路由和交換技術（第2版）第五章路由和交換技術（第2版）第五章第5章路由器和網絡互連本章主要內容網絡互連；網際協議（IP）；路由表和IP分組傳輸過程；IPover以太網；虛擬路由器冗余協議。第5章路由器和網絡互連本章主要內容25.1網絡互連本節主要內容不同類型網絡互連需要解決的問題；信件投遞過程的啟示；端到端傳輸思路；IP實現網絡互連機制；數據報IP分組交換網絡；路由器結構。5.1網絡互連本節主要內容3

終端A至終端B數據傳輸路徑由兩個不同類型的傳輸網絡組成：地址標識不同；幀格式不同；無法建立傳輸路徑。一、網絡互連需要解決的問題網絡互連結構終端A至終端B數據傳輸路徑由兩個不同類型的傳輸網絡組成：4（1）地址標識不同由于以太網用MAC地址唯一標識連接在以太網上的終端，而PSTN用電話號碼唯一標識連接在PSTN上的終端，因此，終端A無法識別終端B的電話號碼，終端B無法設別終端A的MAC地址。雙方無法用自己能夠識別的標識符標識對方。一、網絡互連需要解決的問題（1）地址標識不同一、網絡互連需要解決的問題5（2）幀格式不同終端A只能發送、接收MAC幀，終端A發送的數據，或者發送給終端A的數據必須封裝成MAC幀。終端B只能通過點對點語音信道接收、發送PPP幀，終端B發送的數據，或者發送給終端B的數據必須封裝成PPP幀。一、網絡互連需要解決的問題（2）幀格式不同一、網絡互連需要解決的問題6（3）無法建立傳輸路徑以太網只能建立連接在同一以太網上的兩個結點之間的交換路徑，PSTN只能建立連接在PSTN上的兩個結點之間的點對點語音信道，因此，終端A無法建立與終端B之間的交換路徑，終端B也無法建立與終端A之間的點對點語音信道。一、網絡互連需要解決的問題（3）無法建立傳輸路徑一、網絡互連需要解決的問題7二、信件投遞過程啟示不同運輸系統有著不同的封裝信件的形式和標識始站與終站的方式；信件上收信人和寄信人地址是統一的，和實際提供運輸服務的運輸系統標識始站與終站的方式無關；信件是一種標準的封裝形式，和實際提供運輸服務的運輸系統封裝信件的形式無關；南京根據信件上的收信人地址確定下一站：上海，同樣，上海也是根據信件上的收信人地址確定下一站：長沙，信件在南京至長沙的傳輸過程中是不變的；由實際的運輸系統提供當前站至下一站的運輸服務。信件投遞過程二、信件投遞過程啟示不同運輸系統有著不同的封裝信件的形式和標8三、端到端傳輸思路IP分組IPAIPRIPBMAC幀PPP幀IP分組IP分組獨立于傳輸網絡、全網絡統一的地址：IP地址。獨立于傳輸網絡，用IP地址表示發送端和接收端的IP分組。網際協議－IP！三、端到端傳輸思路IP分組IPAIPRIPBMAC幀P9端到端傳輸數據封裝成與傳輸網絡無關的格式：IP分組，用兩端IP地址作為IP分組的源和目的地址；源終端和端到端路徑經過的路由器須能根據目的終端IP地址確定下一跳的IP地址；當前跳須能經過連接當前跳和下一跳的傳輸網絡實現IP分組的逐跳傳輸；IP分組經過不同的傳輸網絡傳輸時，需封裝成傳輸網絡對應格式。三、端到端傳輸思路端到端傳輸數據封裝成與傳輸網絡無關的格式：IP分組，用兩端I10四、IP實現網絡互連機制規定了統一的且與傳輸網絡地址標識方式無關的IP地址格式；規定了統一的且與傳輸網絡數據封裝格式無關的IP分組格式；源終端和路由器必須建立用于指明通往目的終端的路由表；必須由單個傳輸網絡連接當前跳和下一跳，通過傳輸網絡實現IP分組當前跳至下一跳的傳輸過程；IP分組經過逐跳傳輸，實現源終端至目的終端的傳輸過程。四、IP實現網絡互連機制規定了統一的且與傳輸網絡地址標識方式11五、數據報IP分組交換網絡路由器是IP分組交換設備；路由器互連多個傳輸網絡構成互連網；如果將傳輸網絡作為互連路由器的鏈路，互連網就是數據報IP分組交換網絡。