通信网络通信网络_6_6TCP/IPTCP/IP协议体系结构协议体系结构2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 1 1SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs1 1、计算机网络基本结构、计算机网络基本结构n 网络的物理拓扑结构网络的物理拓扑结构 总线形、星形、环形、树形、网状形等总线形、星形、环形、树形、网状形等n 发送方式的种类发送方式的种类 点对点、组播、广播点对点、组播、广播n 连接方式连接方式 面向连接方式：提供虚电路服务面向连接方式：提供虚电路服务 非面向连接非面向连接( (无连接无连接) )方式：提供数据报传输服务方式：提供数据报传输服务第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2 2SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs2 2、网络体系结构的基本考虑、网络体系结构的基本考虑n 支持多种业务传输支持多种业务传输n 不同性能的计算机的互联互通不同性能的计算机的互联互通n 多种通信技术的融合多种通信技术的融合n 各种不同传输介质的应用各种不同传输介质的应用n 异构网络的互连异构网络的互连 第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 3 3SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs3 3、网络体系结构的基本参考模型、网络体系结构的基本参考模型n 国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织(ISO)(ISO)提出的提出的开发系统互连开发系统互连开发系统互连开发系统互连(OSI)(OSI)的模型的模型第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 4 4SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs4 4、TCP/IPTCP/IP协议设计的基本原则协议设计的基本原则n 支持不同物理结构和技术的网络的互连支持不同物理结构和技术的网络的互连n 网络系统由独立的网络互连而成，其中的每个网络可自主运网络系统由独立的网络互连而成，其中的每个网络可自主运行，采用分布式的控制机制行，采用分布式的控制机制n 网络层网络层(IP(IP层层) )提供提供“尽力而为尽力而为”的服务，传输的可靠性由端的服务，传输的可靠性由端到端的传输层协议或应用层协议来保证到端的传输层协议或应用层协议来保证n 网间的互连通过称为路由器网间的互连通过称为路由器( (网关网关) )的设备实现，路由器仅负的设备实现，路由器仅负责责IPIP报文转发，不考虑流的状态维护报文转发，不考虑流的状态维护n 对所有的报文同等对待对所有的报文同等对待( (注：注：TCP/IPTCP/IP协议的发展，有些新增协议的发展，有些新增的协议改变了这一特性的协议改变了这一特性) ) 第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 5 5SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 5 5、TCP/IPTCP/IP的分层结构的分层结构n 网络协议的层次结构网络协议的层次结构 ISO ISO 七层协议七层协议 TCP/IP TCP/IP 协议协议DATA LINKPHYSICALNETWORKTRANSPORTSESSIONAPPLICATIONPRESENTATIONNETWORK INTERFACEIEEE802.XX, FR, ATM)INTERNET(IP, ARP, RARP)TRANSPORT (TCP or UDP)APPLICATION (FTP, TELNET, SNMP, DNS)ICMP, IGMP2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 6 6SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsOSPFEGPTCPUDPICMPIGMPIPRARPARPRIP BGPEthernet, Token Ring, PPP, and so onTelnet, FTP, TFTP,HTTP,SNMP,SMTP, and so onPort NumberProtocol NumberType codeApplication LayerData LinkLayerInternetLayerTransportLayer 5 5、TCP/IPTCP/IP的分层结构的分层结构n TCP/IPTCP/IP协议的层间的关系协议的层间的关系2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 7 7SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 5 5、TCP/IPTCP/IP的分层结构的分层结构n 网络网络层层(IP(IP层层) ) IP IP报文的路由功能与转发机制报文的路由功能与转发机制 IPIP地址与物理地址地址与物理地址(MAC(MAC地址地址) )间的解析方式间的解析方式 网络基本的监控功能网络基本的监控功能n 传输层传输层(TCP/UDP)(TCP/UDP) TCP (Transport Control Protocol)TCP (Transport Control Protocol)：提供面向连接的、可靠：提供面向连接的、可靠的传输服务的传输服务 UDP (User Datagram Protocol)UDP (User Datagram Protocol)：提供无连接的、不可靠但具：提供无连接的、不可靠但具有较高传输效率的服务有较高传输效率的服务n 应用层应用层 定义各种不同的服务类别，数据结构和工作机制定义各种不同的服务类别，数据结构和工作机制2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 8 8SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 5 5、TCP/IPTCP/IP的分层结构的分层结构n 不同层间的相互关系与在传输过程中的作用不同层间的相互关系与在传输过程中的作用 应用层、传输层是一种端到端的协议应用层、传输层是一种端到端的协议2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 9 9SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n IPIP地址：提供网络上不同终端和网络设备的标识功能地址：提供网络上不同终端和网络设备的标识功能n 互联网的互联网的IPIP地址通过统一管理分配地址通过统一管理分配n IP IP地址的管理机构：网络信息中心地址的管理机构：网络信息中心 (NIC)(NIC)n IP IP地址在网络层上屏蔽了异种网络之间物理地址等特性的差地址在网络层上屏蔽了异种网络之间物理地址等特性的差异，从而实现各种网络的互连互通异，从而实现各种网络的互连互通2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 10 10SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n IPIP地址采用层次化的结构地址采用层次化的结构 网络编号网络编号( (子网编号子网编号) )主机编号主机编号2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 11 11SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n IPIP地址的分类地址的分类 IP IP地址长度为地址长度为32bits32bits，由网络号，由网络号( (网络前缀网络前缀) )和主机号组成和主机号组成 不同类型的地址定义了不同规模大小的网络或组播应用不同类型的地址定义了不同规模大小的网络或组播应用2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 12 12SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n 特殊的特殊的IPIP地址地址 下述的下述的IPIP地址不能用于主机或网络设备的的地址不能用于主机或网络设备的的IPIP地址地址 (1) (1)全全“0 0”的的IPIP地址，表示本主机，网络号为全地址，表示本主机，网络号为全“0 0”，表示，表示本网络；本网络； (2)(2)全全“1 1”的的IPIP地址，表示本地网络的广播地址地址，表示本地网络的广播地址 (3) (3)主机号为全主机号为全“1 1”的地址，表示特定网络的广播地址的地址，表示特定网络的广播地址 (4) (4)网络号为网络号为“127127”的地址，用于主机系统的回环测试，不会的地址，用于主机系统的回环测试，不会向网络中发送向网络中发送2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 13 13SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n 子网掩码子网掩码 子网掩码：子网掩码：32bite32bite的代码；的代码； 高位上的高位上的“1 1”对应对应IPIP地址网络中的网络号和子网号；地址网络中的网络号和子网号； 低位中的低位中的“0 0”对应对应IPIP地址中的主机号。地址中的主机号。 在无类型的在无类型的IPIP中同样可用于提取网络号中同样可用于提取网络号( (网络前缀网络前缀) )1 0Host1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0NetworkSubnetIP addressSubnet mask2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 14 14SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、IPIP地址地址n IPIP地址的实质：用于标识网络设备地址的实质：用于标识网络设备/ /主机的主机的接口接口接口接口 如：如： 路由器上有多少个接口通常就有多少个相应网络的地址路由器上有多少个接口通常就有多少个相应网络的地址 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 15 15SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析地址解析 根据根据IPIP地址获得物理地址获得物理(MAC)(MAC)地址地址 根据物理根据物理(MAC)(MAC)地址获得地址获得IPIP地址地址n地址解析协议地址解析协议 地址解析协议地址解析协议(ARP: Address Resolution Protocol)(ARP: Address Resolution Protocol) 用于用于IPIP地址到物理地址的映射地址到物理地址的映射 逆向地址解析协议逆向地址解析协议(RARP: Reverse ARP)(RARP: Reverse ARP) 用于物理地址到用于物理地址到IPIP地址的映射地址的映射n地址解析协议的位置地址解析协议的位置 有人把它看作网络层有人把它看作网络层(IP(IP层层) )协议功能的一部分协议功能的一部分 有人把它看作网络层有人把它看作网络层(IP(IP层层) )以下层功能的一部分以下层功能的一部分2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 16 16SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析功能的实现：动态绑定法地址解析功能的实现：动态绑定法 Source 160.30.100.2000-AA-00-12-34-56Destination160.30.100.1000-A0-C9-78-9A-BCHost A：“If your IP address is 160.30.100.10 please send me a reply stating your hardware address”Host F：Thats me and my Hardware address is 00-A0-C9-78-9A-BCBroadcastUnicast2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 17 17SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsHost F should response by sending back to answer the request.Dest. SourceFF.FF.FF.FF.FF.FF 02.60.8C.01.0C.03Dest. Source160.30.100.10 160.30.100.88ARP request packetWhat is your MAC addr.?MAC headerIP headerDest. Source02.60.8C.01.0C.03 00.A0.C9.78.9A.BCDest. Source160.30.100.88 160.30.100.10ARP responsion packetThis is my MAC addr.MAC headerIP header第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析功能的实现：动态绑定法地址解析功能的实现：动态绑定法 Host A send a ARP request Packet with the MAC broadcast address. 