Chapter 4- 网络层 (4)-2017

Size: px

Start display at page:

Download "Chapter 4- 网络层 (4)-2017"

好豹鲍
5 years ago
Views:

1 计算机网络第四章网络层 (4) 陈旺虎

2 Review 路由器转发分组的流程划分

3 4.3.3 分类编址 CIDR 划分带来的好处在一定程度上解决了问题但是 1992 年,B 类地址已分配了近一半, 预计 1994 年 3 月将全部分配完毕! 因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长 ( 从几千个增长到几万个 ) 整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽推动了 IP 地址编址的再次演变

4 IP 编址问题的演进变掩码 VLSM 在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码 (1987 年 ) 可进一步提高 IP 地址资源的利用率分类域间路由选择 CIDR 在 VLSM 的基础上, 提出了无分类编址方法正式名字 : 无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

两级地址结构消除了传统的分类以及划分的概念 IP 地址 ::= {< 络前缀 >, < 主机号 >} 使 CIDR 记法斜线记法 128.14.32.

5 两级地址结构消除了传统的分类以及划分的概念 IP 地址 ::= {< 络前缀 >, < 主机号 >} 使 CIDR 记法斜线记法 /20 IP 地址 / 网络前缀的位数网络前缀对应三级编址中子网掩码中 1 的个数网络前缀相同的连续的 IP 地址组成 CIDR 地址块, 可更有效分配 IPv4 的地址空间

6 CIDR 地址块 /20 表个地址块共有 2 12 个地址全 0 和全 1 的主机号地址般不使在不指定起始地址时, 可表为 :/20 起始地址 : 最地址 :

7 CIDR& 地址 CIDR 引 VLSM 只保留一个子网所需要 ( 大约 ) 的地址数, 可更有效的利用地址空间组有公共前缀地址的主机可以组成个的络号 : 公共前缀例如 : 4 个 C 类网络 *, *, * 和 *, 共 1024 个地址有公共的前缀 *, 对应的子网掩码是可能的子网对应的掩码还有 ,

8 路由聚合 (route aggregation) 个 CIDR 地址块可以表很多地址, 这种地址的聚合常称为路由聚合好处使得路由表中的一个项目可以表示很多个 ( 例如上千个 ) 原来传统分类地址的路由注意 CIDR 虽然不使用子网了, 但仍然使用掩码这一名词 ( 但不叫子网掩码 ) 对于 /20 地址块, 它的掩码是 20 个连续的 1

9 CIDR 记法的其他形式 /10 可简写为 10/10 掩码? 络前缀 + * 表法 *, 星号 * 之前是网络前缀,* 表示主机号, 可以是任意值

10 构成超网前缀度不超过 23 位的 CIDR 地址块都包含了多个 C 类地址这些 C 类地址合起来就构成了超注意 CIDR 地址块中的地址数一定是 2 的整数次幂网络前缀越短, 其地址块所包含的地址数就越多相比较, 划分子网是使网络前缀变长

例 :CIDR 地址块划分 ISP 206.0.64.0/18 因特网 206.0.68.0/22 大学 X 206.0.68.0/23 206.0.70.0/24 206.0.71.0/25 206.0.71.128/25 206.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25 一系 206.0.70.0/26 206.0.70.64/26 206.

11 例 :CIDR 地址块划分 ISP /18 因特网 /22 大学 X / / / / / / / /25 一系 / / / /26 二系 / /26 三系 / /26 四系单位地址块二进制表示地址数 ISP / * 大学 / * 1024 一系 / * 512 二系 / * 256 三系 / * 128 四系 / * 128

12 示例 :CIDR 地址块划分 /18 ISP 大学 X 因特网 / / / / / / / / /25 一系 / / / /26 二系 / /26 三系该 ISP 共有 64 个 C 类络 ( *.*) / /26 四系如果不采 CIDR 技术, 与该 ISP 的路由器交换路由信息的每个路由器的路由表中, 需要 64 个项采地址聚合后, 只需路由聚合后的 1 个项 /18 就能找到该 ISP

