很长 第06章-计算机网络(第四版)网络互连

计算机网络

（授课：48H，上机：16H）主讲教师：欧阳辅导教师：本讲课提纲及图片主要采用谢希仁等编著的《计算机网络》（第四版）高校规划教材

本章最重要的概念是： ·IP地址与物理地址的关系。 ·分类的IP地址(包括子网掩码)和无分类域间路由选择CIDR。 ·路由选择协议的工作原理。 对上述概念务必弄清楚。第6章网络互连（2）6.1路由器在网际互连中的作用6.2因特网的网际协议IP6.3划分子网和构造超网6.4因特网控制报文协议ICMP6.5因特网的路由选择协议6.6IP多播和因特网组管理协议6.7下一代的网际协议IPv6(IPng)（3）6.1路由器在网际互连中的作用6.1.1路由器的构成

图6-1是直接交付和间接交付的示意图。（4）（5）路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。图6-2给出了典型的路由器的构成框图。（6）（7） 整个的路由器结构可划分为两大部分：路由选择部分和分组转发部分。

路由选择部分也叫做控制部分，其核心构件是路由选择处理机。 分组转发部分由三部分组成：交换构件、一组输入端口和一组输出端口。下面分别讨论每一部分的组成。

在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别，而是笼统地使用路由表这一名词。 图6-3给出了在输入端口的队列中排队的分组的示意图。 我们再来观察在输出端口上出现什么情况，如图6-4所示。（8）（9）（10）6.1.2互联网与因特网 将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统)，ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种不同的中继系统。 （1）物理层中继系统，即转发器(repeater)。 （2）数据链路层中继系统，即网桥或桥接器(bridge)。 （3）网络层中继系统，即路由器(router)。 （4）网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)。 （5）在网络层以上的中继系统称为网关(gateway)，也有人称之为网间连接器、信关或联网机。（11）

①物理层，中继器（转发器）Repeater②Datalink，网桥（桥接口）bridge③网络层，路由器（Router）④网桥+路由器，桥路器⑤在网络层以上的网关（gateway）网络扩充网络互连用于1,2这二层的并不称之为网络互连，仅仅是把一个网络扩大的，而这仍然是一个网络。一般讨论的互连网是指用路由器进行互连网络。注意：有许多有关TCP/IP的文献将网络层使用的路由器称为网关。互连网络中间设备（12）网络互联层次（一）从OSI/RM层次观点考察网络互联物理层：在电缆段之间复制比特信号（无地址）网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层物理层中继器、集线器（13）网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层物理层网桥、交换机数据链路层在网段之间转发数据帧（根据物理地址）数据链路层网络互联层次（二）（14）网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层物理层路由器数据链路层网络层在网络之间转发报文分组（根据逻辑地址）网络层：网络互联层次（三）（15）更高层：

连接不同体系结构的网络网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层网络层数据链路层物理层传输层表示层会话层应用层物理层网关数据链路层网络层网络互联层次（四）（16）

LAN的互联本地互联

特点：范围有限、主干（Backbone）采用局域网技术，如FDDI、Ethernet

互联设备：网桥、交换机、路由器

远程互联

特点：范围大、主干采用广域连网技术，如ISDN、X.25、DDN、ATM、FR等互联设备：路由器、网关（17）

由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献将网络层使用的路由器称为网关。 因特网在IP层采用了标准化协议。图6-5(a)表示有许多计算机网络通过一些路由器进行互连。由于参加互连的计算机网络都使用相同的网际协议IP(InternetProtocol)，因此可以将互连以后的计算机网络看成如图6-5(b)所示的一个虚拟互联网络(internet)。（18）（19） 以小写字母i开始的internet(互联网或互连网)是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。 以大写字母I开始的Internet(因特网)则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族，且其前身是美国的ARPANET。（20）6.2因特网的网际协议IP IP协议配套使用的有下述四个协议。 ·地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol) ·逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol) ·因特网控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol) ·因特网组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol) 图6-6画出了这四个协议和网际协议IP的关系。（21）（22）6.2.1分类IP地址1．IP地址及其表示方法IP地址::={<网络号>,<主机号>} (6-1) 图6-7给出了各种IP地址的网络号字段和主机号字段，这里A类、B类和C类地址是最常用的。重庆工学院的IP地址范围：

202.202.144.0－202.202.159.255

4096个IP地址

218.194.144.0-218.194.159.2554096个IP地址（23）为什么要IP地址已有网络设备的物理地址（网卡地址，MAC地址）作为最底层通信地址，为何还要IP地址：物理地址只在两个设备在同一物理网络中时才使用。IP地址提供了对远程网络中的设备进行寻址和访问的方法，它使得网关能容易决定数据报是留在本地网还是传输到其它网络并非所有的网络主机都有网卡，拨号上网的主机无需网卡。利用IP地址可使拨号主机连接上IP网络物理地址地址包括供应商代码(24位)和设备ID(24位)两部分，用户使用不友好。IP地址可使得地址逻辑上有序，易于理解和组织最重要的是：IP地址实际上是一种组织网络的方式，与物理地址的作用(区别不同的硬件设备)完全无关。（24）IP地址表示(IPv4)二进制表示：32位11001010011100000110110010011110点分十进制表示：由二进制变化而来。32位二进制数分成4个8位组，每8位二进制用相应的十进制表示202.112.108.158一个IP地址可分为两部分：前一部分为网络ID，标识主机所在的网络，即标识一个网络前一部分为主机ID，标识一台主机两部分分界位置的不同分别对应了不同种类的IP地址，并相应地适合不同种类的网络（25）IP地址的两级结构（26）（27）IP地址种类：（28）A类地址(见下图)前8位为网络ID,且首位总为0，01111111为回送地址，用于测试因此只能有个27-2=126A类网络,1-126，（适用于大型网络的管理）后24位用作主机地址，因此每个A类网络可以有224-2=16777214个具有不同IP的主机B类地址(见下图)前16位为网络ID,且最高两位总为10，,因此有214-2=16384个B类网络后16位用作主机地址，128-191,（适用于中型网络的管理）因此每个A类网络可以有216-2=65534个具有不同IP的主机C类地址(见下图)前24位为网络ID,且最高两位总为110，因此有221-2=2097152个C类网络后8位用作主机地址，192-223（适用于小型网络的管理）因此每个C类网络可以有28-2=254个具有不同IP的主机D类地址用于多播，高位总是1110，不能分给主机E类地址保留重庆工学院的IP地址范围： 202.202.144.0－202.202.159.2554096个IP地址218.194.144.0-218.194.159.2554096个IP地址（29）A类C类B类（30）各类网络中主机IP的有效范围（31）