五、數據報IP分組交換網絡路由器是IP分組交換設備；12傳輸網絡本身可能就是一個分組交換網絡；IP分組傳輸路徑分為兩層，一是由源和目的終端及中間經過的路由器構成IP網絡傳輸路徑，二是由傳輸網絡實現的當前結點至連接在同一傳輸網絡上的下一跳結點之間傳輸路徑。五、數據報IP分組交換網絡傳輸網絡本身可能就是一個分組交換網絡；五、數據報IP分組交換13六、路由器結構路由器是IP分組交換設備；線卡完成和傳輸媒體的連接和傳輸網絡對應的鏈路層和物理層功能；路由模塊建立路由表；交換模塊實現IP分組輸入端口至輸出端口的傳輸過程。六、路由器結構路由器是IP分組交換設備；145.2IP本節主要內容IP地址分類；IP地址分層分類的原因和缺陷；無分類編址；IP分組格式。5.2IP本節主要內容155.2IPIP主要內容IP地址IP分組格式固定地址分類的缺陷無法有效減少路由項無法任意劃分子網無分類編址5.2IPIP主要內容固定地址分類的缺陷無分類編址16一、IP地址分類IP地址不是終端或路由器的標識符，而是終端或路由器接口的標識符接口是指終端或路由器與網絡之間的連結點，終端或路由器允許有多個接口每一個接口都有獨立的標識符——IP地址一、IP地址分類IP地址不是終端或路由器的標識符，而是終端或17一、IP地址分類網際協議IPIPV4：32位二進制數表示IPV6：128位二進制數表示網絡互連01011101.10100101.11011011.1100100193.165.219.2019316520121901011101101001011101101111001001，比如：一、IP地址分類網際協議IPIPV4：32位二進制數表示IP18一、IP地址分類8852010588專業號入學年份個人編號10位學號：8852010588地址碼18位身份證號絡2:主機1網絡1:主機1網絡：網絡號主機號多少位為網絡號，多少位表示主機號呢？出生日期碼順序驗碼分層編址：一、IP地址分類885201019一、IP地址分類00.0.0.0～127.255.255.255128.0.0.0～191.255.255.255192.0.0.0～223.255.255.255224.0.0.0～239.255.255.255240.0.0.0～247.255.255.25510110111011110網絡號主機號網絡號主機號網絡號主機號組播地址保留1234單播地址(A、B、C)分層，包括網絡號和主機號兩部分主機號全0表示網絡地址，比如192.1.1.0是一個C類地址，低8位全0主機號全1表示直接廣播地址，比如192.1.1.255是一個C類廣播地址32位全1表示受限廣播地址（限于發送終端所在網絡）A類地址B類地址C類地址D類地址E類地址地址范圍一、IP地址分類00.0.0.0～127.255.255.220一、IP地址分類A類地址中：0.0.0.0表示IP地址無法確定，終端沒有分配IP地址前，可以作為IP分組的源地址。127.x.x.x是回送測試地址。著名組播地址：224.0.0.1：表示網絡中所有支持組播的終端和路由器。224.0.0.2：表示網絡中所有支持組播的路由器。224.0.0.9：表示網絡中所有運行RIP進程的路由器。一、IP地址分類A類地址中：21一、IP地址分類每一個傳輸網絡都有一個網絡地址連接在同一傳輸網絡上的終端必須配置具有相同網絡號、不同主機號的IP地址路由器的每一個接口都需配置IP地址，該IP地址對應的網絡地址必須和分配給該接口連接的傳輸網絡的網絡地址相同192.1.1.1192.1.1.0PSTNMACR192.1.2.254ModemMACA終端A終端B56566767路由器192.1.2.1192.1.2.0192.1.1.25412以太網MACC終端C192.1.1.268686767一、IP地址分類每一個傳輸網絡都有一個網絡地址192.1.122二、IP地址分類分層的原因IP地址為什么分類？

