第12讲网络层3.ppt

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1、1/,第12讲网络层(3),从瞄侠痞赃楚深吹鹤盾县买薪客鼠访孰贾肃谚凌圣噎传散层勤兑弛滞知坤第12讲网络层3第12讲网络层3,2/,知识回顾,ARP协议 IP数据报格式,缅斤挠呢纹发郧班泛衍型夕汝茅搪辛聚骗泻泉锰殖蜡冗腔会洪浮趾稿鄙移第12讲网络层3第12讲网络层3,3/,本讲教学内容和教学目标,理解IP转发分组的流程 理解划分子网的必要性 掌握划分子网的方法 掌握默认子网掩码 理解使用子网进行分组转发 掌握CIDR的网络前缀 理解路由聚合的概念和应用,秋式洋吟叔德淖商额檬铂池勒酚搀拨钦蓉媒袖烂耙沈妹设频丈教围约汤谊第12讲网络层3第12讲网络层3,4/,IP 层转发分组的流程,有四个 A 类

2、网络通过三个路由器连接在一起。每一个网络上都可能有成千上万个主机。 可以想像，若按目的主机号来制作路由表，则所得出的路由表就会过于庞大。 但若按主机所在的网络地址来制作路由表，那么每一个路由器中的路由表就只包含 4 个项目。这样就可使路由表大大简化。,拴嘻抓烛伴便丛钟岔约金疮巩焉姥哀梅矣骋孔嗅繁扣境疵刽雷溜众惋赣孪第12讲网络层3第12讲网络层3,5/,网 1 10.0.0.0,网 4 40.0.0.0,网 3 30.0.0.0,网 2 20.0.0.0,10.0.0.4,40.0.0.4,30.0.0.2,20.0.0.9,20.0.0.7,目的主机所在的网络,下一跳地址,20.0.0.0,

3、30.0.0.0,10.0.0.0,40.0.0.0,20.0.0.7,30.0.0.1,直接交付，接口 1,直接交付，接口 0,路由器 R2 的路由表,30.0.0.1,10.0.0.4,40.0.0.4,30.0.0.2,20.0.0.9,20.0.0.7,30.0.0.1,链路 4,链路 3,链路 2,链路 1,R2,R3,R1,0,1,R2,R3,R1,在路由表中，对每一条路由，最主要的是 （目的网络地址，下一跳地址）,嘻蛤巳烈量幂渗钨宪激画树希莆显竞广廊牢拟浙漏踌筏循敝溉港蓟赤寅腕第12讲网络层3第12讲网络层3,6/,查找路由表,根据目的网络地址就能确定下一跳路由器，这样做的结果是

4、： IP 数据报最终一定可以找到目的主机所在目的网络上的路由器（可能要通过多次的间接交付）。 只有到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。,值砾牧肪帝醋收妖岩蛇撵膘渺喘里妖肿凋扛判斟临架昼陋芽姬警囤零功越第12讲网络层3第12讲网络层3,7/,特定主机路由,这种路由是为特定的目的主机指明一个路由。 采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。,犀醛利亲篆涕舅民衣私孜缩庚碎蓄乎循胁彬轿酶桨矩箱促因抠脊零邮侯习第12讲网络层3第12讲网络层3,8/,默认路由(default route),路由器还可采用默认路由以减

5、少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。 这种转发方式在一个网络只有很少的对外连接时是很有用的。 默认路由在主机发送 IP 数据报时往往更能显示出它的好处。 如果一个主机连接在一个小网络上，而这个网络只用一个路由器和因特网连接，那么在这种情况下使用默认路由是非常合适的。,翼斩山旋辈墟芬袍伏蚀智亩姓卫尊膏掳辉烧愁向殉献橱陡辜蹲柑间困盼碍第12讲网络层3第12讲网络层3,9/,N1,R1,因特网,目的网络 下一跳 N1 直接 N2 R2 默认 R1,路由表,N2,R2,只要目的网络不是 N1 和 N2， 就一律选择默认路由， 把数据报先间接交付路由器 R1， 让 R1 再转发给下一个路由器。,

6、汁孩哈周宇廓瓶练蔑跺慎聂诸锅叮航意高姬吮悔懒丢育话卿己氓赡睬庭民第12讲网络层3第12讲网络层3,10/,必须强调指出,IP 数据报的首部中没有地方可以用来指明“下一跳路由器的 IP 地址”。 当路由器收到待转发的数据报，不是将下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 数据报，而是送交下层的网络接口软件。 网络接口软件使用 ARP 负责将下一跳路由器的 IP 地址转换成硬件地址，并将此硬件地址放在链路层的 MAC 帧的首部，然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。,片跪抽涨谍沥寞万展升琳渍副冰昂练抵悉窑有共瓶兴磐刹梦课俐递树威矿第12讲网络层3第12讲网络层3,11/,分组转发算法,(1) 从数据报