IP地址的使用范围

254223.255.25412.0.12.097.152C65.534191.254128.116.384B16.777.2141261126A每个网络中的最大主机数最后一个可用的网络号码第一个可用的网络号码最大网络数网络类别（32）224.0.0.0–239.255.255.255A主机号网络号024位7位B1主机号网络号016位14位C11主机号网络号08位21位D111多播组号028位E1111保留将来使用027位128.0.0.0–191.255.255.255192.0.0.0–223.255.255.2550.0.0.0–127.255.255.2555类IP地址及其范围（33）IP分配的几点准则

网络ID唯一网络ID不能全为1（全为1为广播地址）网络ID不能全为0（全为0表示本地网）网络ID不能以127开头（127是为回送测试而预留的）两个路由器之间的连接（即使没有主机）也是一个网络，也需要一个唯一的网络ID同一网络上的每台主机必须有相同的网络ID同一网络上的每台主机必须分配有唯一的主机ID最后8位组全为1时用于广播

（34）全0的网络号码，这表示“本网络”或“我不知道号码的这个网”。全1的网络号码。全0的主机号码，这表示该IP地址就是网络的地址。全1的主机号码，表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播。全0的IP地址，即0.0.0.0。网络号码为127.X.X.X.，这里X.X.X为任何数。这样的网络号码用作本地软件回送测试（Loopbacktest）之用。全1地址255.255.255.255，这表示“向我的网络上的所有主机广播”。原先是使用0.0.0.0。

几种特殊地址的定义(在使用IP地址时，还要知道下列地址是保留作为特殊用途的，一般不使用)（35）确定下列IP是否有效：131.255.255.18127.21.19.109220.103.256.56240.9.12.12192.5.91.255129.9.255.25410.255.255.254（36） 路由器转发分组的步骤是： （1）先按所要找的IP地址中的网络号net-id把目的网络找到。 （2）当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id将数据报直接交付给目的主机。 从IP地址的结构来看，IP地址并不只是一个主机的号，而是指出了连接到某个网络上的某个主机。（37） 在主机或路由器中存放的IP地址都是32bit的二进制代码。为了提高可读性，在写出给人看的IP地址时，往往每隔8bit插入一个空格。但这样还是不方便。于是我们常常将32bit的IP地址中的每8bit用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。这就叫做点分十进制记法(dotteddecimalnotation)。图6-8表示了这种方法，这是一个B类IP地址。（38）（39）2．常用的三种类别的IP地址 A类地址的net-id字段占一个字节，只有7个比特可供使用。 整个A类地址空间共有231(2147483648)个地址。 B类地址的net-id字段有2字节，但前面两个比特(10)已经固定了，只剩下14个比特可以变化。 C类地址有3个字节的net-id字段，最前面的3个比特是(110)，还有21个比特可以变化，因此C类地址的网络总数是2097152(221)(这里也不需要减2)。每一个C类地址的最大主机数是254，即(28–2)。整个C类地址空间共有536870912(229)个地址。（40）表6-1所示的IP地址的使用范围。（41） IP地址具有以下一些重要特点： （1）每一个IP地址都由网络号和主机号两部分组成。 （2）IP地址的这种结构和电话号码(这里指的是固定电话)的等级结构虽然有相似之处，但并不完全一样。 （3）当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号net-id是不同的。这种主机称为多归宿主机(multihomedhost)，或多接口主机。

（42） （4）按照因特网的观点，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。 （5）在IP地址中，所有分配到网络号net-id的网络都是平等的。 图6-9画出了3个局域网(LAN1,LAN2和LAN3)通过3个路由器(R1,R2和R3)互连起来所构成的一个互联网(此互联网用虚线圆角方框表示)。（43）（44） 应当注意到： （1）在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。 （2）用网桥(它只在链路层工作)互连的网段仍然是一个局域网，只能有一个网络号。 （3）路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。 （4）当两个路由器直接相连时，在连线两端的接口处，可以指明也可以不指明IP地址。（45）6.2.2IP地址与硬件地址 图6-10说明了主机的IP地址与硬件地址的区别。从层次的角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址。（46）（47）IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层及以上使用的是IP地址，而数据链路层及以下使用的是硬件地址。因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。图6-11(a)画的是三个局域网用两个路由器R1和R2互连起来。（48）（49）图6-11(b)特别强调了IP地址与硬件地址的区别。表6-2归纳了这种区别。（50） 强调指出的是： （1）在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报。 （2）虽然在IP数据报首部有源站IP地址，但路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择。 （3）在具体的物理网络的链路层，只能看见MAC帧(在X.25网的链路层则是HDLC帧)。 （4）尽管互连在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP层抽象的互联网却屏蔽了下层这些很复杂的细节。只要我们在网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或路由器之间的通信。（51）6.2.3地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP 由于IP地址有32bit，而局域网的硬件地址是48bit，因此它们之间不存在简单的转换关系。 图6-12(a)是主机A广播发送ARP请求分组的示意图。（52）（53）6.2.4IP数据报的格式 图6-13是IP数据报的完整格式。（54）（55）1．IP数据报首部的固定部分中的各字段 （1）版本 （2）首部长度 （3）服务类型 （4）总长度 （5）标识(identification) （6）标志(flag) （7）片偏移 表6-3给出了不同链路层协议的MTU值。（56）（57）（58）（59） （8）生存时间 （9）协议 图6-15表示IP层需要根据这个协议字段的值将所收到的数据交付到正确的地方。（60）（61）（10）首部检验和此字段只检验数据报的首部，不包括数据部分。（11）源地址（12）目的地址（62）2．IP数据报首部的可变部分 IP首部的可变部分就是一个选项字段。选项字段用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。 IP首部的可变部分有两个选项是关于源站路由选择的，即不严格的源站路由选择(loosesourcerouting)和严格的源站路由选择(strictsourcerouting)。（63）6.2.5IP层处理数据报的流程