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 18 18SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSenders Hardware Address (Octets 0-3)Protocol TypeTarget HA (octets 2 - 5)32 bits (4 Bytes)Hardware TypePLENHLENOperation codeSender IP (Octets 0-1)Sender HA (Octets 4-5)Sender IP (Octets 2-3)Target HA (Octets 0-1)Target IP (octets 0 - 3)Variable Length第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析报文的结构地址解析报文的结构 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 19 19SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析报文的结构地址解析报文的结构( (续续) ) Hardware Type (16 bits): This specifies the hardware interface type, for example, Ethernet has a value of 1.Protocol type (16 bits): This specifies the higher-level protocol whose address needs to be mapped onto the hardware, for example, IP - 0800.HLEN, Hardware address LENgth (8 bits): This specifies the length in bytes of the hardware address in this packet, for example, Ethernet - 6.PLEN, Protocol address LENgth (8 bits): This specifies the length in bytes of the protocol address in this packet. For IP this is four.Operation code (16 bits): This specifies whether this is an ARP request (1) or an ARP reply (2).2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 20 20SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析报文的结构地址解析报文的结构( (续续) ) Senders hardware address (48 bits): This contains the hardware address of the sender (the ARP requester).Senders IP address (32 bits): This contains the protocol address of the sender (the ARP requester).Targets hardware address (48 bits): This contains the hardware address of the target (the ARP responder).Targets IP address (32 bits): This contains the protocol address of the sender (the ARP responder).2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 21 21SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 地址解析功能的实现：固定表格法地址解析功能的实现：固定表格法 事先在各主机中建立事先在各主机中建立IPIP地址与物理地址转换表地址与物理地址转换表n 地址解析功能的实现：直接映射法地址解析功能的实现：直接映射法 物理地址是可以配置的，物理地址可以直接作为物理地址是可以配置的，物理地址可以直接作为IPIP地址的一部地址的一部分分( (如主机号如主机号) )，进行地址解析时直接可以从，进行地址解析时直接可以从IPIP地址得到物理地址。地址得到物理地址。n 在实际的系统中，通常采用动态绑定法与表格法结合的方式在实际的系统中，通常采用动态绑定法与表格法结合的方式 网络上的主机随时监测收集网络上网络上的主机随时监测收集网络上ARPARP协议包交互的信息协议包交互的信息 根据根据ARPARP协议包中的信息动态维护一个地址映射表协议包中的信息动态维护一个地址映射表 “动态动态”是指如果在一个固定的时间内没有收到新的有关信息，是指如果在一个固定的时间内没有收到新的有关信息，过时的信息将被删除。过时的信息将被删除。2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 22 22SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 6 6、地址解析、地址解析n 逆向地址解析协议逆向地址解析协议(RARP)(RARP) RARP RARP提供一种由物理提供一种由物理(MAC)(MAC)地址获取地址获取IPIP地址的机制地址的机制 利用利用RARPRARP，网络上新上电激活的主机可通过广播其物理地址与，网络上新上电激活的主机可通过广播其物理地址与特定的特定的RARPRARP服务器建立联系以获取服务器建立联系以获取IPIP地址地址 RARPRARP服务器中保存有网内主机物理地址与其服务器中保存有网内主机物理地址与其IPIP地址的映射表，地址的映射表，可对新激活的主机的可对新激活的主机的IPIP地址请求作出响应，提供相应的地址请求作出响应，提供相应的IPIP地址地址2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 23 23SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP路由器路由器n 路由器：实现路由器：实现IPIP网中网络互连的设备网中网络互连的设备n 路由器的功能路由器的功能 根据路由表将根据路由表将IPIP报文从一个网络转发到另外一个网络报文从一个网络转发到另外一个网络 路由器间根据有关的协议定期地进行有关网络可达性、位置等路由器间根据有关的协议定期地进行有关网络可达性、位置等信息的交换信息的交换 根据有关的路由信息计算最佳的路径根据有关的路由信息计算最佳的路径n 路由器的基本组成路由器的基本组成 路由表路由表 路由协议路由协议 转发器转发器2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 24 24SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP路由器路由器n IPIP网的选路方式网的选路方式 逐跳选路：逐跳选路：Hop by HopHop by Hop 选路过程是无状态的选路过程是无状态的( (每个每个IPIP报文独立选路报文独立选路) )n 路由器的选路依据路由器的选路依据 目的地的目的地的IPIP地址地址 路由表路由表 路由表中通常有一缺省项，凡是不能明确确定目的出口的的报路由表中通常有一缺省项，凡是不能明确确定目的出口的的报文全部发往缺省的出口，由下一级的路由器进一步确定报文如何文全部发往缺省的出口，由下一级的路由器进一步确定报文如何转发。