每一個組織的終端數是不同的，根據終端數量選擇IP地址類型：終端數量≤28－2，C類地址28－2＜終端數量≤216－2，B類地址216－2＜終端數量≤224－2，A類地址網絡1網絡2網絡規模不同二、IP地址分類分層的原因IP地址為什么分類？網絡1網絡2網23二、IP地址分類分層的原因分層原因1：根據終端IP地址確定終端連接的網絡以太網1192.1.1.0PSTN192.1.2.0終端AMACA終端BMACB192.1.1.2終端CMACC192.1.3.1終端DMACD192.1.3.2以太網2192.1.3.0MACR1R1192.1.1.254192.1.2.2546868676712192.1.3.254MACR2R2192.1.2.2535656676712IP地址為什么分層呢？分層有什么好處？192.1.1.1192.1.1終端A的網絡號終端A屬于以太網1二、IP地址分類分層的原因分層原因1：根據終端IP地址確定終24二、IP地址分類分層的原因分層原因2：減少路由項的需要目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.1.0直接1192.1.3.0192.1.2.2532R1路由表目的網絡下一跳輸出接口192.1.3.0直接2192.1.1.0192.1.2.2541R2路由表目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.1.1直接1192.1.1.2直接1192.1.3.1192.1.2.2532192.1.3.2192.1.2.2532R1路由表以太網1192.1.1.0PSTN192.1.2.0終端AMACA終端BMACB192.1.1.2終端CMACC192.1.3.1終端DMACD192.1.3.2以太網2192.1.3.0MACR1R1192.1.1.254192.1.2.2546868676712192.1.2.254MACR2R2192.1.2.2535656676712192.1.1.1二、IP地址分類分層的原因分層原因2：減少路由項的需要目的網25二、IP地址分類分層的原因網絡地址減少路由項的原因：一是網絡地址表示一組終端的IP地址

比如192.1.1.0這個網絡地址表示192.1.1.0~192.1.1.255二是通往這一組終端的下一跳路由器相同二、IP地址分類分層的原因網絡地址減少路由項的原因：26

三、IP地址分類的缺陷1．IP地址浪費嚴重假設為一個連接4000個終端的以太網分配IP地址由于：28－2＜終端數量≤216－2B類地址，共有216－2個有效IP地址，但只用了4000個超過90%的有效IP地址被浪費了原因：單播IP地址分為A、B和C三類，每一類IP地址有著固定位數的網絡號和主機號。B類地址三、IP地址分類的缺陷1．IP地址浪費嚴重B類地址27

三、IP地址分類的缺陷2．不能更有效地減少路由項192.1.1.0192.1.0.0192.1.5.0192.1.4.0目的網絡下一跳

輸出接口192.1.0.0直接1192.1.1.0直接2192.1.4.0192.1.2.2533192.1.5.0192.1.2.2533R1路由表目的網絡

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輸出接口192.1.0.0192.1.2.2541192.1.1.0192.1.2.2541192.1.4.0直接2192.1.5.0直接3R2路由表192.1.2.0R1R2192.1.2.254192.1.2.253131192.1.0.1192.1.0.22192.1.1.2192.1.1.2192.1.4.1192.1.4.2192.1.5.1192.1.5.223三、IP地址分類的缺陷2．不能更有效地減少路由項192.128

三、IP地址分類的缺陷這一組IP地址的低9位從全0到全1，512個IP地址是連續的對于路由器R2來說，這兩個網絡可以用一項路由項但是沒有主機號為9位的IP地址類型11000000000000010000000000000000～；192.1.0.0～11000000000000010000000011111111；192.1.0.25511000000000000010000000100000000～；192.1.1.0～11000000000000010000000111111111；192.1.1.25523位網絡號9位主機號三、IP地址分類的缺陷這一組IP地址的低9位從全0到全1，29