路由器和结点交换机还有些区别。这就是： ·路由器是用来连接不同的网络，而结点交换机只是在一个特定的网络中工作。 ·路由器是专门用来转发分组的，而结点交换机还可接上许多个主机。 ·路由器使用统一的IP协议，而结点交换机使用所在广域网的特定协议。 ·路由器根据目的网络地址找出下一跳(即下一个路由器)，而结点交换机则根据目的站所接入的交换机号找出下一跳(即下一个结点交换机)。 图6-16(a)是一个路由表的简单的例子。（64）（65）6.3划分子网和构造超网6.3.1子网的划分1．划分子网的概念和思路

第一，IP地址空间的利用率有时很低。 第二，给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。 第三，两级的IP地址不够灵活。（66） 图6-17表示一个单位拥有一个B类IP地址，网络地址是145.13.0.0(net-id是145.13)。（67）（68） 现将图6-17的网络划分为三个子网，如图6-18所示。（69）（70）2．子网掩码 子网掩码和IP地址一样长，都是32bit，并且是由一串1和跟随的一串0组成。

网络地址(即子网地址)就是将主机号置为全0的IP地址。这也是将子网掩码和IP地址逐比特相“与”(AND)的结果。 对于连接在一个子网上的所有主机和路由器，其子网掩码都是同样的。子网掩码是整个子网的一个重要属性。（71）（72）子网划分子网划分：把单一IP网络划分为几个物理网络。为何要做子网划分（优点）提高地址的利用率：A类、B类网络地址空间太大，一个网络不可能用完所有地址，为有效使用地址空间，有必要把它们分配给更多较小的网络使用易于网络管理：小的网络易于管理，大型网络按其中各主机的工作联系或地理位置划分成一些小的网络更易于管理提高网络性能：通过划分成不同的物理网络，使得网络通信量尽可能局部化，减少广播风暴的出现。提高安全性：通过子网来隔离网络或对于特殊要求独立组网。减少Internet核心路由的数目。所有子网对外只有一个网络号，子网对网外部是不可见的，只有子网内部的路由知道子网划分。（73）子网编址子网编址的途径：在一个网络ID下，把主机ID再细分为子网ID和主机ID，可以看到：为子网ID保留的位数越多，则该网络可以划分成的子网就越多，但相应地每个子网中可容许的主机就越少。（74）子网掩码网络ID和主机ID的划分是通过给子网中的每台主机指定子网掩码来实现的，子网掩码的功能：指定网络ID与主机ID的分界。子网掩码的设置：对应于网络地址的所有位都设为1，而对应于主机地址的所有位都设为0，子网掩码的例子：（75）例1：B类单一网络，子网掩码没有屏蔽出子网结构。该子网掩码为默认子网掩码。（76）例2：（77）B类单一网络，被子网掩码屏蔽出子网结构。主机ID的前一个八位组用于子网ID,后一个八位组为主机ID。这样可配置的子网数目为255每个子网可含254台主机（全1为广播）子网ID与主机ID的分界不一定要在八位组之间（见下例），但主机ID至少占2比特。例2（78）例3：（79）主机ID的前一个八位组的头三个比特用于子网ID,后面13比特为主机ID。这样可配置8个子网：子网ID分别为：00000000（0）00100000（32）01000000（64）01100000（96）10000000（128）10100000（156）11000000（192）11100000（224）第三个八位组头三位变化产生的8种组合，（80）子网ID为全零或全1的：按标准RFC-950，全零或全1的子网ID是禁止的，主要原因是早期的路由协议RIPv1不能携带掩码或者网络ID的长度，因此不能区分一些情况：全零时，例如：a)11000001.00000001.00000001.00000000(C类网络(193.1.1.0))b)11000001.00000001.00000001.xxx|00000(ID前三比特为子网ID)a)网络路由：11000001.00000001.00000001.00000000(193.1.1.0/24)b)当三位均为零时的子网路由：11000001.00000001.00000001.000|00000(193.1.1.0/27)当网络前缀长度不知时，两者不可区分。（81）最初规定SubnetID不能全为0或者全为1，随着发展，现在可以支持子网位为1，全0、全1子网目前，RIP2以及OSPF都是可以携带扩展网络前缀的，因而可以对上述情形进行区分。实际上，目前的路由器生产商一般都支持。（82）子网掩码—正确识别网络地址子网掩码长度为32位子网掩码必须是一串连续的1，再跟上一串连续的0

1111111111111111111110000000000000

1111111111111000011110000000000000采用DottedDecimalNotation

1111111111111111110000000000000000255.255.0.0有些网络设备只写明连续1的个数

192.168.0.0255.255.0.0192.168.0.0/16（83）子网掩码必须与IP地址配对实用才有意义ClassA、B、C的子网掩码称为A、B、C类缺省掩码

ClassA：255.0.0.0另一种写法：/8ClassB：255.255.0.0另一种写法：/16ClassC：255.255.255.0另一种写法：/24NetworkIDHostIDIP地址子网掩码（84） 我们以一个B类地址为例，说明可以有多少种子网划分的方法。在采用固定长度子网时，所划分的所有子网的子网掩码都是相同的，如表6-5所示。（85）（86）6.3.2在使用子网时分组的转发 路由表中的每行主要应包括目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。 图6-20画出了包括三个子网的网络拓扑。（87）（88）实例—最小子网192.168.0.1255.255.255.252192.168.0.2/30192.168.0.2255.255.255.252192.168.0.1/30网络号：192.168.0.0广播地址：192.168.0.3（89）掩码的作用获取主机的网络地址部分，区分主机通信的不同情况，选择路径。主机之间通信的两种情况同一子网内两台主机间的相互通信不同子网内两台主机间的相互通信如何区分两种情况（90）同一子网中的主机之间通信子网地址210.39.15.0210.39.15.15 210.39.15.127源地址 目的地址 发送 接收

