网络技术基础-第九讲

上讲重点

划分子网☆

理解划分子网的基本原理

掌握子网划分的方法

构造超网☆

为什么需要引入CIDR

CIDR地址块的划分

IPv4

地址相关的综合运用☆湛江师范学院1本讲重点

IP

地址中的特殊地址☆

网际控制报文协议ICMP及Tracert

使用了哪一类ICMP

报文

虚拟

网与因特网中的多播

下一代的网际协议IPv6(IPng)湛江师范学院2第4章网络互连4.6~4.8湛江师范学院网络互连

互联你我湛江师范学院4IPV4中的特殊地址湛江师范学院5IPV4中的特殊地址

在IPV4的地址空间（AddressSpace）中存在着若干个这样的地址：

它们

特殊，各自拥有专门的用途

一般情况下，网络中的主机是不会被分配到这类地址

特殊地址可分为两类：

特殊地址块（SpecialBlocks）

普通地址块中的特殊地址（SpecialAddresses

in

Eachblock）湛江师范学院6一、特殊地址块特殊地址特殊地址块全0地址全1地址环回地址私有地址多播地址普中特地址湛江师范学院7全1地址（255.255.255.255/32）

全1地址被称作“有限广播地址（Limited

BroadcastAddress

）”，即用于在当前所在的网络中进行广播的目的地址。湛江师范学院8全0地址（0.0.0.0/32）

全0地址0.0.0.0/32在主机不知道自己的IP地址且需要向网络发送IPv4数据报时使用。

典型情况：

刚刚接入网络并且没有被分配有效地址的主机，可湛江师范学院9环回地址（127.0.0.0/8）

环回地址（Loopback

Addresses）用于在本机进行软件测试。

当使用环回地址作为目的地址时，IP数据报仅仅是在本机上的各层协议之间“徘徊”。湛江师范学院10私有地址

私有地址（Private

Addresses），即仅仅分配给私人使用的地址，主要应用于企业

。

处在企业外部的用户，无法直接通过私有地址

企业

的用户，即被“与世隔绝”了。

若想与外界保持联系，则需要使用网络地址转换（NAT）技术。湛江师范学院11多播地址

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

Communication）。湛江师范学院12

普通的地址块中，时常会保留一些地址用于特殊用途。

但当地址块的地址数非常有限，那么所有的地址都可以分配给主机。二、普中特地址特殊地址特殊地址块普中特地址网络地址直接广播地址湛江师范学院13网络地址

对于一个普通的地址块来说，

如何去表示它呢？

可以使用该地址块的起始地址来表示，即网络前缀不变，网络后缀全为0。

网络地址即网络后缀（主机号）全0的地址，用于标示该网络，一般不分配给主机使用。

例如：

已知某地址块中的一个地址192.128.0.129/25，则该地址块可表示为？湛江师范学院14直接广播地址

直接广播地址（Direct

Broadcast

Address），用于向本网络内的所有主机发送数据。湛江师范学院15164.4

网际控制报文协议ICMP湛江师范学院湛江师范学院174.4

网际控制报文协议ICMP

为了提高IP

数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP。

ICMP

允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

ICMP

报文作为IP

层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP

数据报发送出去。4.4.1 ICMP

报文的种类

存在两种ICMP

报文

ICMP

差错报告报文

ICMP

询问报文

ICMP

报文的前4

个字节是格式

类型

代码

检验和的三个字段

之后的4

个字节的内容与ICMP

的类型有关湛江师范学院18ICMP

差错报告报文共有5

种12345终点源点时间参数改变不可达抑制超过问题路由湛江师范学院19湛江师范学院20ICMP

询问报文

ICMP询问报文

回送请求和回答报文

时间戳请求和回答报文

下面的ICMP

报文不再使用

信息请求与回答报文

掩码地址请求和回答报文

路由器询问和通告报文4.4.2

ICMP的应用举例湛江师范学院21Tracert的应用举例tracert湛江师范学院22234.5

因特网的路由选择协议湛江师范学院4.5

因特网的路由选择协议简单

完整

自适应

最佳正确 稳定理想的路由算法湛江师范学院24关于“最佳路由”

不存在一种

最佳路由算法

所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已

实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的算法。湛江师范学院25从路由算法的自适应性考虑

静态路由选择策略

非自适应路由选择

简单且开销较小

不

适应网络状态变化

动态路由选择策略

自适应路由选择

适应网络状态变化

实现复杂、开销较大湛江师范学院26分层次的路由选择协议

目前采用的路由选择协议实际上是分层次的

因特网的规模非常大

路由器

如此规模的路由信息成本巨大

许多单位在保护企业隐私的同时连接到因特网湛江师范学院27因特网有两大类路由选择协议网关协议IGP

(Interi ateway

Protocol)

