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1、 2006工程兵工程学院 计算机教研室计算机网络技术及应用 （第2版）第六章计算机教研室教授 沈鑫剡IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用第6章 IP和网络互连本章主要内容n网络互连；n网际协议（IP）；n路由协议建立路由表过程；nIP over 以太网技术；nInternet控制报文协议（ICMP）。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用6.1 网络互连本节主要内容n网络互连需要解决的问题；n信件投递过程启示；n端到端传输思路；nIP实现网络互连机制；n路由器结构。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用
2、终端A至终端B数据传输路径由两个不同类型 的传输网络组成：n源终端路径选择问题；n目的终端地址标识问题；n数据封装问题。一、网络互连需要解决的问题网络互连结构IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用二、信件投递过程启示n不同运输系统有着不同的封装信件的形式和标识始站与终站的方式；n信件上收信人和寄信人地址是统一的，和实际提供运输服务的运输系统标 识始站与终站的方式无关；n信件是一种标准的封装形式，和实际提供运输服务的运输系统封装信件的 形式无关；n南京根据信件上的收信人地址确定下一站：上海，同样，上海也是根据信 件上的收信人地址确定下一站：长沙，信件在南京至长沙的传
3、输过程中是不 变的；n由实际的运输系统提供当前站至下一站的运输服务。信件投递过程IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用三、端到端传输思路IP分组IP AIP RIP BMAC帧PPP帧IP分组IP分组独立于传输网络、全网络 统一的地址：IP地址。独立于传输网络，用IP地 址表示发送端和接收端的 IP分组。网际协议网际协议IPIP！IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用n端到端传输数据封装成与传输网络无关的格式：IP分组，用两端IP地址作 为IP分组的源和目的地址；n源终端和端到端路径经过的路由器须能根据目的终端IP地址确定下一跳的 I
4、P地址；n当前跳须能经过连接当前跳和下一跳的传输网络实现IP分组的逐跳传输；nIP分组经过不同的传输网络传输时，需封装成传输网络对应格式。三、端到端传输思路IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用四、IP实现网络互连机制n规定了统一的且与传输网络地址标识方式无关的 IP地址格式；n规定了统一的且与传输网络数据封装格式无关的 IP分组格式；n源终端和路由器必须建立用于指明通往目的终端 的路由表；n必须由单个传输网络连接当前跳和下一跳，通过 传输网络实现IP分组当前跳至下一跳的传输过程；nIP分组经过逐跳传输，实现源终端至目的终端的 传输过程。IPIP和网络互连和网络互
5、连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用五、路由器结构n路由器是IP分组交换设备；n线卡完成和传输媒体的连接和传输网络对应的链路层和 物理层功能；n路由模块建立路由表；n交换模块实现IP分组输入端口至输出端口的传输过程。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用6.2 网际协议本节主要内容nIP地址分类；nIP地址分层分类的原因和缺陷；n无分类编址；nIP分组格式。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用6.2 网际协议IP主要内容nIP地址nIP分组格式固定地址分类的缺陷n无法有效减少路由项n无法任意划分子网无分类 编址IPIP和网络互
6、连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用一、IP地址分类nIP地址分为单播、组播和广播地址。n单播地址分成A、B、C三类。n每一类单播地址分成网络地址和主机地址 两部分（地址分层结构）。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用一、IP地址分类选择答案，并简要回答为什么？（1）分类编址下，IP地址192.1.1.3属于 IP地 址。AA类 BB类 CC类 DD类IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用一、IP地址分类选择答案，并简要回答为什么？（2）分类编址下，IP地址192.1.1.3的网络地址是。A192.0.0.0 B19
7、2.1.0.0 C192.1.1.0 D192.1.1.3IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用二、IP地址分层分类的原因和缺陷q准考证号分为考场号和考号 q同一考场的考生具有相同的 考场号 q考场号随机分配根据考场分布给 出的路由信息U N IV E R S IT Y841xxx 642xxx 443xxx 244xxx751xxx552xxx353xxx154xxx841xxx 642xxx 443xxx 244xxx 751xxx 552xxx 353xxx 154xxx751xxx 552xxx 353xxx 154xxx841xxx 642xxx 443
8、xxx 244xxx244xxx154xxxIPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用IP地址为什么分层？分层使地址分配有了限制， 地址有了组织结构。地址有了组织结 构的最大好处是 便于选择路径。 单个路由项可以 指明属于同一组 织的所有地址的 路径。二、IP地址分层分类的原因和缺陷IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用IP地址为什么分类？n因为每一个组织的终端数是不同的。如 终端数小于254的组织可以用C类地址，大 于254，小于2162可以用B类地址，大于 2162用A类地址。IP地址的分层和分类似乎使它成为一 种完美的地址结构，事实