（91）不同子网中的主机之间通信子网地址210.39.15.0 202.112.4.63 目的地址

210.39.15.15 源地址 发送 R210.39.15.32接收转发子网地址202.112.4.0（92）如何判断两台主机是否在同一子网

设本地主机所在子网地址为Nx，子网掩码为Mx，远程主机的IP地址为Ay，再设Ny=Ay&Mx若Nx==Ny，则认定远程主机与本地主机在同一子网上若Nx<>Ny，则认定远程主机与本地主机不在同一子网上（93）获取主机IP地址的网络地址

(1)本地主机IP地址：210.39.15.15网络地址（Nx）：210.39.15.0本地子网掩码：255.255.255.0远程主机IP地址：210.39.15.127210.39.15.127 11010010001001110000111101111111 “与”255.255.255.0 11111111111111111111111100000000

得210.39.15.0 11010010001001110000111100000000 (Ny)（94）获取主机IP地址的网络地址(2)本地主机IP地址：210.39.15.15网络地址（Nx）：210.39.15.0本地子网掩码：255.255.255.0远程主机IP地址：202.112.4.63202.112.4.63 11001010011100000000010000111111 “与”255.255.255.0 11111111111111111111111100000000

得202.112.4.0

11001010011100000000010000000000

(Ny)（95）子网的计算实例1一个主机的IP地址是202.112.14.37，子网掩码是255.255.255.240，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。常规办法是把这两个都换算成二进制，然后相与，就可得到网络地址。11001010。01110000。00001110。00100101202.112.14.3711111111。11111111。11111111。11110000255.255.255.24011001010。01110000。00001110。00100000202.112.14.3200000000。00000000。00000000。000001010。0。0。511001010。01110000。00001110。00101111202.112.14.47网络地址主机地址广播地址（96）子网的计算实例2我们要设计三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个NetworkID就是202.119.115.0。怎样划分子网？首先我们把甲和乙网的Subnetmasks改为255.255.255.224，224的二进制为11100000，即它的Subnetmasks为：

11111111.11111111.11111111.11100000这样，我们把HOSTID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：（前三个字节还是202.119.115）

（97）00100001~00111110即33~62为第一个子网

01000001~01011110即65~94为第二个子网

01100001~01111110即97~126为第三个子网

10000001~10011110即129~158为第四个子网

10100001~10111110即161~190为第五个子网

11000001~11011110即193~222为第六个子网选用161~190段给甲网，193~222段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网和乙网20台和25台的需求。再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们可以将它的Subnetmasks设为255.255.255.192，由于192的二进制值为11000000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为：01000001~01111110即65~126为第一个子网

10000001~10111110即129~190为第二个子网这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORKID即告实现。（98）6.3.3无分类编址CIDR(构造超网)1．网络前缀 CIDR最主要的特点有两个： （1）CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空间，并且可以在新的IPv6使用之前容许因特网的规模继续增长。 （2）CIDR将网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR地址块”。 表6-6给出了最常用的CIDR地址块。（99）可变长子网掩码（VLSM）VLSM（VariableLengthSubnetMask,可变长子网掩码），这是一种产生不同大小子网的网络分配机制。VLSM将允许给点到点的链路分配子网掩码255.255.255.252，而给Ethernet网络分配255.255.255.0。VLSM技术对高效分配IP地址（较少浪费）以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。但是需要注意的是使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIP2，OSPF和BGP等。（100）可变长子网掩码（VLSM）

提供了在一个主类（A类、B类、C类）网络内包含多个子网掩码的能力，可以对一个子网再进行子网划分，使得对IP地址的使用更为有效172.16.14.32/27

172.16.14.64/27

172.16.14.96/27

172.16.1.0/24172.16.2.0/24172.16.14.136/30172.16.14.132/30172.16.14.140/30ACBHQ（101）无类别域间路由（CIDR）CIDR(ClasslessInter-DomainRouting,无类别域间路由)基本思想是取消地址的分类结构，取而代之的是允许以可变长分界的方式分配网络数。它支持路由聚合，可限制Internet主干路由器中必要路由信息的增长。“无类别”的意思是现在的选路决策是基于整个32位IP地址的掩码操作。而不管其IP地址是A类、B类或是C类，都没有什么区别（102）无类别域间路由（CIDR）用于帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题多个C类地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集（也就是说，我们可以用一个CIDR的聚合体来表示一组C类地址）我们在做IP规划的时候，刻意将子网作成2^n模式，目的便是为了尽量支持路由归并，以减少路由表规模。此外，2^n子网规划模式也是为了保证IP地址划分的规范性（103）无类别域间路由（CIDR）为进行选路要对多个IP地址进行归并时，这些IP地址必须具有相同的高位地址比特。路由表和选路算法必须扩展成根据32位IP地址和32位掩码做出选路决策的算法。必须扩展选路协议使其除了32位地址外，还要有32位掩码。例：假设有一C类地址192.168.8.0—192.168.15.0通过CIDR技术归纳后可表示为192.168.8.0/21（104）（105）（106）2．最长前缀匹配

应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。这叫做最长前缀匹配(longest-prefixmatching)，这是因为网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体(morespecific)。最长前缀匹配又为最长匹配或最佳匹配。（107）6.4因特网控制报文协议ICMP

