1、尋址與路由技術 n ip地址n arp協議n ip地址的擴展n internet的組播n internet群組管理協議n 自舉與動態配置n 端口與套接字n 域名系統dnsn 路由選擇n 路由表n 路由器地址的理解ninternet上的任意兩個用戶要通信，要求必須明確的地址有：n哪兩個網絡通信n哪兩個網絡子網通信n哪兩臺主機通信n不同主機的哪個進程通信ip地址的理解 n網際協議 ipn地址解析協議 arpn因特網控制報文協議 icmpn因特網組管理協議 igmpip地址的擴展 n透明路由器n委托arpn標準ip子網n超網編址 透明路由器編址擴展示意 委托arp原理示意 子網編址 超網編址n構成超

2、網原因qip協議中規定的ip地址有a、b、c三類不是平均分配的，a類地址總共才126個，b類16382個，c類卻多于200萬個；q對c類地址的需求發展緩慢，只分配出去一小部分；qb類地址現已分配完了。n超網編址的方法采用了與子網編址相反的方式。某組織內不用一個地址來代表多個物理網絡，而是用多個ip網絡地址代表一個組織。因特網206.0.68.0/22206.0.64.0/18isp大學 x一系二系三系四系206.0.71.128/26206.0.71.192/26206.0.68.0/25206.0.68.128/25206.0.69.0/25206.0.69.128/25206.0.70.0

3、/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/25206.0.68.0/23 單位 地址塊 二進制表示 地址數 isp 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01* 16384 大學 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.00000000.0100010* 512 二系 206.0.70.

4、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* 128cidr 地址塊劃分舉例ip 地址131.6.23.13 端口號1500 131.6.23.13, 1500插口(socket)套接字(socket) ntcp 使用“連接”(而不僅僅是“端口”)作為最基本的抽象，同時將 tcp 連接的端點稱為插口(socket)，或套接字、套接口。n插口和端口、ip 地址的關系是：

5、 路由技術 路由選擇 n所謂路由選擇是指網絡根據通信情況，例如，可用的數據鏈路，各條鏈路中的信息流量等情況，按照一定的策略(例如，傳輸時間最短或傳輸路徑最短等)，選擇一條可用的傳輸路徑，把信息發往目標主機。 路由選擇算法的設計原則n信息在網絡中傳輸的平均時延最小，所經歷的結點數最少，所經歷的數據鏈路公里最少，亦即路程最短。n網絡的適應性強。n路徑選擇的算法不應過份地增加網絡和各個結點中的開銷。n當網絡負荷較重時，特別是當網絡負荷不均勻時，應能分散傳輸信息量。n路徑控制的算法應比較簡單，且易于軟件實現。路由選擇算法和路由選擇協議n路由選擇算法q建立路由表所采用的一些數學方法就是我們所說的路由選擇

6、算法 n路由選擇協議q為路由器提供建立最佳路徑所需要的相互共享的路由信息。 q路由信息只能由路由器或收方讀取并解釋，。中繼器與網橋就不能識別網絡層信息，它們沒有路由選擇功能，只能傳送和轉發分組 交換機和路由器的差別 n交換機工作在數據鏈路層，主要完成數據的轉接，而路由器工作在網絡層，它的主要功能是路由選擇。n路由器連接不同網絡的，而交換機是在一個特定的網絡中連接許多主機的。n路由器使用ip協議，而交換機使用廣域網的特定協議。n路由器的路由表可與其他路由器交換，而交換機之間不交換路由表信息。n在查找路由表時，路由器根據目的站所在的網絡號找出下一站(即下一個路由器)，而交換機則根據目的站所接入的交

7、換機號找下一站(即下一個結點交換機)。路由選擇算法 n靜態路由選擇算法q最短路由選擇(屬經典算法)q擴散法(屬魯棒性強的算法)q基于流量的路由選擇(兼顧了拓撲結構與負荷)n動態路由選擇算法q距離矢量路由選擇q鏈路狀態路由選擇n分級路由選擇n移動主機的路由選擇n廣播路由選擇n多點播送路由選擇最短路由選擇dijkstra算法n結點e的路由表 目的結點后繼結點abcdfghbbfffgf擴散法n收到的每一個分組，從除了分組到來的線路外的所有輸出線路上發出。n應用領域q在軍事應用中，大批的路由器隨時都可能被炸毀得所剩無幾，所以非常希望采用具有很結實的擴散方式；q在分布式數據庫應用中，有時需要并行地更新

8、所有數據庫；q作為一種尺度來衡量其他路由選擇算法。n擴散總是選擇最短路徑，因為它并行地選擇每一條可能的路徑。所以，沒有其他算法能產生一個更短的延遲。基于流量的路由選擇n基本想法q對某一給定的線路，如果已知載荷量與平均流量，那么就可能由隊列原理計算出該線路上的平均分組延遲。q由所有的線路平均延遲，可直接計算出流量加權的平均值，從而得到整個網絡的平均分組延遲。q路由選擇問題就歸結為如何找出產生網絡最小延遲的路由選擇算法。 基于流量的路由選擇(a)用kb/秒表示線路載荷的子網； (b)用分組/秒表示通信量和路由選擇矩陣 n采用了平均分組長度為800比特的網絡的分析 i線路i(分組/s)ci(kb/s