三、IP地址分類的缺陷3．C類地址使用率低C類IP地址中網絡號的位數是21位，使得C類網絡地址數量最多大部分網絡所連接的終端數大于28－2個真正申請C類地址的單位很少192.0.0.0～223.255.255.255110網絡號主機號C類地址8位24位221個C類網絡三、IP地址分類的缺陷3．C類地址使用率低C類IP地址中網30四、無分類編址問題：IP地址浪費嚴重、路由項無法有效精簡和C類網絡地址使用率較低解決：允許隨意改變IP地址中網絡號和主機號的位數分類編址：A、B、C三類IP地址中網絡號和主機號的位數是固定的無分類編址：一種允許隨意改變IP地址中網絡號和主機號位數的編址方式四、無分類編址問題：IP地址浪費嚴重、路由項無法有效精簡和C31四、無分類編址如何辨別IP地址中作為網絡號的二進制數？無分類編址通過子網掩碼指明IP地址中作為網絡號的二進制數子網掩碼中值為1的二進制數對應IP地址中作為網絡號的二進制數四、無分類編址如何辨別IP地址中作為網絡號的二進制數？320000010100000001000000010000001011

111111

00000000000000000000000000000101000000000000000000000000四、無分類編址IP地址：5.1.1.2子網掩碼：255.0.0.0網絡地址：5.0.0.0IP地址：5.1.1.2/255.0.0.0&5.1.1.2/85.1.1.2網絡號：5更簡單的表示方式是省略IP地址中低位連續的05.0.0.0/8可以表示成5/85.1.0.0/16可以表示成5.1/16000001010000000100000001033四、無分類編址解決IP地址浪費嚴重問題：假設為一個連接4000個終端的以太網分配IP地址，分類編址：由于：28－2＜終端數量≤216－2B類地址，共有216－2個有效IP地址，但只用了4000個超過90%的有效IP地址被浪費了無分類編址：網絡號為20位，主機號為12位，該網絡地址包含212－2=4094個有效IP地址四、無分類編址解決IP地址浪費嚴重問題：34CIDR地址塊192.1.1.0/24192.1.2.0/24R1R2192.1.2.254/24192.1.2.253/24131192.1.0.0/24192.1.0.1/24192.1.0.2/24192.1.5.0/242192.1.1.2/24192.1.1.2/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24192.1.5.1/24192.1.5.2/24192.1.4.0/2423目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.0.0/24

直接

1192.1.1.0/24直接

2192.1.4.0/24192.1.2.2533192.1.5.0/24192.1.2.2533R1路由表目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.0.0/24192.1.2.2541192.1.1.0/24192.1.2.2541192.1.4.0/24

直接

2192.1.5.0/24

直接

3R2路由表CIDR地址塊192.1.1.0/24192.1.2.0/235CIDR地址塊這一組IP地址的低9位從全0到全1，512個連續IP地址，可以表示成：192.1.0.0/23高23位稱為網絡前綴，IP地址格式變為：<網絡前綴，主機號>11000000000000010000000000000000192.1.0.0

………………11000000000000010000000011111111192.1.0.25511000000000000010000000100000000192.1.1.0

………………11000000000000010000000111111111192.1.1.25523位網絡前綴9位主機號256個IP地址256個IP地址CIDR地址塊這一組IP地址的低9位從全0到全1，512個連36CIDR地址塊CIDR：ClasslessInter-DomainRouting，無類別域間路由CIDR地址塊表示的IP地址集合，可以分配給同一網絡中的終端，也可以分配給不同網絡中的終端。11000000000000010000000000000000192.1.0.0

……11000000000000010000000011111111192.1.0.25511000000000000010000000100000000192.1.1.0

