计算机网络基础袁晖第06章课件教学.pptVIP

第6章 IP子网划分及路由选择 6.1 IP划分子网和构造超网　　　 6.2 路由的概述　　　 6.3 路由算法和路由选择协议 6.4 IPv6　　 6.1 IP划分子网和构造超网 6.1.1 划分子网 两级IP结构的局限： 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（路由表的概念会在解析路由的时候详细解释），因而使网络性能变坏。 第三，两级的IP地址不够灵活。 解决这些问题的办法是，让网络内部可以分成多个部分，但对外却像一个单独网络一样。从1985年起在IP地址中就增加了一个“子网号字段”，使两级的IP地址变成三级的IP地址。这种做法叫做划分子网(subnetting)[RFC 950]，或子网寻址或子网路由选择。 也可以使用跟前面类似的等式来表示三级IP地址： IP地址 ::= {网络号,子网号,主机号} 下面通过一个B类地址和一个C类地址的子网划分来让大家了解子网是如何划分的。 （1）B类地址的子网划分 表6-1列出了B类地址的子网划分选择。 注：上表的第2列是子网掩码，这个概念在讲完子网的划分方法后给大家详细介绍。 如果顺序分配的话，16个子网的子网地址如下表6-2所示。 表6-3中显示了顺序分配的这4个子网的子网地址。 （2）C类地址的子网划分 C类地址的子网划分和B类地址的子网划分很相似，只不过可供选择的子网划分方式要少些，这是因为申请到的C类地址要比申请到的B类地址少8个可供支配的位数，例如C类地址217.19.56和B类地址169.12相比，前者从NIC申请到了32位IP中的24位，而后者只拿到了32位IP中的16位。显然，可供支配的IP位越多网络规模也就越大。 现在以这个C类地址217.19.56的子网划分为例，介绍一下C类地址的子网划分。使用4位的子网号，这个C类地址可以被划分成14（24-2）个子网，每个子网可以容纳14（24-2）台主机。划分情况显示在表6-4中。 6.1.2 子网掩码 来看一下169.12的第一个子网169.12.8经过子网划分后各子网连接到Internet的通信。如图6-1所示。 表6-5给大家说明了什么是子网掩码。 6.1.3 无分类编址CIDR 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： （1）B类地址在1992年已分配了一半，眼看就要在1994年3月全部分配完毕！ （2）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）。 （3）整个IPv4的地址空间最终将全部耗尽。 假定上述公司有5个部门，那在202.178.140.0/22还可以进行地址块的划分。表6-7中列出了一种划分。 2．最长前缀匹配 在使用CIDR时，由于采用了网络前缀这种记法，IP地址由网络前缀和主机号这两个部分组成，因此在路由表中的项目也要有相应的改变。这时，每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。但是在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。例如： 目的IP地址是202.178.142.133（二进制形式：） 而在路由表中有下面的两项：10110010 100* 下一跳地址110110010 100011* 下一跳地址2 上面两项的掩码分别是：1111111100000000 1111111100000000 如果拿目的IP地址202.178.142.133同上面的两个掩码相“与”，结果都是匹配的： 202.178.142.1331111111100000000逐比特相“与”=202.178.128.0/19 202.178.142.1331111111100000000逐比特相“与”=202.178.140.0/22 这样就带来了一个问题：应当从这些匹配结果中选择哪一条路由呢？ 正确的答案是：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。选择最长网络前缀的原因是网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体。 6.2 路由的概述 6.2.1 路由的概念 路由是把信息从源穿过网络传递到目的的行为，在路由过程中，至少会遇到一个有路由功能的中间节点。 路由动作包括两项基本内容： ●寻径：寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。 ●转发：转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。 路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念，前者使用后者维护的路