7、的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。 (2) 若网络 N 与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机 D；否则是间接交付，执行(3)。 (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。 (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。 (5) 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。 (6) 报告转发分组出错。,拼御踞尊慨胃综舞烧活销演惦佣葵胃镶乌曝代坟锤捅跋音怀酥迟靖现翔娜第12讲网络层3第1

8、2讲网络层3,12/,划分子网,从两级 IP 地址到三级 IP 地址 在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理。 IP 地址空间的利用率有时很低。 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。 两级的 IP 地址不够灵活。 从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。 这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议,谣命坝钻阑郡坊裔灿浓橇嗅髓氢科活殊赢希腿治编袁刽芬丘果佳闺还只痢第12讲网络层3第12讲网络层3,13/,划分子网纯属一个单位内部的事情。单位

9、对外仍然表现为没有划分子网的网络。 从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。 IP地址 := , , (4-2),划分子网的基本思路,滓疚冷婴蝎传辑现赔鸟惺卿柯轧屯锣保肆午梦烧爆巡斧般坦县刚州偿絮焕第12讲网络层3第12讲网络层3,14/,凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。,划分

10、子网的基本思路（续）,墒郴率须福狗刻哟店驻痛运蝎粳嗜叔衡闷戴手曾辫军缎昔裕愿巧袍吕册惦第12讲网络层3第12讲网络层3,15/,145.13.3.10,145.13.3.11,145.13.3.101,145.13.7.34,145.13.7.35,145.13.7.56,145.13.21.23,145.13.21.9,145.13.21.8,所有到网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器,我的网络地址 是 145.13.0.0,R1,R3,R2,一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0,鞠肘姿车等淀懂仇竹鹃能孝触椅戮玫细框疤偶厢韵甸黄袍看矫轰所区融雾第12讲网络层3第12讲网

11、络层3,16/,划分为三个子网后对外仍是一个网络,145.13.3.10,145.13.3.11,145.13.3.101,145.13.7.34,145.13.7.35,145.13.7.56,145.13.21.23,145.13.21.9,145.13.21.8,子网 145.13.21.0,子网 145.13.3.0,子网 145.13.7.0,所有到达网络 145.13.0.0 的分组均到达 此路由器,网络 145.13.0.0,R1,R3,R2,增蚌投严溅纂涂永翁诛占尤总乏屹什冤频蚊山萧雍渴琢补动渗臆辟炸碴儒第12讲网络层3第12讲网络层3,17/,当没有划分子网时，IP 地址是两

12、级结构。 划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。 划分子网只是把 IP 地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP 地址原来的网络号 net-id。 从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。 使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。,子网掩码,快暂袜乔修播蕾庇祟佰列琵根矾林哈函迂帕饶绥浸绎溉破慷巍霍壶漓蒙指第12讲网络层3第12讲网络层3,18/,IP 地址的各字段和子网掩码,145 . 13 .,3 . 10,两级 IP 地址,子网号为 3 的网络的网络号,三级 IP 地址,主机号,子网掩码,n

13、et-id,host-id,子网的 网络地址,0,net-id,subnet-id,host-id,145 . 13 .,145 . 13 . 3,3 . 10,捆胃褪袄杠这队磁惕扦发负育假造痈溪琼颤爽骏爱藏体肖冲养财严炬辞狼第12讲网络层3第12讲网络层3,19/,(IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址,网络号 net-id,主机号 host-id,两级 IP 地址,网络号,三级 IP 地址,主机号,子网号,子网掩码,子网的 网络地址,net-id,subnet-id,0,逐位进行 AND 运算,外鸳纸界蔡虱专讣嘿萧摊鲤辈子塞作邵柯兽窝塘拭圾跨花乱梢素沪遍艰但第12讲网络层3第12

14、讲网络层3,20/,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,net-id,net-id,host-id 为全 0,net-id,网络地址,A 类 地 址,默认子网掩码 255.0.0.0,网络地址,B 类 地 址,默认子网掩码 255.255.0.0,网络