……11000000000000010000000111111111192.1.1.25523位網絡前綴256個IP地址256個IP地址9位主機號CIDR地址塊CIDR：ClasslessInter-Do37CIDR地址塊某個CIDR地址塊分配給單個網絡：該CIDR地址塊中主機號全0的IP地址作為該網絡的網絡地址主機號全1的IP地址作為該網絡的直接廣播地址網絡前綴全0的IP地址作為主機地址CIDR地址塊某個CIDR地址塊分配給單個網絡：38目的網絡

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輸出接口192.1.0.0/24192.1.2.2541192.1.1.0/24192.1.2.2541192.1.4.0/24直接2192.1.5.0/24直接3R2路由表目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.0.0/24直接1192.1.1.0/24直接2192.1.4.0/24192.1.2.2533192.1.5.0/24192.1.2.2533R1路由表CIDR地址塊的用途：192.1.2.0/24R1R2192.1.2.254/24192.1.2.253/241192.1.0.1/24192.1.0.2/242192.1.1.2/24192.1.1.2/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24192.1.5.1/24192.1.5.2/2423聚合路由項192.1.1.0/24192.1.0.0/24192.1.5.0/24192.1.4.0/2431目的網絡下一跳39目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.0.0/24直接1192.1.1.0/24直接2192.1.4.0/24192.1.2.2533192.1.5.0/24192.1.2.2533R1路由表CIDR地址塊的用途：R1R21223聚合路由項192.1.1.0/24192.1.0.0/24192.1.5.0/24192.1.4.0/24目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.4.0/24直接2192.1.5.0/24直接3R2路由表192.1.0.0/23192.1.2.254

131192.1.2.0/24192.1.2.254/24192.1.2.253/24192.1.0.1/24192.1.0.2/24192.1.1.2/24192.1.1.2/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24192.1.5.1/24192.1.5.2/24目的網絡下一跳40192.1.1.0/24R1R2131192.1.0.0/24192.1.5.0/242192.1.4.0/2423CIDR地址塊的用途：聚合路由項目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.0.0/24直接1192.1.1.0/24直接2R1路由表192.1.4.0/23192.1.2.2533目的網絡

下一跳

輸出接口192.1.4.0/24直接2192.1.5.0/24直接3R2路由表192.1.0.0/23192.1.2.254

1192.1.2.0/24192.1.2.254/24192.1.2.253/24192.1.0.1/24192.1.0.2/24192.1.1.2/24192.1.1.2/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24192.1.5.1/24192.1.5.2/24192.1.1.0/24R1R2131192.1.0.041CIDR地址塊的用途：例如：假定CIDR地址塊是192.1.2.0/24，需要將其分配給6個子網，每一個子網連接的終端數如右表所示。子網終端數子網120子網212子網345子網427子網55子網6116位二進制：26=64個IP地址分析：CIDR中高24位網絡前綴，低8位主機號，共有28個IP地址。子網3：45臺將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址CIDR地址塊的用途：例如：子網終端數子網120子網212子42CIDR地址塊的用途：子網終端數子網120子網212子網345子網427子網55子網611子網3：45臺001011000000～00111111（64）00000～01011111（32）00000～011

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1

111（32）000110110000～10001111（16）0000～10011111（16）子網4：27臺子網1：20臺子網2：12臺子網6：11臺子網5：5臺000～10100111（8）10000～10101111（8）010110101010000000～