为了提高IP数据报交付成功的机会，在网际层使用了因特网控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)[RFC792]。ICMP报文格式如图6-22所示。（108）（109） ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。 ICMP报文的类型字段的值与ICMP报文类型的对应关系如表6-7所示。（110）（111） ICMP差错报告报文共有五种，即： ·目的站不可达 ·源站抑制 ·时间超过 ·参数问题 ·改变路由(重定向) ICMP报文的数据字段由两部分组成，一部分是收到的需要进行差错报告的IP数据报的首部，另一部分是IP数据报的数据字段的前8个字节，如图6-23所示。（112）（113） 下面是不应发送ICMP差错报告报文的几种情况。 ·对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文。 ·对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文。 ·对具有多播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文。 ·对具有特殊地址(如127.0.0.0或0.0.0.0)的数据报不发送ICMP差错报告报文。 ICMP询问报文有四种，即回送请求和回答、时间戳请求和回答、掩码地址请求和回答以及路由器询问和通告。（114）ICMP工具(1)——PingPing127.0.0.1确认本机TCP/IP协议运作正常Ping本机

IP地址确认本机网络设备运作正常Ping对外连接的路由器确认本机TCP/IP协议运作正常Ping互联网上计算机的IP地址确认端到端的通信(三层以下)正常Ping互联网上计算机的网址DNS设置无误（115）Ping的语法和参数Ping[参数][网址或IP地址]参数意义-a执行DNS反向查询，由IP地址查出FQDN-I<存活时间>设定IP包存活时间-n<次数>每次执行时，发出IP包的数目-t持续发包，直到按CTL+C终止-w<等待时间>设定等待答复时间，单位为千分之一秒，默认值1000（116）Ping的语法和参数（117）用Ping执行反向查询反向查询得到的名称超过默认的等待时间未获响应，网络状况不佳（118）ICMP工具(2)——TRACERTTRACERT工具可以找出至目的主机所经过的所有路由器响应请求1传送超时1响应请求2传送超时2响应请求3响应应答1（119）TRACERT的语法和参数TRACERT[参数][网址或IP地址]参数意义-dTRACERT默认执行执行DNS反向查询，由IP地址查出FQDN，若不要求反查询，用此参数-h<存活时间>TRACERT每次发出响应请求时存活时间会加一，本参数设定存活时间最大值，默认30-w<等待时间>设定等待传送超时或响应应答时间，单位为千分之一秒，默认值1000（120）用TRACERT工具找出至目的主机所经过的所有路由器（121）6.5因特网的路由选择协议6.5.1有关路由选择协议的几个基本概念1．理想的路由算法 一个理想的路由算法应具有如下的一些特点[BELL86]： （1）算法必须是正确的和完整的。 （2）算法在计算上应简单。

（122） （3）算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就是说，要有自适应性。 （4）算法应具有稳定性。 （5）算法应是公平的。这就是说，算法应对所有用户(除对少数优先级高的用户)都是平等的。例如，若使某一对用户的端到端时延为最小，但不考虑其他的广大用户，这就明显地不符合公平性的要求。 （6）算法应是最佳的。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。（123）2．分层次的路由选择协议 因特网就把路由选择协议划分为两大类，即： ·内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)。 ·外部网关协议EGP(ExternalGatewayProtocol)。 自治系统之间的路由选择也称为域间路由选择(interdomainrouting)，而在自治系统内部的路由选择称为域内路由选择(intradomainrouting)。 图6-24为三个自治系统互连在一起的示意图（124）（125）

使用分层次的路由选择方法，可将因特网的路由选择协议划分为： ·内部网关协议IGP：具体的协议有多种，如RIP和OSPF等。 ·外部网关协议EGP：目前使用的协议就是BGP。（126）(1)从数据报的首部提取目的站的IP地址D，得出目的站的网络号为N。(2)若N就是与此路由器直接相连的某一个网络号，则不需要再经过其他的路由器，而直接通过该网络将数据报交付给目的站D(这里包括将目的主机地址D转换为具体的物理地址，将数据报封装为MAC帧，再发送此帧)；否则，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为D的指明主机路由，则将数据报传送给路由表中所指明的下一站路由器；否则，执行(4)。

在Internet中一个路由器的IP层所执行的路由算法：（127）(4)若路由表中有到达网络N的路由，则将数据报传送给路由表中所指明的下一站路由器；否则，执行(5)。(5)若路由表中有子网掩码一项，就表示使用了子网掩码，这时应对路由表中的每一行，用于网掩码进行和目的站p地址D相“与”的运算，设得出结果为M。若M等于这一行中的目的站网络号，则将数据报传送给路由表中所指明的下一站路由器；否则，执行(6)。(6)若路由表中有一个默认路由，则将数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(7)。(7)报告路由选择出错。（128）路由表在IP软件中的路由选择算法IP数据报IP数据报查找或更新路由要查找下一站路由器的IP地址下一站路由器的IP地址已查出下一站地址待转发以上使用IP地址以上使用硬件地址在IP软件中的路由选择算法用路由表得出下一站路由器的IP地址后，不是将此IP地址填入IP数据报，而是送交下层的网络接口软件。网络接口软件负责将下一站路由器的IP地址转换成物理地址，并将此物理地址放在链路层的MAC的首部，然后用这个物理地址找到下一站路由器。在Internet中路由器的IP层所执行的路由算法（二）（129）有关路由的一些名词概念网关（Gateway）驿站（Hop）自治系统（AutonomousSystem）Internet的路由器选择协议（130）网关概念的当前解释数据链路层DataLink网络层Network传输层Transport应用层Application网关（Gateway）路由器（Router）网关的确切定义将两个采用不同协议的网络互连起来，在应用层用软件实现协议转换的系统。 例如：TCP/IPISO/OSI