15、地址,C 类 地 址,默认子网掩码 255.255.255.0,host-id 为全 0,host-id 为全 0,默认子网掩码,锣媚笋融押纺盲篇隙谎猛将针糙叁幅氛再粒踩买寺骄锤螟砖蜜叁脚刘稀纂第12讲网络层3第12讲网络层3,21/,子网掩码是一个重要属性,子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。 路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。 路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。 若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。,撤而蝶疏恶臂晓乌隧瘁砖轮睁害钳商荫猾当从憾折渠噶蕊耕

16、咏妖钨状粟贰第12讲网络层3第12讲网络层3,22/,141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0,【例4-2】已知 IP 地址是 141.14.72.24，子网掩码是 255.255.192.0。试求网络地址。,(a) 点分十进制表示的 IP 地址,(c) 子网掩码是 255.255.192.0,0 0 0 0 0 0 0 0,141 . 14 .,72 . 24,141 . 14 .,64 . 0,. 0,0 1 0 0 1 0 0 0,141 . 14 .,. 24,(b) IP 地址

17、的第 3 字节是二进制,(d) IP 地址与子网掩码逐位相与,(e) 网络地址（点分十进制表示）,计算子网号例题,缸硒剔卵俗篱娥佐锁伶锗侵凹接孵堰摈傀辜甥锯航缨绪圈盆妒苍安郧鉴诫第12讲网络层3第12讲网络层3,23/,141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0,【例4-3】在上例中，若子网掩码改为255.255.224.0。试求网络地址，讨论所得结果。,(a) 点分十进制表示的 IP 地址,(c) 子网掩码是 255.255.224.0,0 0 0 0 0 0 0 0,141 . 14

18、.,72 . 24,141 . 14 .,64 . 0,. 0,0 1 0 0 1 0 0 0,141 . 14 .,. 24,(b) IP 地址的第 3 字节是二进制,(d) IP 地址与子网掩码逐位相与,(e) 网络地址（点分十进制表示）,不同的子网掩码得出相同的网络地址。 但不同的掩码的效果是不同的。,顽头漫饲纪扛篮戍萌斋鲸觅荫爪镜噬就骗街纶粳裸察靛狞挣岸赁涵抠败暴第12讲网络层3第12讲网络层3,24/,在不划分子网的两级 IP 地址下，从 IP 地址得出网络地址是个很简单的事。 但在划分子网的情况下，从 IP 地址却不能唯一地得出网络地址来，这是因为网络地址取决于那个网络所采用的子网

19、掩码，但数据报的首部并没有提供子网掩码的信息。 因此分组转发的算法也必须做相应的改动。,使用子网掩码的分组转发过程,喧曾逃撒志头申纽坦牌昏垃滨掖夫孺趁荧源包荆蔗貌蔽瓤隅耻笑砰禹势台第12讲网络层3第12讲网络层3,25/,在划分子网的情况下路由器转发分组的算法,(1) 从收到的分组的首部提取目的 IP 地址 D。 (2) 先用各网络的子网掩码和 D 逐位相“与”，看是否和 相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。 否则就是间接交付，执行(3)。 (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则将 分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。 (4) 对路由表中的每一行的子网掩码

20、和 D 逐位相“与”， 若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送 给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。 (5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表 中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。 (6) 报告转发分组出错。,獭豆尤笛怪备墟神夷锐醉仕祁黔汲键捡滞遍潜纺眯仍闺丹占旭绸解帅癣伐第12讲网络层3第12讲网络层3,26/,128.30.33.1,0,128.30.33.13,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.2

21、55.255.128,H2,128.30.33.138,0,1,128.30.33.129,H3,128.30.36.2,子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0,128.30.36.12,【例4-4】已知互联网和路由器 R1 中的路由表。主机 H1 向 H2 发送分组。试讨论 R1 收到 H1 向 H2 发送的分组后查找路由表的过程。,害怔伟血先粟警癣请坠骸端潍道惨蒋端乖燃丙革哪段某燕氓镑虾酉忿蔽惫第12讲网络层3第12讲网络层3,27/,主机 H1 要发送分组给 H2,128.30.33.1,0,R1 的路由表（未给出默认路由器）,128.30.33.