11

111111（64）0000～10111111（16）010187654321剩余IPIP地址數減少了IP地址的浪費！將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址6位二進制：26=64個IP地址子網3：45臺CIDR地址塊的用途：子網終端數子網120子網212子網3443CIDR地址塊的用途：將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址子網地址范圍網絡地址臺數300000000～00111111(0~63)192.1.2.0/2645401000000～01011111(64~95)192.1.2.64/2727101100000～01111111(96~127)192.1.2.96/2720210000000～10001111(128~143)192.1.2.128/2812610010000～10011111(144~159)192.1.2.144/2811510100000～10100111(160~167)192.1.2.160/295CIDR地址塊的用途：將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址子網44網絡前綴位數為n的CIDR地址塊由2（32－n）個IP地址組成如果把這塊地址塊分給兩個網絡：該CIDR地址塊可以劃分為兩個網絡前綴位數為n＋1的CIDR地址塊每一個CIDR地址塊由2（32－n－1）個IP地址組成CIDR地址塊的用途：將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址網絡前綴位數為n的CIDR地址塊由2（32－n）個IP地址組45目的網絡輸出接口192.1.2.96/272192.1.2.128/283192.1.2.0/264192.1.2.64/275192.1.2.160/296192.1.2.144/287R2路由表192.1.2.0/26192.1.2.64/27192.1.2.96/27192.1.2.128/28192.1.2.144/28192.1.2.160/2911192.1.1.1234567子網1子網2子網3子網4子網5子網6目的網絡下一跳輸出接口192.1.2.0/24192.1.1.11R1路由表R1R2CIDR地址塊的用途：將CIDR地址塊劃分為多個網絡地址目的網絡輸出接口R2路由表192.1.2.0/26146最長前綴匹配目的網絡下一跳輸出接口192.1.2.0/24192.1.1.11192.1.2.144/28直接

2R1路由表R2路由表目的網絡輸出接口192.1.2.96/272192.1.2.128/283192.1.2.0/264192.1.2.64/275192.1.2.160/296192.1.2.144/287192.1.2.0/26192.1.2.64/27192.1.2.96/27192.1.2.128/28192.1.2.144/28192.1.2.160/2911192.1.1.1234567子網1子網2子網3子網4子網5子網6IP地址：192.1.2.150R1R2最長前綴匹配目的網絡下一跳輸出接口R1路由表47默認路由項默認路由項路由器R2路由表目的網絡子網掩碼下一跳輸出接口192.1.1.0255.255.255.0直接1192.1.2.0255.255.255.0直接2192.1.3.0255.255.255.0直接3InternetLAN2192.1.2.0/24R121LAN1192.1.1.0/24LAN3192.1.3.0/241234R2193.1.1.2193.1.1.1路由器R2通往Internet的下一跳：路由器R1設置通往Internet的默認路由項0.0.0.00.0.0.0193.1.1.24目的IP地址：192.1.6.150默認路由項默認路由項路由器R2路由表目的網絡子網掩碼下一跳輸48五、IP分組格式IP分組首部4或6表明是IPv4和IPv6，這里討論的是IPv44位，以4字節為單位，給出首部長度，由于首部最大長度是60B，表明可選部分不能超過40B。表明IP分組的服務類型和服務優先級，如高速、高可靠性等。以字節為單位給出IP分組總長度，最長可達64KB。同一IP分組分段后的數據片的標識均相同。DF=1，不允許分片。MF=0,最后一片。以8個字節為單位給出當前數據片在原始IP分組中的位置IP分組在網絡中的生存時間，目前通常為最大跳數。IP分組所包含的數據類型用于對首部字段進行檢錯。五、IP分組格式IP分組首部4或6表明是IPv4和IPv6，49分片原理五、IP分組格式IP分組總長可達64KB，但許多傳輸網絡的最大傳送單元（MTU）遠小于64KB，如以太網1500B；需要將IP分組數據分成多片，每一片長度＋IP首部小于對應傳輸網絡的MTU。分片原理五、IP分組格式IP分組總長可達64KB，但許多傳輸50分片舉例五、IP分組格式分片舉例五、IP分組格式515.3路由表和IP分組端到端傳輸過程本講主要內容互連網結構與路由表；IP分組傳輸過程；實現IP分組傳輸過程的思路；直連路由項和靜態路由項。5.3路由表和IP分組端到端傳輸過程本講主要內容52192.1.1.1/255.255.255.0

默認網關：192.1.1.254/24一、互連網結構與路由表192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24192.1.2.1/255.255.255.0

以太網2終端BR2R3終端A以太網1192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的網絡下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……R5192.3.1.1/24192.3.1.2/24192.3.2.1/24192.3.2.2/24R1