9、)ci(分組/s)ti(ms)權值1ab142025910.1712bc122025770.1463cd61012.51540.0734ae112025710.1345ef135062.5200.1596fd81012.52220.0987bf102025670.1228ec82025590.098距離矢量路由選擇rip路由協議n采用距離向量算法，即路由器根據距離選擇路由。n路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，并且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息，除到達目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用rip協議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息

10、逐漸擴散到了全網。nrip使用非常廣泛，它簡單、可靠，便于配置。nrip只適用于小型的同構網絡，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。nrip每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網絡的廣播風暴的重要原因之一。鏈路狀態路由選擇n發現它的鄰居結點，并知道其網絡地址。n測量到它各鄰居結點的延遲或開銷。n組裝一個分組以告之它剛知道的所有信息。n將這個分組發送給所有其他路由器。n計算到每個其他路由器的最短路徑。 ospf路由協議nospf是一種基于鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。n在ospf的鏈路狀態廣播中包括所有

11、接口信息、所有的量度和其它一些變量。n利用ospf的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息，并根據一定的算法計算出到每個結點的最短路徑。n減少了網絡開銷，增加了網絡的穩定性q當源和目的地在同一區時，采用區內路由選擇；q當源和目的地在不同區時，則采用區間路由選擇。n當一個區內的路由器出了故障時并不影響自治域內其它區路由器的正常工作，這也給網絡的管理、維護帶來方便。 bgp和bgp-4路由協議nbgp是為tcp/ip互聯網設計的外部網關協議，用于多個自治域之間。n主要功能是與其它自治域的bgp交換網絡可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。nbgp更新信息包括網絡號/自治域路徑的成對信息。自

12、治域路徑包括到達某個特定網絡須經過的自治域串，這些更新信息通過tcp傳送出去，以保證傳輸的可靠性。n為了滿足internet日益擴大的需要，bgp還在不斷地發展。在最新的bgp-4中，還可以將相似路由合并為一條路由。 移動主機的路由選擇 n一個連著多個lan，多個man和無線蜂窩單元的wan。n移動用戶的分組路由選擇 廣播路由選擇n源端簡單地發送一個獨特的分組到每一個目的端q浪費帶寬，需要源端有全部目的端的完整清單。n擴散法q生成了太多的分組和消耗太大的帶寬。n多目的地路由選擇 q每個分組含有一張目的地清單，當分組到達路由器時，路由器檢查所有的目的地，以確定將需要用的輸出線路集合。n路由器生成

13、樹q路由器根據生成樹的線路，進行廣播分組復制。q帶寬得到最佳的利用，每個路由器必須知道它的可用生成樹n逆向路徑轉發q路由器檢查廣播到達的分組，查看該分組是否來自于通常用于發送分組到廣播源的線路，q如果是，路由器將此分組復制轉發到除進入線路外的所有線路。q如果不是，那么分組就被當作副本而扔掉。 廣播路由選擇n逆向路徑轉發(reverse path forwarding) 一個子網； 一個生成樹 由逆向路徑轉發構造的樹 多點播送路由選擇小組1的多點播送網 小組2的多點播送樹一個子網 最左邊路由器的生成樹n特定主機路由，是前綴長度為32比特的路由表表項。n網絡前綴路由，是前綴長度為131比特的路由表

14、項。n缺省路由，是前綴長度為0的路由表項。n首先是特定主機路由，其次是網絡前綴路由，最后為缺省路由。 路由表目的地址前綴長度下一跳地址接口7.7.7.997.7.7.00.0.0.032240路由器r1路由器r2路由器r3aaa 路由表的生成n靜態配置路由表項q由用戶或網管人員手工配置，路由表通過手工配置的結點仍可以接收icmp重定向報文，也可以通過動態路由協議學習其他路由。nicmp重定向q路由器可以通過向主機發送icmp重定向報文，告訴它可選另一臺路由器作為下一跳結點。n動態路由協議q通過路由協議自動交換路由信息。路由器n在網絡間截獲發送到遠地網段的報文，起轉發的作用。n選擇最合理的路由，引導通信。n把大的數據包分解成適當大小的數據包，到達目的地后再把分解的數據包包裝成原有形式。n多協議的路由器可以連接使用不同通信協議的網絡段，作為不同通信協議網絡段通信連接的平臺。n路由器的主要任務是把通信引導到目的地網絡，然后到達特定的結點站地址。路由器的分組處理n分組或許尋址到路由本身，則路由器測定出分組中剩下的全部信息。n若分組中目的地址是同一網中，路由器僅將分組向前傳送。n若有篩選被采用，路由器對照表檢查分組的地址，若有必要，可將分組排出