22、13,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,R1,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128,H2,128.30.33.138,0,1,128.30.33.129,H3,128.30.36.2,子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0,128.30.36.12,要发送的分组的目的 IP 地址：128.30.33.138,请注意：H1 并不知道 H2 连接在哪一个网络上。 H1 仅仅知道 H2 的 IP 地址是 128.30

23、.33.138,因此 H1 首先检查主机 128.30.33.138 是否连接在本网络上 如果是，则直接交付； 否则，就送交路由器 R1，并逐项查找路由表。,骋瘤越阑韦踩秒换萨门被蹈墅诗疵凿懈晦辟辉捍积夷惟个搏宗轨坎胡山放第12讲网络层3第12讲网络层3,28/,128.30.33.1,0,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,R1,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128,H2,128.30.33.13,128.30.33.138,0,1,128.30.3

24、3.129,H3,128.30.36.2,子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0,128.30.36.12,主机 H1 首先将本子网的子网掩码 255.255.255.128与分组的 IP 地址 128.30.33.138 逐比特相“与”(AND 操作),255.255.255.128 AND 128.30.33.138 的计算,255 就是二进制的全 1，因此 255 AND xyz = xyz， 这里只需计算最后的 128 AND 138 即可。,128 10000000 138 10001010,逐比特 AND 操作后：10000000 128,

25、H1 的网络地址,戳雀蜜埂戍殿桩炕分硬柬摊跋候嚼喳滨倚我秦衰娄那卸宵桅例簿商埂久士第12讲网络层3第12讲网络层3,29/,因此 H1 必须把分组传送到路由器 R1然后逐项查找路由表,128.30.33.1,0,R1 的路由表（未给出默认路由器）,128.30.33.13,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,R1,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128,H2,128.30.33.138,0,1,128.30.33.129,H3,128.30.36.2,子

26、网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0,128.30.36.12,卑烯货倪纸暮具少摔趁岂皮言壹回咕慨甭茹蒸陋唱秒蛀雄季换捅如烘倍灸第12讲网络层3第12讲网络层3,30/,路由器 R1 收到分组后就用路由表中第 1 个项目的子网掩码和 128.30.33.138 逐比特 AND 操作,128.30.33.1,0,R1 的路由表（未给出默认路由器）,128.30.33.13,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,R1,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网

27、掩码 255.255.255.128,H2,128.30.33.138,0,1,128.30.33.129,H3,128.30.36.2,子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.255.0,128.30.36.12,255.255.255.128 AND 128.30.33.138 = 128.30.33.128 不匹配! （因为128.30.33.128 与路由表中的 128.30.33.0 不一致）,R1 收到的分组的目的 IP 地址：128.30.33.138,不一致,渤哟苫作床酝嗡疲酋锣忽矮狂误脸业豌被早接闪釜竞蜡贩惮吴疮烽嘘弄碰第12讲网络层3第12讲网络

28、层3,31/,路由器 R1 再用路由表中第 2 个项目的子网掩码和 128.30.33.138 逐比特 AND 操作,128.30.33.1,0,R1 的路由表（未给出默认路由器）,128.30.33.13,H1,子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128,128.30.33.130,R1,1,R2,子网2：网络地址 128.30.33.128 子网掩码 255.255.255.128,H2,128.30.33.138,0,1,128.30.33.129,H3,128.30.36.2,子网3：网络地址 128.30.36.0 子网掩码 255.255.

29、255.0,128.30.36.12,255.255.255.128 AND 128.30.33.138 = 128.30.33.128 匹配! 这表明子网 2 就是收到的分组所要寻找的目的网络,R1 收到的分组的目的 IP 地址：128.30.33.138,解庭阑答气摈眺瞳临舜辨陇球串栽坝薪线琶王醇祁什鹿便进谰邑广略饵寓第12讲网络层3第12讲网络层3,32/,划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇 到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临三个必 须尽早解决的问题，这就是： B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！ 因特网主干网上的路由

30、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。,无分类编址 CIDR网络前缀,瘴雌胆迁雨崇奋厩鲤吹抚敌脸李员彤居颖肠代岛槽脯磊渐悼毅旭矩柱淑垛第12讲网络层3第12讲网络层3,33/,1987 年，RFC 1009 就指明了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。使用变长子网掩码 VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的利用率。 在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routi

31、ng)。,IP 编址问题的演进,产据统悸坍躇跋痪享民逼哼亭邢潮幻沉乒丸噎完儒闰羊嫁娥壕兽算糟款涸第12讲网络层3第12讲网络层3,34/,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。 CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。 IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。,CIDR 最主要的特点,唁燕眨疲章蹈嫌豺跟飞八搓琐皮寻熙摩吁鞍栈抄怎非耶圣纳娠钠圈注乱烽第12讲网络层3第12讲网络层3,35/,无分类的两级编址的记法是： IP地址 := , (4-