默認網關：192.1.2.254/24192.1.1.1/255.255.255.0一、互連網結53192.1.2.1/255.255.255.0

默認網關：192.1.2.254/24一、互連網結構與路由表R2192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的網絡下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……終端A至終端B的IP傳輸路徑：終端A→路由器R1→路由器R2→路由器R3→終端B192.1.1.1/255.255.255.0默認網關：192.1.1.254/24192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24R5192.3.1.1/24192.3.1.1/24192.3.1.1/24192.3.1.1/24以太網2終端B終端A以太網1R1R3192.1.2.1/255.255.255.0一、互連網結54二、IP分組傳輸過程1、確定源和目的終端是否在同一個網絡R2192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的網絡下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……192.1.1.1255.255.255.0&192.1.1.0192.1.2.1255.255.255.0&192.1.2.0終端A網絡地址：

終端B網絡地址：192.1.1.1/255.255.255.0默認網關：192.1.1.254/24192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24192.1.2.1/255.255.255.0默認網關：192.1.2.254/24以太網2終端B終端A以太網1R1R3終端A：

終端B：

二、IP分組傳輸過程1、確定源和目的終端是否在同一個網絡R255192.1.1.1/255.255.255.0默認網關：192.1.1.254/24二、IP分組傳輸過程3、路由器逐跳轉發R1R2R3192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的網絡下一跳192.1.1.0/24直接192.1.2.0/24192.2.1.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.1.1192.1.2.0/24192.2.2.2……目的網絡下一跳192.1.1.0/24192.2.2.1192.1.2.0/24直接……默認網關：192.1.1.254/242、根據默認網關找到第一跳路由器4、直接交付192.1.1.254/24192.2.1.1/24192.2.1.2/24192.2.2.1/24192.2.2.2/24192.1.2.254/24192.1.2.1/255.255.255.0默認網關：192.1.2.254/24以太網2終端B終端A以太網1192.1.1.1192.1.2.1數據192.1.1.1/255.255.255.0二、IP分組傳56三、實現IP分組傳輸過程的思路（1）建立一條以源終端為始點，以目的終端為終點，中間由若干路由器組成的IP分組端到端傳輸路徑，IP分組沿著端到端傳輸路徑逐跳轉發。源終端通過配置的默認網關地址獲得第一跳路由器的IP地址。中間路由器根據路由表和IP分組的目的IP地址確定下一跳路由器地址；（2）在獲取下一跳路由器的IP地址后，經過IPoverX技術與X的物理層和鏈路層功能，實現IP分組當前跳至下一跳的傳輸過程，X是連接當前跳和下一跳的傳輸網絡，如以太網。三、實現IP分組傳輸過程的思路（1）建立一條以源終端為始點，57四、直連路由項和靜態路由項路由項直連路由項靜態路由項通過人工配置在完成路由器接口IP地址和子網掩碼配置后由路由器自動生成動態路由項由路由器通過運行路由協議生成四、直連路由項和靜態路由項路由項直連路由項靜態路由項通過人工58目的網絡下一跳輸出接口192.1.2.0/24直接3192.1.4.0/24直接1192.1.6.0/24直接22四、直連路由項和靜態路由項192.1.3.0/24192.1.1.0/24192.1.2.0/24192.1.1.254/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24R2R1192.1.2.254/24192.1.6.2/24192.1.6.1/24192.1.5.2/24192.1.3.254/24R3目的網絡下一跳輸出接