9、并非如此！二、IP地址分层分类的原因和缺陷IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用q准考证号分为主考区号、次考 区号、考场号和考号。 q同一考区的考场具有相同的区 号，同一考场的考生具有相同 的考场号。根据考场分布给 出的路由信息U N IV E R S IT Y641xxx 642xxx 643xxx 644xxx651xxx652xxx653xxx654xxx6xxxxx65xxxx64xxxx644xxx654xxx6xxxxx64xxxx65xxxx虽然是两层地址结构，如 果严格限制考场分配，仍 然可以有多层地址结构的 路由功能。651xxx二、IP地址分层
10、分类的原因和缺陷前提是用于比较的 考号位数可变！IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用n组织的终端数是随意的，很难符合三类地址的 终端数，如1000台终端，用C类地址不够，用B类 地址浪费。二、IP地址分层分类的原因和缺陷缺陷n不能有效聚合路由项；n不能任意划分子网。n根源在于固定的网络字段和主机字段位数。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用这种通过子网掩码方式动态确定网络地址 和主机地址位数的方式称为无分类编址， 因为它去除了分类编址固定的网络地址和 主机地址位数的限制。二、IP地址分层分类的原因和缺陷消除分类编址固定的网络地址和
11、主机地址 位数的限制，能够动态设置网络地址和主 机地址的位数。IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用二、IP地址分层分类的原因和缺陷选择答案，并简要回答为什么？（3）IP地址分层的原因是 。A减少路由表中的路由项数目 B适应不同类型传输网络互连 C实现逐跳转发 D允许不同的传输网络有着不同的终端数量IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用二、IP地址分层分类的原因和缺陷选择答案，并简要回答为什么？（4）IP地址分类的原因是 。A减少路由表中的路由项数目 B适应不同类型传输网络互连 C实现逐跳转发 D允许不同的传输网络有着不同的终端数量I
12、PIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用三、无分类编址无分类编址n标识网络号的网络前缀是任意长度 的。 无分类编址的好处n减少路由项n任意划分子网IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用子网掩码举例n10.1.1.8/255.255.255.0n10.1.1.8/255.255.0.0n10.0.0.0/255.0.0.0n10.0.0.0/8n10/8三、无分类编址IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用nIP地址动态分层功能，不同层 次的路径，路标的地址位数不同 ，用于选择路径的地址位数也不 同。用子网掩码给
13、出对应的地址 部分三、无分类编址IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用任意划分子网举例假定某个单位有120台计算机，这些计算机 被分成6组，其中1组分配20台计算机，2组分配 12台计算机，3组分配45台计算机，4组分配27台 计算机，5组分配6台计算机，6组分配10台计算 机， 这6组计算机属于6个子网，如何分配IP地 址才能使得路由表中的路由项最少？假定允许的 地址范围是192.1.2.0/24。三、无分类编址IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用0000000000111111（063）分配给3组45台计算机，网 络前缀为192
14、.1.2.0/26； 0100000001011111（6495）分配给4组27台计算机，网 络前缀为192.1.2.64/27； 0110000001111111（96127）分配给1组20台计算机， 网络前缀为192.1.2.96/27； 1000000010001111（128143）分配给2组12台计算机， 网络前缀为192.1.2.128/28； 1001000010011111（144159）分配给6组10台计算机， 网络前缀为192.1.2.144/28； 1010000010100111（160167）分配给5组6台计算机， 网络前缀为192.1.2.160/29； 任意划分子
15、网举例三、无分类编址IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用三、无分类编址n路由器R1两项路由项和目的 IP地址192.1.2.150匹配；n选择网络前缀最长的路由项 作为最终匹配路由项。最长前缀匹配IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用n默认路由项的目的地址为0.0.0.0，子网掩码为0.0.0.0，表明和所有目 的IP地址匹配；n只有当目的IP地址和所有其他路由项均不匹配的情况下，和默认路由项 匹配；n常用默认路由项指向通往多个具有相同下一跳的网络的传输路径。三、无分类编址默认路由项IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计
16、算机网络技术及应用三、无分类编址选择答案，并简要回答为什么？（5）192.1.1.3/26表示的CIDR地址块是 。A192.1.0.0192.1.255.255 B192.1.1.0192.1.1.255 C192.1.1.0192.1.1.3 D192.1.1.0192.1.1.63IPIP和网络互连和网络互连计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用三、无分类编址选择答案，并简要回答为什么？（6）某企业分配给人事部的CIDR地址块为 10.0.11.0/27，分配给企划部的CIDR地址块为 10.0.11.32/27，分配给市场部的CIDR地址块为 10.0.11.64/26，这三个CIDR地址块聚合后的CIDR地 址块应是 。A10.0.11.0/25 B10.0.11.0/26 C 10