13 最长前缀匹配使 CIDR 时, 路由表项包含网络前缀下一跳地址查找路由表时, 可能会得到多个匹配结果最前缀匹配 (longest-prefix matching) 也称 : 最长匹配 / 最佳匹配从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由网络前缀越长, 其地址块就越小, 因而路由就越具体

14 收到分组的的地址 :D = 路由表项 : /22 (ISP) /25 ( 四系 ) D AND ( ) = /22 匹配 D AND ( ) = /25 匹配选择两个匹配的地址中更具体的个, 即选择最前缀的地址

15 3. 使用二叉线索查找路由表当路由表的项数很时, 如何减路由表的查找时间? 通常, 层次数据结构, 如 : 二叉线索各个路径就代表路由表中存放的各个地址 32 位的 IP 唯一前缀为提叉线索的查找速度, 泛使各种压缩技术

16 习题 1 对个局域进划分三个分别包含和 28 台计算机分配给该局域个 B 类地址请说明 IP 分配案子网号子网掩码子网地址最小 IP 地址最大 IP 地址

17 37 某络的 IP 地址为 /24, 采划分, 掩码为 , 则该络的最个数每个内的最可分配地址个数为 ( ) A:32,8 B:32,6 C:8,32 D:8,30

18 解答可知, 子网号为 5 位可以表示 2^5=32 个子网主机号为 3 位, 除去全 0 和全 1 的情况可以表示 6 个主机地址答案 :B

19 47.(9 分 ) 某公司络拓扑图如下图所 l R1 的 L0 接口的 IP 地址是 ; l R2 的 L0 接口的 IP 地址是 ,L1 接口的 IP 地址是 ,E0 接口的 IP 地址是 ; 域名服务器的 IP 地址是 l 将 IP 地址空间 /24 划分为两个, 分配给局域 1 局域 2, 每个局域分配的地址数不少于 120 个, 请给出子网划分结果 l 给出 R1 和 R2 的路由表

20 解答每个子网 120 台主机, 因此, 主机号的位数 x 应满足 : x < 8 2^x > 120 因此, 可得到 x=7, 则, 子网掩为即 : 所以划分的两个网段是 : /25 与 /25

21 3. 某络的台主机产了个 IP 数据报, 头部度是 20 字节, 数据部分度为 2000 字节该数据报需要经过两个网络到达目的主机, 这两个网络的最大传输单元 MTU 分别为 1500 字节和 576 字节请问 IP 数据报到达目的主机时, 共分为了多少个小 IP 报文? 长度分别是多少?

22 (1) 经过网络 1: , (2) 经过网络 2: 注意整个 IP 报文作为数据链路层的数据部分, 以太网的 MTU 为 1500 分片可以在终点组装, 也可以没通过一个网络组装

23 4.4 网际控制报文协议 ICMP IP 层的服务定位 IP 数据报的校验和错误检测每个 IP 数据报的头部都有一个校验和 (checksum) 字段, 它负责对整个 IP 报文头进行检验路由器在每次转发一个 IP 报文之前都要重新计算一个新的校验和 ( 原因?) IP 层发现校验和错时的处理 : 数据报丢弃因为, 接收者无法相信数据报头部中的任何域, 包括 : 源地址, 目标地址但是, 某些差错是可以被报告的例如, 网中的一些物理路径出错, 导致网络无法连通等

24 ICMP 的功能为了提 IP 数据报交付成功的机会, 在际层使了际控制报协议 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 是个差错报告协议检查并报告一些基本的差错, 让一个路由器向其它路由器或主机发送差错或控制报文 ICMP 在两台机器上的 Internet 协议软件之间提供了一种通信方式 ICMP 协议对 IP 的执行是必要的

ICMP 报文的格式前 4 个字节都是一样的 0 8 16 31 类型代码检验和 ( 这 4 个字节取决于 ICMP 报文的类型 ) ICMP 的数据部分 ICMP

25 ICMP 报文的格式前 4 个字节都是一样的类型代码检验和 ( 这 4 个字节取决于 ICMP 报文的类型 ) ICMP 的数据部分 ICMP 报文首部数据部分 IP 数据报 IP 和 ICMP 相互依赖,IP 使 ICMP 发送差错报,ICMP 利 IP 来传递报 ICMP 不是层协议, 是 IP 层的协议