口192.1.1.0/24直接1192.1.4.0/24直接3192.1.5.0/24直接2R1路由表R2路由表R3路由表13123123目的網絡下一跳輸出接口192.1.3.0/24直接1192.1.5.0/24直接3192.1.6.0/24直接2192.1.5.1/24以太網1以太網2以太網3目的網絡下一跳輸出192.1.2.0/24直接3192.1.59四、直連路由項和靜態路由項目的網絡下一跳輸出接口192.1.2.0/24直接3192.1.4.0/24直接1192.1.6.0/24直接2R2路由表192.1.6.1/24192.1.6.2/24192.1.3.0/24192.1.1.0/24192.1.2.0/24192.1.1.254/24192.1.4.1/24192.1.4.2/24R2R1192.1.2.254/24192.1.3.254/24192.1.5.1/24R3123123123192.1.5.2/24192.1.1.0/24192.1.4.11192.1.3.0/24192.1.6.12………………非直連網絡需要配置路由項人工選擇最短路徑，確定下一跳地址手工配置靜態路由項以太網1以太網2以太網3四、直連路由項和靜態路由項目的網絡下一跳輸出192.1.2.605.4IPover以太網本講主要內容ARP和地址解析過程；逐跳封裝。5.4IPover以太網本講主要內容61一、ARP和地址解析過程１．終端A廣播ARP請求幀，請求幀中給出終端B的IP地址。２．由于是廣播地址，網絡中的所有終端都接收請求幀，并根據請求幀中給出的IP地址確定自己是否是目的終端。目的終端回復MAC地址。終端A解析服務器B的MAC地址的過程一、ARP和地址解析過程１．終端A廣播ARP請求幀，請求幀中62一、ARP和地址解析過程ARP的主要用途是在知道下一跳的IP地址的前提下，獲取下一跳的MAC地址。ARP只能在同一個廣播域內作用，意味著下一跳和當前結點必須屬于同一個廣播域。ARP通過廣播ARP請求幀來尋找下一跳結點，因此，廣播域中所有終端都接收ARP請求幀，但只有和請求幀中IP地址相同的結點才回復響應幀。如果連續向同一個下一跳結點發送數據，沒有必要每一次都解析地址，可以在ARP緩存中保留IP地址和MAC地址之間的關聯。但這種關聯是有時效性的。ARP請求中給出源終端的IP地址和MAC地址，就是用于廣播域中其他終端在ARP緩存中記錄下它們的關聯。一、ARP和地址解析過程ARP的主要用途是在知道下一跳的IP63ARP的另一個用途測試IP地址是否重復。IP網絡中是不允許兩個結點有同樣的IP地址，因此，在對終端分配了IP地址后，終端通過ARP測試廣播域中是否存在具有相同地址的終端。ARP廣播一個ARP請求幀，該ARP請求幀中的源終端地址為0.0.0.0，表明是未知地址，下一跳地址是終端自身的IP地址。如果源終端接收到響應幀，意味著已經廣播域中已經有終端使用了該IP地址。終端報錯。一、ARP和地址解析過程ARP的另一個用途測試IP地址是否重復。IP網絡中是不允許兩64終端A向默認網關發送IP分組的過程一、ARP和地址解析過程終端A向默認網關發送IP分組的過程一、ARP和地址解析過程65二、逐跳封裝終端AMACAIP:192.1.1.2/24默認網關:192.1.1.254終端BMACBIP:192.1.2.1/24默認網關:192.1.2.254192.1.1.254/24MACR11192.1.2.254/24MACR22192.1.3.1/24MACR12192.1.3.2/24MACR21目的網絡輸出接口下一跳192.1.1.0/241直接192.1.2.0/242192.1.3.2R1路由表目的網絡輸出接口下一跳192.1.1.0/241192.1.3.1192.1.2.0/242直接R2路由表凈荷0800MACAMACR11192.1.2.1192.1.1.2……1212MACAMACR11凈荷0800MACR12MACR21192.1.2.1192.1.1.2……凈荷0800MACR22MACB192.1.2.1192.1.1.2……MACR12MACR21MACR22MACB192.1.1.0/24192.1.2.0/24192.1.3.0/24終端A終端BR1R2以太網1以太網2以太網3二、逐跳封裝終端A終端B192.1.1.254/24192.665.4虛擬路由器冗余協議本講主要內容容錯網絡結構VRRP工作原理VRRP應用實例5.4虛擬路由器冗余協議本講主要內容67一、容錯網絡結構每一個以太網內部通過鏈路冗余和生成樹協議保證在發生單條鏈路故障的情況下仍然保持連接在同一以太網上的終端之間的連通性。同時，路由器R1和R2分別有接口連接到兩個以太網，保證在其中一個路由器發生故障的情況下