TCP/IPNovell网关与路由器的混淆两者混用，网关=路由器（早期解释的历史原因）目前厂家生产的路由器产品加载协议转换软件，具有网关功能。（131）计算机网络的驿站（Hop）甲地乙地发信人收信人驿站11驿站12驿站21驿站22信源信宿IPdatagramIP数据报传输路径中的路由器（132）自治系统CERNET全球InternetCHINANET自治系统自治系统自治系统（或称自治域）的定义由一个独立管理机构运行和维护的网络（由自设的网络运行中心NOC履行职责）系统内部采用相同的路由协议内部采用OSPF路由协议（133）网关-网关协议Gateway-to-GatewayProtocol（GGP）用于核心系统网关之间的路由交换外部路由协议ExteriorGatewayProtocol（EGP）用于不同自治系统（AS）之间的路由交换内部路由协议InteriorGatewayProtocol（IGP）用于自治系统（AS）内部的路由交换路由协议分类：采用自适应、分布式路由选择协议（134）核心系统AS1AS2IGPIGPEGPGGPEGPEGP各种路由协议的关系图（135）6.5.2内部网关协议RIP（一）

路由信息协议RIP(RoutingInformationProtocol)是内部网关协议IGP中使用得最广泛的一个[RFC1058]。RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是因特网的标准协议，其最大优点就是简单。 RIP存在的一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。一、内部网关协议IGP（136）1.路由信息协议RIP[RFC1058]

RIP是一个基于距离向量的分布式路由选择协议。RIP不能在二个网络之间同时使用多条路由，即使还存的另一条高速（低时延）但路由器较多的路由。（1）RIP实现方式：在主机中实现：在主机中实现的RIP工作在被动状态，它不会传递自己路由表中的信息给别的路由器，它只侦听其它RIP路由器广播的路由信息，并根据收到的路由信息更新自己的路由表。（137）在路由器中实现：路由器中实现的RIP工作处于主动状态，它定期把路由信息传递给其它RIP路由器，并根据收到的RIP消息来更新自己的路由表。（2）RIP工作原理：最短距离=最少路由器数定义：“距离”为到目的网络所经过的路由器数。路由信息协议RIP（二）（138）规定：①“距离”也称为“跳数”（hopcount），每经过一个路由器，跳数就加1；②RIP认为一个好的路由器就是它通过的路由器的数目少，也就是“距离短”；③RIP允许一个通路最多只能包含15个路由器.即：距离﹤16=16时不可达,可见，RIP只适用小型互连网。路由信息协议RIP（三）N220.0.0.0N330.0.0.0N440.0.0.0R1R2R310.0.0.420.0.0.720.0.0.930.0.0.230.0.0.140.0.0.4N110.0.0.0（139）1.互连网中的每个路由器每隔30秒向相邻路由器广播自己的路由表，所谓相邻路由器就是连接的同一个网络上的二个路由器，（例：R1，R2是相邻，R1与R3不是）。2.路由表信息：到某一网络距离；以及应经过的下一站；3.路由表更新原则：到各目的网络距离最短；4.更新依据：例：路由器R从路由器G收到一个路由消息时，检查该消息中包含的每一条到目的地D的路由，其中距离为cost(G,D)，并把该路由与自己路由表中到同一目的地D的路由相比较。路由信息协议RIP（四）

（140）处理步骤：1.若原路由表没有到目的地D的路由，就在路由表中增加一条路由：到目的地D的下一个路由器跳段的地址为G，距离为：cost(R,G)＋cost(G,D),其中cost(R,G)为本地网络的花费（经常为1）2.若原路由表已有到目的地D的路由，比较：若cost(R,G)＋cost(G,D)<cost(R,D)，更新路由表中到目的地D的路由。注意：若新路和老路的距离是一样的，则RIP仍然选择使用老的路由，这有助于保持路由的稳定。路由信息协议RIP（五）（141）目的主机网络号下一站距离10-020-0目的主机网络号下一站距离10-020-0目的主机网络号下一站距离10…020…020-030-02020.0.0.714030.0.0.11R1路由表R2路由表R3路由表N220.0.0.0N330.0.0.0N440.0.0.0R1R2R310.0.0.420.0.0.720.0.0.930.0.0.230.0.0.140.0.0.4N110.0.0.020-010-03020.0.0.914020.0.0.9230-040-01030.0.0.222030.0.0.21①R2先收到R1，R3的路由信息更新自己的路由表.②R2的路由表送给R1，R1再次更新自己③R3收到R2的信息后，再次更新自己（142）（3）注意：RIP存的的一个问题，当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器，也就是：“好消息传播得快，而坏消息传播的慢。”①RIP限制了网络规模路由器N<15②交换完整的路由信息开销大③更新过程收敛时间长。（143）发现链路断开（一） 1 1 ACB40.0.0.0down到达信宿40.0.0.0的路由变化C与B之间的对话：我得不到信宿40.0.0.0的任何路由信息，你能告诉我如何到达信宿吗？我可以到达信宿，距离为1。（传播了一条过时的错误信息）既然如此，我选择经过你到达信宿的路径，距离为2。（144） 1 1 ACB40.0.0.0down到达信宿40.0.0.0的路由变化（定义Hop最大值为16）收敛！发现链路断开（二）（145）RIP的缺点1、限制了网络的规模2、路由器之间交换的完整路由信息开销太大3、“坏消息传播得慢”收敛时间过长（146）原理：基于路由的网络时延，而不是基于路由的距离。功能：-同步时钟-允许每个节点机计算到目的机的最小时延路径这是通过在路由消息中携带时间戳来实现的应用：适用于对网络响应时间敏感的用户，目前Hello协议已经陈旧，但它的Internet的发展历史中仍占有主要地位。2.HELLO协议（147）6.5.3内部网关协议OSPF1．OSPF协议的基本特点 OSPF的三个要点： （1）向本自治系统中所有路由器发送信息。 （2）发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。 （3）只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。 图6-25就表示一个自治系统划分为4个区域。（148）OpenShortestPathFirst由IETF工作小组研制1990年成为标准（RFC1247）是链路状态协议改进RIP协议的缺点计数至无穷大收敛速度慢3.开放最短通路优先协议OSPF（149）OSPF划分编号区域（Area）国家主干Area1Area0Area2AreaN地区主干主干路由器域边界路由器域内路由器…...（150）（151）OSFP的要点：