26 说明类型 : 可看作是差错的种类, 例如,3 表终点不可达 ; 代码 : 表明各种类型的不同具体情况, 例如, 类型为 3 时, 代码 0 = 网络不可达 ; 1 = 主机不可达 ; 2 = 协议不可用 ; 3 = 端口不可达 ; 第 5-8 个字节, 随类型的不同有所变化, 例如, 重定向消息中, 以表关的 IP 地址

27 4.4.1 ICMP 报文的种类 ICMP 报的种类有两种, 即 ICMP 差错报告报文 ICMP 询问报文 ICMP 报 4 个字节是统一的格式, 共有三个字段 : 即类型代码和检验和接着的 4 个字节的内容与 ICMP 的类型有关

28 ICMP 差错报告报共有 5 种终点不可达源点抑制 (Source quench) 路由器或者主机发生拥塞, 希望源点放慢发送速率时发送时间超过路由器收到 TTL=0 的数据报终点在规定时间内收不到一个数据报的所有分片时发送参数问题收到的数据报的字段的值错误时, 丢弃数据报, 向源点报告改变路由 ( 重定向 )(Redirect) 路由器告知主机改变的路由

29 ICMP 差错报告报文的数据字段的内容 IP 数据报的数据字段收到的 IP 数据报 IP 数据报首部 8 字节 ICMP 的前 8 字节 IP 数据报首部 8 字节 ICMP 差错报告报文首部 ICMP 差错报告报文 IP 数据报装入 ICMP 报文的 IP 数据报 IP 数据报的数据字段的前 8 个字节 : 运输层的端号 (TCP 和 UDP) 以及运输层报的发送序号 (TCP)

30 不应发送 ICMP 差错报告报文的几种情况对 ICMP 差错报告报不再发送 ICMP 差错报告报对第个分的数据报的所有后续数据报都不发送 ICMP 差错报告报对具有多播地址的数据报都不发送 ICMP 差错报告报对具有特殊地址 ( 如或 ) 的数据报不发送 ICMP 差错报告报

31 ICMP 询问报文回送请求 / 回送回答报主机或者路由器向目的主机发出回送请求报文, 目的主机必须发回送回答报文, 以测试可达性及其有关状态时间戳请求或回答报请求或者回答当前的日期和时间, 以进行时间同步或者测量时间

32 4.4.2 ICMP 的应用举例 PING 来测试两个主机之间的连通性使了 ICMP 回送请求与回送回答报是应层直接使络层 ICMP 的例没有通过运输层的 TCP 或 UDP

33 PING 的应用举例

34 Traceroute 的应用举例

35 Traceroute 原理 Traceroute 从源主机向标主机发送串 IP 数据报, 封装的是法交付的 UDP 数据报数据报 P1 的 TTL 设为 1 路由器每接到数据报, 对 TTL 要减 1, 若 TTL 为 0, 则丢弃, 并发送 ICMP 时间超过差错报告报文 ; 源主机重发, 发送数据报 Pi, 并设 TTL 为 i 标主机收到数据报后, 不转发, 也不把 TTL 减 1, 因为数据报法交付, 因此向源主机发送 ICMP 源点不可达差错报告报

36 36 若路由器 R 因为拥塞丢弃 IP 分组, 则此时 R 可以向发出该 IP 分组的源主机发送的 ICMP 报件类型是 ( ) A: 路由重定向 B: 目的不可达 C: 源抑制 D: 超时

37 作业 10,17, 20, 21, 22, 26,28

38 Thanks,Any Question? The End.

第4章网络层_2_.doc

第4章网络层_2_.doc ( 章节专题首页 ) 课程名称计算机网络章节专题第 4 章网络层 ( 二 ) 1.IP 数据报的格式 ; 教学目标及基本要求 2. 理解子网划分的意义, 掌握如何划分子网 ; 3. 理解超网构造原理, 掌握构造超网 ; 4. 知道网际控制报文协议 ICMP 及