32、3) CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。 CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”。,无分类的两级编址,榷湾石绚蚌锦拼群鄙快士横盼畸扶颜窄见谁孟诽厘蜜亚落郑的椿芝凡芋耀第12讲网络层3第12讲网络层3,36/,CIDR 地址块,128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是 12 位）。 这个地址块的起始地址是 128.1

33、4.32.0。 在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20 地址块”。 128.14.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0 128.14.32.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255 全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用。,酬杖暂趋阵瘸杂扶审奶侦乐雹棕占染冉摄巳庙处澈析救液毗酒痘磕眶牲宗第12讲网络层3第12讲网络层3,37/,128.14.32.0/20 表示的地址（212 个地址）,10000000 00001110 00100000 00000000 10000000 00001110 00100000 00000001 10

34、000000 00001110 00100000 00000010 10000000 00001110 00100000 00000011 10000000 00001110 00100000 00000100 10000000 00001110 00100000 00000101 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 10000000 00001110 00101111 11111110 10000000 00001

35、110 00101111 11111111,所有地址 的 20 位 前缀都是 一样的,杭琴酉沟库紧坍犀芍芜哇沾得浇壁懂成拔奸琶崩揉不品呛恭妇攒九卵而烽第12讲网络层3第12讲网络层3,38/,一个 CIDR 地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合，它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。 路由聚合也称为构成超网(supernetting)。 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。 斜线记法中的数字就是掩码中1的个数。,路由聚合(route aggrega

36、tion),糯屑稻畜逼惹肮恶些丸京臻拍调饥帆恶叼煤垂旅膘宋嫂冠抬溉渴氦午孵脾第12讲网络层3第12讲网络层3,39/,CIDR 记法的其他形式,10.0.0.0/10 可简写为 10/10，也就是把点分十进制中低位连续的 0 省略。 10.0.0.0/10 隐含地指出 IP 地址 10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0。此掩码可表示为 11111111 11000000 00000000 00000000,感函淳居资件铂长韦蒜棘枣裸扑牧仓校炔雇主拱虫雌刊珍爱阁帅且饲枉陛第12讲网络层3第12讲网络层3,40/,CIDR 记法的其他形式,10.0.0.0/10 可简写为 10/10，

37、也就是将点分十进制中低位连续的 0 省略。 10.0.0.0/10 相当于指出 IP 地址 10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0，即 11111111 11000000 00000000 00000000 网络前缀的后面加一个星号 * 的表示方法 如 00001010 00*，在星号 * 之前是网络前缀，而星号 * 表示 IP 地址中的主机号，可以是任意值。,挎筏孽泻茶炉北圈既碾谨绝加倾现房凳侥噶丧藻乘涝比暂晨蓝煌抗听极眯第12讲网络层3第12讲网络层3,41/,构成超网,前缀长度不超过 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网。

38、 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。而在三级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长。,乾百逊腰纤于氧拈谋协抿怎凋柞奢挽怪壹湃寝汐披结任硒卯济颁斧曼乎疆第12讲网络层3第12讲网络层3,42/,CIDR 地址块划分举例,因特网,206.0.68.0/22,206.0.64.0/18,ISP,大学 X,一系,二系,三系,四系,206.0.71.128/26 206.0.71.192/26,206.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25,206.0.70.0/26

39、 206.0.70.64/26 206.0.70.128/26 206.0.70.192/26,206.0.70.0/24,206.0.71.0/25,206.0.71.0/26 206.0.71.64/26,206.0.71.128/25,206.0.68.0/23,单位 地址块 二进制表示 地址数 ISP 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01* 16384 大学 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.00000000.0100010* 512 二系 206

40、.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* 128,泰亢钡龚钱矫进扑剐枫敦抿虐采仲栗吓垢剂掠似虐鞭考泞顽疼赚茄舔淀叠第12讲网络层3第12讲网络层3,43/,CIDR 地址块划分举例,因特网,206.0.68.0/22,206.0.64.0/18,ISP,大学 X,一系,二系,三系,四系,206.0.71.128/26 206.0.71.192/26,2

41、06.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25,206.0.70.0/26 206.0.70.64/26 206.0.70.128/26 206.0.70.192/26,206.0.70.0/24,206.0.71.0/25,206.0.71.0/26 206.0.71.64/26,206.0.71.128/25,206.0.68.0/23,这个 ISP 共有 64 个 C 类网络。如果不采用 CIDR 技术，则在与该 ISP 的路由器交换路由信息的每一个路由器的路由表中，就需要有 64 个项目。但采用地址聚合后，只需用路由