在自治系统

的路由选择协议

常见的有RIP

和OSPF

协议

外部网关协议EGP

(External

Gateway

Protocol)

源站和目的站不在同一自治系统

目前使用最多的是BGP-4湛江师范学院28因特网有两大类路由选择协议湛江师范学院294.5.2

网关协议RIP

路由信息协议RIP

是泛使用的协议。网关协议IGP中最先得到广

RIP

是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。

RIP

协议要求网络中的每一个路由器都要

从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。湛江师范学院30湛江师范学院31“距离”的定义

从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1。

从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1。

RIP

协议中的“距离”也称为“跳数”(hop

count)，因为每经过一个路由器，跳数就加1。

这里的“距离”实际上指的是“最短距离”。湛江师范学院32“距离”的定义

RIP

认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少，即“距离短”。

RIP

允许一条路径最多只能包含15

个路由器。

“距离”的最大值为16

时即相当于不可达。可见RIP

只适用于小型互联网。

RIP

不能在两个网络之间同时使用多条路由。334.6

因特网中的多播湛江师范学院4.6.1 IP

多播的基本概念湛江师范学院共有90个主机接收服务器M……90个30个30个不使用多播时需要发送90次单播34R

4R

2R

1R

3…多播可明显减少网络资源的消耗湛江师范学院多播组成员共有90个多播………服务器M发送1次多播1个354.7

虚拟网湛江师范学院364.7

虚拟

网

本地地址——仅在机构

的IP

地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。

全球地址——全球唯一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。湛江师范学院374.7

虚拟

网）

虚拟

网络（Virtual

Private

Network，简称指的是在公用网络上建立

网络的技术。湛江师范学院38内联网intranet

和外联网extranet

由部门A

和B

的 网络所构成的虚拟又称为内联网(intranet)。网网

一个机构和某些外部机构共同建立的虚拟又称为外联网(extranet)。部门

A部门

BXYR

1R

21

2

5

.

1

.

2

.

31

9

4

.

4

.

5

.

61

0

.

1

.

0

.

11

0

.

2

.

0

.

3虚拟

网湛江师范学院394.8

下一代的网际协议IPv6

(IPng)湛江师范学院404.8.1

解决IP

地址耗尽的措施

从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看，现在IPv4

已很不适用。问题是32

位的IP

地址不够用

到2011年2月，IPv4的地址已经耗尽湛江师范学院414.8.1

解决IP

地址耗尽的措施

要解决IP

地址耗尽的问题的措施：

采用无类别编址CIDR

采用网络地址转换NAT

采用新版本的IP

协议IPv6湛江师范学院424.8.2 IPv6

的基本首部主要变化更大的地址空间扩展的地址层次结构灵活的首部格式改进的选项允许协议继续扩充支持即插即用支持资源的预分配湛江师范学院43IPv6

数据报的首部首部长度变为固定的40

字节称为基本首部(baseheader)去除不必要功能首部的字段数减少到只有8

个取消了首部的检验和字段加快路由器处理数据报的速度固定首部长度去除不必要功能无首部校验和湛江师范学院44基本首部IPv6

数据报的一般形式扩展首部

1扩展首部

N…数

据

部

分选项IPv

6

数据报有效载荷湛江师范学院45目

的

地

址（

128位）源

地

址（

128位）版本通信量类流

标

号有效载荷长度下一个首部跳数限制有效载荷（扩展首部/数据）基本首部（

40

B）有效载荷(至64

KB)0412162431位湛江师范学院4616192431位

0版本标志协

议标

识生存时间区分服务总

长

度片

偏

移填

充首

部

检

验

和源

地

址目

的

地

址48首部长度首部固定部分MF议程。可

选

字 段

（长

度

可

变）数

据

部

分标志(flag)

占

3

位，目前只有前两位有意义。首部检验和(16

位)字段只检验数据报的首部这里不采用CRC检验码而采用反码算数运算方法。只有当DF

0时才允许分片。源地址和目的地址都各占4字节湛江师范学院474.8.3 IPv6

的编址IPv6

数据报目的地址的基本类型单播(unicast)多播(multicast)任播(anycast)湛江师范学院48结点与接口

IPv6

将实现IPv6

的主机和路由器均称为结点。湛江师范学院49冒号十六进制记法

每个16

位的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔：

零压缩(zero

compression)，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFFFF05:0:0:0:0:0:0:B3

→

FF05

::

B3湛江师范学院50点分十进制记法的后缀

IPv4地址：128.10.2.1

IPv4向IPv6过渡：0:0:0:0:0:0:128.10.2.1

使用零压缩可得出：

::128.10.2.1

CIDR的斜线表示法仍然可用

60

位的前缀12AB00000000CD3

可记为：12AB:0000:0000:CD30:0000:00