①所有的路由器都维持一个链路状态数据库，该库实际上就是整个互连网的拓扑结构图。②由于网络中的链路状态可能经常发生变化，因此，OSPF让每一个链路状态都带上一个32bit的序号，序号越大状态就越新。序号每5s更新一次，32位可用600年不重复号。③每一个路由器用链路状态数据库中的数据，算出自己的路由表。④只要网络拓扑发生变化，数据库很快进行更新，5秒更新一次，保持全网范围的一致性。依靠各路由器之间的频繁交换信息来建立链路状态数据库，全网范围内维持这和数据库的一致性。⑤不用UDP而是直接用IP数据报传送，并且数据报更短。减小路由信息通信量，数据报不必分片。（152） OSPF还具有下列的一些特点： ·对一个给定的目的网络可根据IP的服务类型ToS计算出不同的路由。 ·在路由分组中包含子网掩码，它支持可变长度的子网划分。 ·链路的度量可以是165535中的任何一个无量纲的数，因此十分灵活。 ·如果到同一个目的网络有多条费用相同的路径，那么可以将通信量分配给这几条路径。这叫作多路径间的负载平衡(loadbalancing)。 ·具有鉴别的功能，保证了仅在可信赖的路由器之间交换链路状态信息。 ·由于网络中的链路状态可能经常发生变化，因此OSPF让每一个链路状态都带上一个32bit的序号，序号越大状态就越新。（153）2．OSPF的5种分组类型 OSPF共有以下5种分组类型。 ·类型1，问候(Hello)分组 ·类型2，数据库描述(DatabaseDescription)分组 ·类型3，链路状态请求(LinkStateRequest)分组 ·类型4，链路状态更新(LinkStateUpdate)分组 ·类型5，链路状态确认(LinkStateAcknowledgment)分组 OSPF使用的是可靠的洪泛法，其要点如图6-26所示。（154）IP数据报首部OSPF报文OSPF报文首部类型1~5的OSPF报文IP数据报24字节OSPF报文格式:每个OSPF都有一个如下固定的首部:OSPF直接使用IP，而不用UDP或TCP（155）

类型

意义

1

Hello(用于测试邻接路由器的可达性）

2

3

向邻站请求特定链路状态

4

连接状态更新

5

连接状态确认

交换网络拓扑数据库OSPT规定：1）每两个相邻路由器每隔10秒钟要交换一次hello报文。2）若有40秒没收到某个相邻路由器发来的hello报文，则认为该相邻路由器是不可达的，应立即修改链路状态数据库，并重新计算路由表。缺点：开销大（156）1）OSPF让每个路由器用数据库描述报文和相邻的路由器交换本数据库中已有的链路状态摘要信息。2）路由器用链路状态请求报文，向对方请求发送自己所缺少的某些链路状态项目的详细信息。链路数据库的建立：（157）注：每个R的发送原则，不向其上游发送。t1时刻，R1向R2，R3,R4发送更新报文。R2R3R1R4t1采用洪泛法发送更新报文（158）t2时刻，R2，R3，R4向相邻的路由器发送更新报文,但不向R1发送，因为R1是它们的上游。R2R3R1R4t2t3t4时刻，R1收到R2，R3，R4的确认报文。R1t4ACKACK（159）（160）开放最短路径优先（OSPF）协议优点：提供路由服务类型：如可要求低延迟或高吞吐量，路由时不仅依据路由目的，还要依据服务类型要求；提供负载均衡：如果到某个目的机具有多个具有相同代价的路径，OSPF将均分负载给各个路径提供网络的“域”划分能力，一个域对外部是透明的，因而可独立管理，这就提供了灵活的网络扩展能力，易于规模化OSPT规定路由器之间的信息交换需要有授权，提高安全性。RIP中任意路由都可广播路由信息，易被利用。支持指向特定主机、特定子网的路由、对网络的路由，以满足不同需要。支持子网支持虚链路（161）二个路由器之间的点对点连接具有广播功能的局域网无广播功能的广域网（3）OSPF支持三种网络的连接（162）W1W4W5W2W3R1R2R3说明：①R2与R3之间为点对点连接②L1是LAN连接③W1~W5是广域网局域网L1

例：三种网络连接的一个自治系统（163）互连网的链路状态数据库其中LAN,WAN抽象为一个结点用不同方向的边表示链路OSPT规定：从网络到路由器的费用为0，不标注在图上W452234W1L1412（164）计算出某一路由器的路由表，先算出最短通路树。W4W1W5W2W3R6应用：目前大多数路由器厂商都支持OSPF，并开始在一些网络中取代器RIP。如：Netware的NLSP.IBM的APPN以及ATM的PNNI等路由选择都得到应用。（165）6.5.4外部网关协议BGP 内部网关协议(如RIP或OSPF)主要是设法使数据报在一个自治系统中尽可能有效地从源站传送到目的站。在一个自治系统内部并不需要考虑其他方面的策略。然而BGP使用的环境却不同。这是因为： 第一，因特网的规模太大，使得域间路由选择非常困难。（166） 第二，由于各自治系统是运行自己选定的内部路由选择协议，使用自己指明的路径度量，因此，当一条路径通过几个不同的自治系统时，要想对这样的路径计算出有意义的费用是不可能的。要寻找最佳路由是很不现实的。 第三，域间路由选择必须考虑有关策略。 图6-27表示BGP发言人和自治系统AS的关系的示意图。 图6-28表示一个BGP发言人构造出的自治系统连通图，它是树形结构，不存在回路。（167）（168）（169） BGP-4共使用四种报文，即： ·打开(Open)报文，用来与相邻的另一个BGP发言人建立关系。 ·更新(Update)报文，用来发送某一路由的信息，以及列出要撤消的多条路由。 ·保活(Keepalive)报文，用来确认打开报文，和周期性地证实邻站关系。 ·通知(Notificaton)报文，用来发送检测到的差错。（170）BGP的最新版本是1994的，BGP-4（RFC1656,1654）；旧的BGP版（RFC1267,1163，1105）1.BGP作用：BGP用来在不同自治系统的路由器之间交换路由信息，必须考虑有关的策略：如政治、安全、经济等方面考虑进行人工设置。BGP将网络划分为以下三类：（1）与BGP只有一个连接的网络，不能用来转发数据报。（2）与BGP有二个以上连接的网络，可用来转发数据报。（3）能够转发第三方数据报的转发网络。例：主干网。三、外部网关协议（171）2.BGP工作原理以F为例：到达D的路由器F收到相邻路由信息B说：我使用B→C→DG说：我使用G→C→DI说：我使用I→F→G→C→DE说：我使用E→F→G→C→D;F收到这些信息流，找出其中最好的一个路由。ABCEFIJHDG（172）分析：①从I和E使用的路由显然不能用，因为要经过F；②只有从B，或G中选择；选择的标准：BGP用一个模块检查路由，并给它们打分数。打分函数不是BGP协议的组成部分，系统管理员可选择任意的打分函数，

