本章最重要的概念是·IP地址与物理地址的关系。·分类.ppt

第7章 网络互连 本章最重要的概念是： · IP地址与物理地址的关系。 · 分类的IP地址(包括子网掩码)和无分类域间路由选择CIDR。 · 路由选择协议的工作原理。 对上述概念务必弄清楚。 7.1 路由器在网际互连中的作用 7.2 因特网的网际协议IP 7.3 划分子网和构造超网 7.4 因特网控制报文协议ICMP 7.5 因特网的路由选择协议 7.6 IP多播和因特网组管理协议 7.7 下一代的网际协议IPv6 (IPng) 7.1 路由器在网际互连中的作用 7.1.1 路由器的构成 图7-1是直接交付和间接交付的示意图。 路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。图7-2给出了典型的路由器的构成框图。 整个的路由器结构可划分为两大部分：路由选择部分和分组转发部分。 路由选择部分也叫做控制部分，其核心构件是路由选择处理机。 分组转发部分由三部分组成：交换构件、一组输入端口和一组输出端口。下面分别讨论每一部分的组成。 在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别，而是笼统地使用路由表这一名词。 图7-3给出了在输入端口的队列中排队的分组的示意图。 我们再来观察在输出端口上出现什么情况，如图7-4所示。 7.1.2 互联网与因特网 将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统)，ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种不同的中继系统。 （1）物理层中继系统，即转发器(repeater)。 （2）数据链路层中继系统，即网桥或桥接器(bridge)。 （3）网络层中继系统，即路由器(router)。 （4）网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)。 （5）在网络层以上的中继系统称为网关(gateway)，也有人称之为网间连接器、信关或联网机。 由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献将网络层使用的路由器称为网关。 因特网在IP层采用了标准化协议。图7-5(a)表示有许多计算机网络通过一些路由器进行互连。由于参加互连的计算机网络都使用相同的网际协议IP (Internet Protocol)，因此可以将互连以后的计算机网络看成如图7-5(b)所示的一个虚拟互联网络(internet)。 以小写字母i开始的internet(互联网或互连网)是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。 以大写字母I开始的Internet(因特网)则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族，且其前身是美国的ARPANET。 7.2 因特网的网际协议IP IP协议配套使用的有下述四个协议。 · 地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol) · 逆地址解析协议RARP (Reverse Address Resolution Protocol) · 因特网控制报文协议ICMP (Internet Control Message Protocol) · 因特网组管理协议IGMP (Internet Group Management Protocol) 图7-6画出了这四个协议和网际协议IP的关系。 7.2.1 分类IP地址 1．IP地址及其表示方法 IP地址 ::= { 网络号, 主机号} (7-1) 图7-7给出了各种IP地址的网络号字段和主机号字段，这里A类、B类和C类地址是最常用的。 路由器转发分组的步骤是： （1）先按所要找的IP地址中的网络号net-id把目的网络找到。 （2）当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id将数据报直接交付给目的主机。 从IP地址的结构来看，IP地址并不只是一个主机的号，而是指出了连接到某个网络上的某个主机。 在主机或路由器中存放的IP地址都是32 bit的二进制代码。为了提高可读性，在写出给人看的IP地址时，往往每隔8 bit插入一个空格。但这样还是不方便。于是我们常常将32 bit的IP地址中的每8 bit用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。这就叫做点分十进制记法(dotted decimal notation)。图7-8表示了这种方法，这是一个B类IP地址。 2．常用的三种类别的IP地址 A类地址的net-id字段占一个字节，只有7个比特可供使用。 整个A类地址空间共有231 (2147483648)个地址。 B类地址的net-id字段有2字节，但前面两个比特(1 0)已经固定了，只剩下14个