42、聚合后的 1 个项目 206.0.64.0/18 就能找到该 ISP。,蜕蛆私鄂厕拌崩氧侮御舆矾垃赎韶眶徽蕾彩确绎衰鹊彻祟陈詹川故胖拭禾第12讲网络层3第12讲网络层3,44/,最长前缀匹配,使用 CIDR 时，路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。 应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由：最长前缀匹配(longest-prefix matching)。 网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体(more specific) 。 最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。,韩梦远芽份偿织挪迸踌盲蜘亮聚预俏贫闲挖咎卒芳厂川粤殴惶值杜

43、闭业喇第12讲网络层3第12讲网络层3,45/,最长前缀匹配举例,收到的分组的目的地址 D = 206.0.71.128 路由表中的项目：206.0.68.0/22 （ISP） 206.0.71.128/25 （四系）,查找路由表中的第 1 个项目,AND D = 206. 0. 01000100. 0,第 1 个项目 206.0.68.0/22 的掩码 M 有 22 个连续的 1。,M = 11111111 11111111 11111100 00000000,因此只需把 D 的第 3 个字节转换成二进制。,M = 11111111 11111111 11111100 00000000,20

44、6. 0. 01000100. 0,与 206.0.68.0/22 匹配,操面荆寥避绣亦茁辜讨每釜褐玖齐乳渐剐悄挑蝇罐史疚哭街鸟慑磕秒湿逊第12讲网络层3第12讲网络层3,46/,最长前缀匹配举例,收到的分组的目的地址 D = 206.0.71.128 路由表中的项目：206.0.68.0/22 （ISP） 206.0.71.128/25 （四系）,再查找路由表中的第 2 个项目,AND D = 206. 0. 71. 10000000,第 2 个项目 206.0.71.128/25 的掩码 M 有 25 个连续的 1。,M = 11111111 11111111 11111111 10000

45、000,因此只需把 D 的第 4 个字节转换成二进制。,M = 11111111 11111111 11111111 10000000,206. 0. 71. 10000000,与 206.0.71.128/25 匹配,堡宽料像祈誓吃粒夫嘱拢合垦创喻鸽湖邵颜蝉姨搬泛娠账庆爹牺熙厉孔州第12讲网络层3第12讲网络层3,47/,最长前缀匹配,D AND (11111111 11111111 11111100 00000000) = 206.0.68.0/22 匹配 D AND (11111111 11111111 11111111 10000000) = 206.0.71.128/25 匹配 选择

46、两个匹配的地址中更具体的一个，即选择最长前缀的地址。,闰椽枕奋笑薄弊棘雍皇角衫管寅淡募穆尘兑袁蝴专予植羌鲍谎疾搁壹值冕第12讲网络层3第12讲网络层3,48/,使用二叉线索查找路由表,当路由表的项目数很大时，怎样设法减小路由表的查找时间就成为一个非常重要的问题。 为了进行更加有效的查找，通常是将无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中，然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是二叉线索(binary trie)。 IP 地址中从左到右的比特值决定了从根结点逐层向下层延伸的路径，而二叉线索中的各个路径就代表路由表中存放的各个地址。 为了提高二叉线索的查找速度，广泛使用了各种压缩技术。,奇

47、绵谬致警睹乐镣枢抉雌座滨称授顶陆暖杭速洁彤晋无狡珊臆钳托韶诱嚏第12讲网络层3第12讲网络层3,49/,用 5 个前缀构成的二叉线索,32 位的 IP 地址 唯一前缀 01000110 00000000 00000000 00000000 0100 01010110 00000000 00000000 00000000 0101 01100001 00000000 00000000 00000000 011 10110000 00000010 00000000 00000000 10110 10111011 00001010 00000000 00000000 10111,撰蝇奔该卒派蜀扫凳补尊凤膛犁色涕筑抖草嗓饭华疮敏抑滤檬为乍枯犹腆第12讲网络层3第12讲网络层3,50/,小结,转发分组算法 划分子网 子网掩码 CIDR,啃录影弗晾沙邑渣锨鞠酥频劝菇嫌渡翅曳蹄茹硕温阵伍斤吓愧晚辗算增乎第12讲网络层3第12讲网络层3,51/,作业,上交作业 P175 9,20,21,23,27 课后作业 P176,28-37,烦窗锑恭限刑谐绘劳蛀烷宝枝晃滨翔嘴剁呜侧卿擎负足柱际旨肚鼎皋胯滨第12讲网络层3第12讲网络层3,