（173）BGP是基于距离向量的协议BGP保留的是到每一个目的站的完整路由BGP-4使用的四种报文OPEN报文与相邻的路由器建立关系Update更新路由信息Keepalive确认OPEN报文Notification发送检测到的差错BGP的三个功能邻站探测相邻两站愿不愿意交流邻站可达性网络可达性（174）6.6IP多播和因特网组管理协议6.6.1IP多播的基本概念 在因特网上向多个目的站发送同样的数据报可以有两种方法。一种方法是采用单播，即一次向一个目的站发送数据报，这样的发送共进行多次。另一种方法是采用多播。图6-29表示多播的特点。 能够运行多播协议的路由器称为多播路由器(multicastrouter)。（175） 在因特网上进行多播就叫做IP多播。IP多播具有以下的一些特点： （1）多播使用组地址

多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。 （2）永久组地址 （3）动态的组成员 （4）使用硬件进行多播（176）（177）6.6.2因特网组管理协议IGMP

因特网组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)是在多播环境下使用的协议，它位于网际层。 IGMP可分为两个阶段。 第一阶段：当某个主机加入新的多播组时，该主机应向多播组的多播地址发送一个IGMP报文，声明自己要成为该组的成员。 第二阶段：因为组成员关系是动态的，因此本地多播路由器要周期性地探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还继续是组的成员。（178）

当多播数据报在传输的过程中，若遇到有不运行多播软件的路由器或网络，那么就要采用隧道技术。图6-31是对隧道技术的说明。（179）（180）IGMP（InternetGroupManagementProtocol）应用：给多个用户发布邮件或新闻，交互式会议。主要用于多媒体通信的多播业务。一、IGMP多播工作原理：组管理协议IGMP（181）ABDC

H1R1R5R2R3R4R6首先我们分析一个例子：H1→A,C,D多播复制复制说明：（1）主机H1向三个主机A,C,D进行多播；（2）首先必须找到一个最佳的路由进行复制；（3）如：H1将数据报→R2进行复制→R6复制，最终分别送到A,C,D主机；（4）注意：②为了减轻网络中各种资源消耗，要找到一条最佳的路由到复制。③能够运到多播协议路由的称为多播路由器①多播与同时向多个目的站发送数据报的区别；如果同时发送，则在源站就发送3个数据报，分别给A,B.C.D。（182）D类行分二类：①永久组地址（不需要每次都建立组）以下是由IANA指定的224.0.0.1在一个LAN上的所有系统224.0.0.2在一个LAN上的所有路由器224.0.0.5在一个LAN上的所有OSPF路由器224.0.0.6在一个LAN上的所有OSPF指定路由器②临时组地址，（则是在每一次使用前都必须创建主机组，其主机组中的成员是动态的）一个成员可以申请加入某主机组，或退出主机组。二、支持多播IP的地址。D类：1110组播地址（183）IP地址发展史—指数增长（一）初期只有一类地址，最多容纳256个网络NetID=8bit、HostID=24bit1981年分为A、B、C三类地址，分别用于大、中、小型网络A类：128×16M，B类：16K×64K，C类：2M×2561984年子网定义、子网掩码提高了A、B类地址的利用率1992年CIDR、VLSM对子网掩码的定义扩展和灵活使用取消了A、B、C地址类型的限制（184）当前地址的一般格式：NetID.HostID地址含义分成两段网络编号、网络内主机编号两部分的分隔位置由子网掩码确定当前的地址格式，地址利用率高、网络和路由可以合理配置1991年互联网的三大危机B类地址耗尽路由表爆炸IP地址整体耗尽CIDR无类型域间路由，ClasslessInterDomainRouting是为解决上述危机而开发的一种方案它使互联网获得了足够的时间等待IPv6IP地址发展史—指数增长（二）（185）路由表爆炸路由表的一项：对应一个网络比较：初期的做法是一项对应一台主机随着大量B类地址的分配，路由表将有上万项规模巨大的路由表，对内存、CPU形成了巨大压力有人称为：路由表爆炸，将使互联网无法生存（186）无类型地址（一）背景组织建网的地址需求大多数组织建网，都需要一个比C大的地址空间大部分组织实际上并不是真正需要一个B的空间（64K主机）结论：解决B类地址耗尽用多个C聚成一个“块”，取代对B类地址的申请和分配必须同时设法减少路由表项，否则，“爆炸”会更严重（187）无类型地址（二）CIDR中，C类地址的分配策略将若干个连续的C类地址组成一个块，取代对B的需求这些C类地址具有相同的前缀地址最高位相同连续C类地址的数量为2的整数幂个从相应整数幂的低端开始基本思想：将超过2百万个C类地址按照可变大小的块(block)来进行分配。例如：某单位要2000个IP地址，就分配给它2048个地址，即连续8个C类网络地址。（188）6.7下一代的网际协议IPv6(IPng)6.7.1IPv6的基本首部格式 IPv6所引进的主要变化如下： ·更大的地址空间。 ·简化了首部格式。 ·灵活的协议 ·允许对网络资源的预分配 ·允许协议继续演变和增加新的功能

IPv6数据报在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部(