转发。2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 25 25SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP路由器路由器n 路由器的结构路由器的结构 低速路由器低速路由器 软件控制软件控制 交换交换 高速路由器高速路由器 交换由硬交换由硬 件实现件实现2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 26 26SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 传统的传统的IPIP地址划分的方法地址划分的方法 按照按照A A、B B、C C类来划分网络类来划分网络 地址利用率低地址利用率低 管理的开销大管理的开销大n 可变长子网掩码可变长子网掩码 引入可变长子网掩码划分子网的方法引入可变长子网掩码划分子网的方法 通过子网掩码来界定网络通过子网掩码来界定网络( (网络子网网络子网) )的编号和子网的大小的编号和子网的大小 实现地址空间容量与子网所需容纳的主机的数量达到最佳的匹实现地址空间容量与子网所需容纳的主机的数量达到最佳的匹配配2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 27 27SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 利用子网掩码可对网络进行各种不同大小的划分利用子网掩码可对网络进行各种不同大小的划分 IP IP地址后的地址后的“/XX/XX”表示组网掩码高位连表示组网掩码高位连“1 1”的位数的位数例：例： Allocated IP address space 200.200.200.0/24 want 2 subnets with 50 hosts and 8 subnets with 10 hosts. 200.200.200.0200.200.200.0 /26 (max of 62 hosts)200.200.200.64 /26 (max of 62 hosts)200.200.200.192 /28 (max. of 14 hosts)200.200.200.208 /28200.200.200.224 /28200.200.200.240 /28200.200.200.128 /28 (max. of 14 hosts)200.200.200.144 /28200.200.200.160 /28200.200.200.176 /28Note: Subnet masks /26 = 255.255.255.192/28 = 255.255.255.240 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 28 28SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 子网掩码：子网掩码：利用子网掩码可对网络进行各种不同大小的划分利用子网掩码可对网络进行各种不同大小的划分 例例2 2：160.40.140.0 255.255.252.0160.40.156.0255.255.255.0160.40.152.0255.255.252.0160.40.157.12255.255.255.252160.40.157.4255.255.255.252LAN 1LAN 3LAN 2160.40.144.0255.255.252.0160.40.148.0255.255.252.0Site ASite CSite B160.40.156.1160.40.140.1160.40.152.1160.40.157.5160.40.157.6160.40.157.13160.40.157.14160.40.148.1160.40.144.12008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 29 29SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 超网超网( (SuperNetSuperNet) )的概念的概念 将多个将多个C C类的网络聚合起来，对外构成一个单一的、具有共类的网络聚合起来，对外构成一个单一的、具有共同地址前缀的网络，映射到一个物理网络上同地址前缀的网络，映射到一个物理网络上n 引入超网的优点引入超网的优点 可减少路由表中表项的数量，节省路由器中的资源可减少路由表中表项的数量，节省路由器中的资源 可按照实际的需要进行连续的网络地址分配，有利于寻址和提可按照实际的需要进行连续的网络地址分配，有利于寻址和提高地址空间的利用率高地址空间的利用率n 超网中的子网掩码位数超网中的子网掩码位数 子网掩码的位数可以根据需要来确定子网掩码的位数可以根据需要来确定2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 30 30SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 例：利用多个例：利用多个C C类网构成一个超网类网构成一个超网 200.25.16.0/20200.25.16.0/20ISPThe INTERNET200.25.16.0/20200.25.16.0/24 200.25.17.0/24200.25.18.0/24200.25.19.0/24200.25.20.0/24200.25.21.0/24200.25.22.0/24200.25.23.0/24200.25.24.0/24 200.25.25.0/24200.25.26.0/24200.25.27.0/24200.25.28.0/24 200.25.29.0/24200.25.30.0/24 200.25.31.0/24200.25.16.0/21200.25.24.0/22200.25.28.0/23200.25.30.0/23200.25.0.0/16Company ACompany BCompany CCompany D2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 31 31SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 