分組轉(zhuǎn)送到的狀態(tài)分組轉(zhuǎn)送到C，并向，并向A和和F發(fā)發(fā)ACK 發(fā)送標(biāo)志發(fā)送標(biāo)志ACK標(biāo)志標(biāo)志Tnbm P365 Fig. 5-14 鏈路狀態(tài)分組的轉(zhuǎn)發(fā)和確認(rèn)鏈路狀態(tài)分組的轉(zhuǎn)發(fā)和確認(rèn)鏈路狀態(tài)算法（鏈路狀態(tài)算法（ L-S ）基本思想：基本思想： 發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)

32、絡(luò)地址發(fā)現(xiàn)它的鄰接節(jié)點(diǎn)，并得到其網(wǎng)絡(luò)地址 測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷測(cè)量它到各鄰接節(jié)點(diǎn)的延遲或開銷 組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息組裝一個(gè)分組以告知它剛知道的所有信息 將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器將這個(gè)分組發(fā)給所有其他路由器 計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算到每個(gè)其他路由器的最短路徑計(jì)算新路由計(jì)算新路由 用用Dijkstra算法計(jì)算到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由算法計(jì)算到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由 得到該節(jié)點(diǎn)到每個(gè)節(jié)得到該節(jié)點(diǎn)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑點(diǎn)的最短路徑最短路由選擇最短路由選擇（Dijkstra） Dijkstra算法（算法（1959）：通過(guò)用邊的權(quán)值作為距離）：通過(guò)用邊的權(quán)值作為距離的度量來(lái)計(jì)算最短路

33、徑，有最少邊數(shù)的路徑不一定的度量來(lái)計(jì)算最短路徑，有最少邊數(shù)的路徑不一定是最短路徑是最短路徑 1674329115328635如下圖：如下圖：5和和4之間邊數(shù)最少的路徑是之間邊數(shù)最少的路徑是5234但最短路徑是但最短路徑是523674 采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集合集合S：尚未找到最短路徑的節(jié)點(diǎn)：尚未找到最短路徑的節(jié)點(diǎn)的集合的集合數(shù)組數(shù)組R：Ri為從指定源點(diǎn)去節(jié)點(diǎn)為從指定源點(diǎn)去節(jié)點(diǎn)i的路徑上的路徑上，節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)i的前一個(gè)的前一個(gè) 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)組數(shù)組D：Di為從指定源點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)為從指定源點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)i的最短距的最短距離離算法的初始化算法的初始化 初始化集合初始化集合S為除源節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)為除源節(jié)點(diǎn)外的

34、所有節(jié)點(diǎn) 初始化數(shù)組初始化數(shù)組D：如果從源節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)：如果從源節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)v的邊存在，則的邊存在，則D(v)為該邊的權(quán)值，否則為無(wú)窮大為該邊的權(quán)值，否則為無(wú)窮大 初始化數(shù)組初始化數(shù)組R：如果從源節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)：如果從源節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)v的邊存在，則的邊存在，則R(v)為源節(jié)點(diǎn)，否則為為源節(jié)點(diǎn)，否則為0算法算法 WHILE（集合（集合S非空）非空） 從從S中選一節(jié)點(diǎn)中選一節(jié)點(diǎn)u，使，使Du最??；最??；如果（如果（Du為無(wú)窮大）為無(wú)窮大）錯(cuò)誤！無(wú)路徑存在，退出錯(cuò)誤！無(wú)路徑存在，退出把把u從從S中刪去；中刪去；對(duì)對(duì)(u,v)是邊的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是邊的每個(gè)節(jié)點(diǎn)v 如果（如果（v仍在仍在S中）中）C=Du+weight(

35、u,v);如果如果 （CDv） /*v找到了一條更短的路徑找到了一條更短的路徑*/Rv= u; /*替換替換v的最短路徑及長(zhǎng)度的最短路徑及長(zhǎng)度*/Dv=C;DijkstraDijkstra算法算法AEDCB212113計(jì)計(jì) 算算BCDEF02,A5,A1,A ,- ,-12,A4,D2,D ,-22,A4,D4,E33,E4,E44,E源點(diǎn)源點(diǎn)A到所有結(jié)點(diǎn)的最短路徑到所有結(jié)點(diǎn)的最短路徑F3552DFEABC11212L-S圖圖SPF樹樹L-S路由算法的優(yōu)缺點(diǎn)路由算法的優(yōu)缺點(diǎn) LS的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 路由信息的一致性好，壞消息也一樣傳播得快路由信息的一致性好，壞消息也一樣傳播得快 狀態(tài)分組的長(zhǎng)度較短，

36、僅包含到鄰接點(diǎn)的距離等，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分組的長(zhǎng)度較短，僅包含到鄰接點(diǎn)的距離等，與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模關(guān)系不大，傳輸所耗用的網(wǎng)絡(luò)帶寬不大，所以可適用規(guī)模關(guān)系不大，傳輸所耗用的網(wǎng)絡(luò)帶寬不大，所以可適用于大型網(wǎng)絡(luò)于大型網(wǎng)絡(luò) LS的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 每個(gè)路由器需要有較大的存儲(chǔ)空間，用以存儲(chǔ)所收到的每每個(gè)路由器需要有較大的存儲(chǔ)空間，用以存儲(chǔ)所收到的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)分組一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)分組 計(jì)算工作量大，每次都必須計(jì)算最短路徑計(jì)算工作量大，每次都必須計(jì)算最短路徑內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 RIP (Routing Information Protocol) RIP 是一種分布式的基于是一種分布式的基于距離向量距離向量的路由

37、選擇協(xié)議。的路由選擇協(xié)議。 RIP 協(xié)議中的協(xié)議中的“距離距離”也稱為也稱為“跳數(shù)跳數(shù)”(hop count)，因?yàn)槊拷?jīng)過(guò)一個(gè)路由器，跳數(shù)就加，因?yàn)槊拷?jīng)過(guò)一個(gè)路由器，跳數(shù)就加 1。 “距離距離”的最大值為的最大值為16 時(shí)即相當(dāng)于不可達(dá)。可見時(shí)即相當(dāng)于不可達(dá)。可見 RIP 只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。1 1 2 1 3 1 FEDCBA5 1 6 1 2 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 一開始，各路由表只有到相鄰路由器的信息網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 1“4”表示“從本路由器到網(wǎng) 4”“1”表示“距離是 1”“ ”表示“直接交付”1 1 2 1 3

38、 1 FEDCBA5 1 6 1 2 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 11 1 2 1 3 1 4 1 6 1 1 2 A2 2 A3 1 4 1 6 2 C更新后A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 1 的距離是 1?！币虼?B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 1，距離是 2，經(jīng)過(guò) A。”1 1 2 1 3 1 FEDCBA5 1 6 1 2 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 11 1 2 1 3 1 4 1 6

39、 1 1 2 A2 2 A3 1 4 1 6 2 C更新后A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 2 的距離是 1。”因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 2，距離是 2，經(jīng)過(guò) A?！? 1 2 1 3 1 FEDCBA5 1 6 1 2 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 11 1 2 1 3 1 4 1 6 1 1 2 A2 2 A3 1 4 1 6 2 C更新后A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 3 的距離是 1?！钡?B 沒有必要繞道經(jīng)過(guò)路由器 A再到達(dá)網(wǎng) 3，因此這一項(xiàng)目不變。1 1 2 1 3 1 FEDCBA5 1 6 1 2

40、 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 11 1 2 1 3 1 4 1 6 1 1 2 A2 2 A3 1 4 1 6 2 C更新后C 說(shuō)：“我到網(wǎng) 4 的距離是 1。”但 B 沒有必要繞道經(jīng)過(guò)路由器 C再到達(dá)網(wǎng) 4，因此這一項(xiàng)目不變。1 1 2 1 3 1 FEDCBA5 1 6 1 2 1 5 1 3 1 4 1 4 1 6 1 1 1 5 1 路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 4網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 11 1 2 1 3 1 4 1 6 1 1 2 A2 2

41、A3 1 4 1 6 2 C更新后C 說(shuō)：“我到網(wǎng) 6 的距離是 1?！币虼?B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 6，距離是 2，經(jīng)過(guò) C?！弊罱K所有的路由器的路由表都更新了FEDCBA1 1 2 1 3 1 4 2 B5 2 E6 3 B1 1 2 2 A3 2 A4 3 A5 1 6 2 F1 2 E2 2 D3 3 C4 2 C5 1 6 1 1 3 B2 3 B3 2 B4 1 5 2 F6 1 網(wǎng) 2網(wǎng) 6網(wǎng) 5網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 41 2 A2 1 3 2 A4 3 A5 1 6 2 F1 2 A2 2 A3 1 4 1 5 3 C6 2 C 4 字節(jié)RIP 報(bào)文RIP2 協(xié)議的報(bào)文格式協(xié)議的報(bào)文格式

42、 路由信息（20 字節(jié)/路由）可重復(fù)出現(xiàn)最多 25 個(gè)IP 數(shù)據(jù)報(bào)自治系統(tǒng)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)類型標(biāo)志距離 (1-16) IP 首部UDP 首部首部路由部分必為 0版本命令 4 字節(jié)子網(wǎng)掩碼下一跳路由器地址UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPF (Open Shortest Path First) 是分布式的是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議。鏈路狀態(tài)協(xié)議。 OSPF 的區(qū)域的區(qū)域(area) 為了使為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF 將將一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍，叫作一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍，叫作區(qū)區(qū)域。域。 每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè)每一

43、個(gè)區(qū)域都有一個(gè) 32 位的區(qū)域標(biāo)識(shí)符（用點(diǎn)分位的區(qū)域標(biāo)識(shí)符（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）。十進(jìn)制表示）。 區(qū)域也不能太大，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超區(qū)域也不能太大，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過(guò)過(guò) 200 個(gè)。個(gè)。 自治系統(tǒng) ASOSPF 劃分為兩種不同的區(qū)域劃分為兩種不同的區(qū)域 區(qū)域 0.0.0.1區(qū)域 0.0.0.3主干區(qū)域 0.0.0.0至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1網(wǎng) 7區(qū)域 0.0.0.2網(wǎng) 4網(wǎng) 5R8自治系統(tǒng) AS主干路由器主干路由器區(qū)域 0.0.0.1區(qū)域 0.0.0.3主干區(qū)域 0.0.0.0至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1

44、網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1網(wǎng) 7區(qū)域 0.0.0.2網(wǎng) 4網(wǎng) 5R8自治系統(tǒng) AS區(qū)域邊界路由器區(qū)域邊界路由器 區(qū)域 0.0.0.1區(qū)域 0.0.0.3主干區(qū)域 0.0.0.0至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1網(wǎng) 7區(qū)域 0.0.0.2網(wǎng) 4網(wǎng) 5R8IP 數(shù)據(jù)報(bào)OSPF 分組分組 IP數(shù)據(jù)報(bào)首部OSPF 分組OSPF 分組首部類型 1 至類型 5 的 OSPF 分組24 字節(jié)081631版 本路 由 器 標(biāo) 識(shí) 符類 型分 組 長(zhǎng) 度檢 驗(yàn) 和鑒 別位鑒 別區(qū) 域 標(biāo) 識(shí) 符鑒 別 類 型外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGPBGP 是不同自治系統(tǒng)的路

45、由器之間交換路由信息的協(xié)是不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議。議。 BGP 較新版本是較新版本是 2006 年年 1 月發(fā)表的月發(fā)表的 BGP-4（BGP 第第 4 個(gè)版本），即個(gè)版本），即 RFC 4271 4278。 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)且絡(luò)且比較好的路由比較好的路由（不能兜圈子），而（不能兜圈子），而并非要尋找一條最并非要尋找一條最佳路由佳路由。BGP 發(fā)言人交換路徑向量發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng)（AS1）地區(qū) ISP（AS2）地區(qū) ISP（AS3）本地 ISP（AS4）N1， N2本地 ISP（AS

46、5）N3， N4本地 ISP（AS6）N5本地 ISP（AS7）N6， N7自治系統(tǒng) AS2 的 BGP 發(fā)言人通知主干網(wǎng)的 BGP 發(fā)言人：“要到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N1, N2, N3 和 N4 可經(jīng)過(guò) AS2?！?BGP 發(fā)言人交換路徑向量發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng)（AS1）地區(qū) ISP（AS2）地區(qū) ISP（AS3）本地 ISP（AS4）N1， N2本地 ISP（AS5）N3， N4本地 ISP（AS6）N5本地 ISP（AS7）N6， N7主干網(wǎng)還可發(fā)出通知：“要到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N5, N6 和 N7 可沿路徑（AS1, AS3）?！?BGP 報(bào)文具有通用的首部報(bào)文具有通用的首部BGP 報(bào)文通用首部報(bào)

47、文通用首部字節(jié) 16 2 1BGP 報(bào)文主體部分報(bào)文主體部分類 型長(zhǎng) 度標(biāo) 記TCP首部首部IP 首部BGP 報(bào)文TCP 報(bào)文73qIPv4地址地址分類分類、子網(wǎng)劃分、子網(wǎng)劃分、CIDR（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） q路由算法路由算法(距離距離-向量路由，鏈路狀態(tài)路由向量路由，鏈路狀態(tài)路由)原理及原理及其具體實(shí)現(xiàn)其具體實(shí)現(xiàn)(RIP和和OSPF) （重點(diǎn)）（重點(diǎn)） qIPv4分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）q網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議(ARP、DHCP、ICMP) （理解）理解）q 路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)（理解）理解）qIP組播、組播、IPv6（了解）（了解）

48、 固定部分可變部分04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)區(qū) 分 服 務(wù)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分?jǐn)?shù) 據(jù) 部 分首 部IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部發(fā)送在前可變部分首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)區(qū) 分 服 務(wù)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分?jǐn)?shù) 據(jù) 部 分首 部IP 數(shù)據(jù)報(bào)固定部分發(fā)送在前首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移

49、填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分?jǐn)?shù) 據(jù) 部 分首 部IP 數(shù)據(jù)報(bào)固定部分可變部分區(qū) 分 服 務(wù)發(fā)送在前首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分版本占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本目前的 IP 協(xié)議版本號(hào)為 4 (即 IPv4)區(qū) 分 服 務(wù)IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的固定部分中的各字段 首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填

50、 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分首部長(zhǎng)度占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個(gè)單位(一個(gè)單位為 4 字節(jié))因此 IP 的首部長(zhǎng)度的最大值是 60 字節(jié)。區(qū) 分 服 務(wù)首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分區(qū)分服務(wù)占 8 位，用來(lái)獲得更好的服務(wù)在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫做服務(wù)類型，但實(shí)際上一直未被使用過(guò)。1998 年這個(gè)字段改名為區(qū)分服務(wù)。只有在使用區(qū)分服務(wù)

51、（DiffServ）時(shí)，這個(gè)字段才起作用。在一般的情況下都不使用這個(gè)字段 區(qū) 分 服 務(wù)首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分總長(zhǎng)度占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為 65535 字節(jié)?？傞L(zhǎng)度必須不超過(guò)最大傳送單元 MTU。 區(qū) 分 服 務(wù)首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度

52、可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分標(biāo)識(shí)(identification) 占 16 位，它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。 區(qū) 分 服 務(wù)首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)區(qū) 分 服 務(wù)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分標(biāo)志(flag) 占 3 位，標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF 1 表示后面“還有分片”。MF 0 表示最后一個(gè)分片。標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Dont Fragment) 。只有當(dāng) DF 0

53、時(shí)才允許分片。 保留 DF MF首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分片偏移(12 位)指出：較長(zhǎng)的分組在分片后某片在原分組中的相對(duì)位置。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位。區(qū) 分 服 務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)的分段數(shù)據(jù)報(bào)的分段IP包分段舉例包分段舉例 一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的MTU為為1500B，現(xiàn)要傳輸一個(gè)，現(xiàn)要傳輸一個(gè)IP分組（其分組（其IP分組頭為分組頭為20B，數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度為，數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度為1400B）到）到MTU為為620B的另一個(gè)物理網(wǎng)

54、絡(luò)，其分段情的另一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，其分段情況為：況為： 原原IP報(bào)頭報(bào)頭600600200分段分段1報(bào)頭報(bào)頭600分段分段2報(bào)頭報(bào)頭600分段分段3報(bào)頭報(bào)頭200 每個(gè)分段的頭部其基本部分（如源地址、目的每個(gè)分段的頭部其基本部分（如源地址、目的地址等）是地址等）是copy原原IP分組的頭部，與分段相關(guān)分組的頭部，與分段相關(guān)的域則應(yīng)重新生成的域則應(yīng)重新生成 IP包分段舉例包分段舉例（續(xù)）（續(xù)）原頭部原頭部分段分段1頭部頭部 分段分段2頭部頭部 分段分段3頭部頭部ID 標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)30303303033030330303M 標(biāo)志標(biāo)志0110OS 段偏移段偏移0075150TL 總長(zhǎng)總長(zhǎng)1420620620

55、220段未結(jié)束段未結(jié)束75 x 8 = 600首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分生存時(shí)間(8 位)記為 TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過(guò)的路由器數(shù)的最大值。區(qū) 分 服 務(wù)首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分協(xié)議(8 位)字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜

56、帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議以便目的主機(jī)的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理過(guò)程區(qū) 分 服 務(wù)運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層首部TCPUDPICMPIGMPOSPF數(shù) 據(jù) 部 分IP 數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù)部分交給哪一個(gè)進(jìn)程首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分首部檢驗(yàn)和(16 位)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。這里不采用 CRC 檢驗(yàn)碼而采用簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。 區(qū) 分 服 務(wù)發(fā)送端接收端16 位字 116 位字 2置為全 0檢驗(yàn)和16 位字 n

57、16 位反碼算術(shù)運(yùn)算求和取反碼數(shù)據(jù)報(bào)首部IP 數(shù)據(jù)報(bào)16 位檢驗(yàn)和16 位字 116 位字 216 位檢驗(yàn)和16 位字 n16 位反碼算術(shù)運(yùn)算求和16 位結(jié)果取反碼數(shù)據(jù)部分若結(jié)果為 0, 則保留；否則，丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)部分不參與檢驗(yàn)和的計(jì)算例例首部04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分固定部分可變部分源地址和目的地址都各占 4 字節(jié)區(qū) 分 服 務(wù)IP可選項(xiàng)可選項(xiàng)用于增加在原始設(shè)想中沒有考慮到的工作用于增加在原始設(shè)想中沒有考慮到的工作可選項(xiàng)可選項(xiàng)描述描

58、述 Security規(guī)定數(shù)據(jù)包的加密方式規(guī)定數(shù)據(jù)包的加密方式Strict source routing分組必須嚴(yán)格按此路徑轉(zhuǎn)發(fā)分組必須嚴(yán)格按此路徑轉(zhuǎn)發(fā)Loose source routing分組必須經(jīng)過(guò)給出的路由器分組必須經(jīng)過(guò)給出的路由器Record route每臺(tái)途經(jīng)的路由器都必須附上它的每臺(tái)途經(jīng)的路由器都必須附上它的IP地址地址Timestamp每臺(tái)途經(jīng)的路由器都必須附上它的每臺(tái)途經(jīng)的路由器都必須附上它的IP地址和時(shí)間地址和時(shí)間戳戳95qIPv4地址地址分類分類、子網(wǎng)劃分、子網(wǎng)劃分、CIDR（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） q路由算法路由算法(距離距離-向量路由，鏈路狀態(tài)路由向量路由，鏈路狀態(tài)路由)原理及

59、原理及其具體實(shí)現(xiàn)其具體實(shí)現(xiàn)(RIP和和OSPF) （重點(diǎn)）（重點(diǎn)） qIPv4分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）分組頭部結(jié)構(gòu)、各字段的含義（理解）q網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層其它協(xié)議(ARP、DHCP、ICMP) （理解）理解）q 路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)（理解）理解）qIP組播、組播、IPv6（了解）（了解） 地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議ARP 工作原理工作原理 ARP的報(bào)文格式的報(bào)文格式 暫存暫存ARP應(yīng)答應(yīng)答 處理接收的處理接收的ARP消息消息 工作原理工作原理 一個(gè)一個(gè)ARP請(qǐng)求消息是一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其中包含發(fā)請(qǐng)求消息是一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其中包含發(fā)送站點(diǎn)的送站點(diǎn)的MAC地址和地址和IP地址，以及目

60、的站點(diǎn)的地址，以及目的站點(diǎn)的IP地址，并把此數(shù)據(jù)幀在本物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播地址，并把此數(shù)據(jù)幀在本物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播 一個(gè)一個(gè)ARP應(yīng)答消息是一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其中包含應(yīng)應(yīng)答消息是一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其中包含應(yīng)答站點(diǎn)的答站點(diǎn)的MAC地址和地址和IP地址，以及原發(fā)送站點(diǎn)地址，以及原發(fā)送站點(diǎn)的的IP地址，并把此數(shù)據(jù)幀發(fā)送給原發(fā)送站點(diǎn)地址，并把此數(shù)據(jù)幀發(fā)送給原發(fā)送站點(diǎn) ARP 響應(yīng)AYXBZ主機(jī) B 向 A 發(fā)送ARP 響應(yīng)分組 主機(jī) A 廣播發(fā)送ARP 請(qǐng)求分組 ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求209.0.0.5209.0.0.600-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是 20