无类型域间选路无类型域间选路(CIDR)(CIDR) CIDRCIDR：Classless Inter-Domain RoutingClassless Inter-Domain Routing 解决地址分配和选路的一项较新的技术解决地址分配和选路的一项较新的技术 网络若干连续的网络若干连续的(C(C类类) )网络地址聚合成一个网络地址聚合成一个CIDRCIDR的地址空间块，的地址空间块，用用“网络前缀网络前缀/ /掩码位数掩码位数”的形式来表示的形式来表示 采用采用CIDRCIDR技术，技术，CIDRCIDR网络地址块对外构成一个网络整体网络地址块对外构成一个网络整体 便于外部网络用户寻址便于外部网络用户寻址 有利于屏蔽内部网络的细节有利于屏蔽内部网络的细节 CIDRCIDR块构成的网络内部可按照需求进一步划分块构成的网络内部可按照需求进一步划分2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 32 32SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 无类型域间选路无类型域间选路(CIDR)(CIDR)：子网掩码长度与：子网掩码长度与CIDRCIDR块大小的关系块大小的关系 CIDRprefix-lengthSubnet Mask# Individual Addresses# Classful Networks 32 B64 B128 B1 A or 256 Bs2 A4 A2 M4 M8 M16 M32 M64 M255.224.0.0255.192.0.0255.128.0.0255.0.0.0254.0.0.0252.0.0.0/11/10/9/8/7/6/4/5240.0.0.0248.0.0.016 A8 A128 M256 M64 A32 A128 A1024 M512 M2048 M 192.0.0.0224.0.0.0128.0.0.0/2/3/1/16255.255.0.01 B or 256 Cs65,5344 B2 B8 B262,142131,070524,286255.252.0.0255.254.0.0255.248.0.0/14/15/1316 B1 M255.240.0.0/122008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 33 33SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构 7 7、IPIP地址的分配与管理地址的分配与管理n 无类型域间选路无类型域间选路(CIDR)(CIDR)：子网掩码长度与：子网掩码长度与CIDRCIDR块大小的关系块大小的关系 CIDRprefix-lengthSubnet Mask# Individual Addresses# Classful Networks 1/8 C1/4 C1/2 C1 C2 Cs4 Cs8 Cs16 Cs32 Cs64 Cs30621262545101,0222,0464,0948,19016,382255.255.255.224255.255.255.192255.255.255.128255.255.255.0255.255.254.0255.255.252.0255.255.248.0255.255.240.0255.255.224.0255.255.192.0/27/26/25/24/23/22/21/20/19/18/17255.255.128.0128 Cs32,766 1/16 C14255.255.255.240/281/32 C6255.255.255.248/291/64 C2255.255.255.252/302008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 34 34SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构8 8、互联网、互联网(Internet)(Internet)结构的演化结构的演化n InterNetInterNet的前身：早期的的前身：早期的ARPANetARPANet PSN: Packet Switch Node PSN: Packet Switch Node2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 35 35SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构8 8、互联网、互联网(Internet)(Internet)结构的演化结构的演化n ARPANetARPANet的发展：构成核心网和本地网互联的结构的发展：构成核心网和本地网互联的结构 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 36 36SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构8 8、互联网、互联网(Internet)(Internet)结构的演化结构的演化n ARPANetARPANet与与NSFNetNSFNet构成的对等网结构构成的对等网结构 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 37 37SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构8 8、互联网、互联网(Internet)(Internet)结构的演化结构的演化n 现代现代IPIP网络的一种体系结构：引入自治系统的概念网络的一种体系结构：引入自治系统的概念 自治系统自治系统(Autonomous System)(Autonomous System)：某机构管理的互连网络区域：某机构管理的互连网络区域2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 38 38SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第六章第六章第六章第六章 TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构8 8、互联网、互联网(Internet)(Internet)结构的演化结构的演化n 现代现代InterNetInterNet的体系结构的体系结构 AS1 AS1：ChinaNETChinaNET，AS2AS2：CERNETCERNET，2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 39 39SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs 第第6 6章完章完2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 2008 Copyright 40 40SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs