第1講網(wǎng)絡(luò)層3

1、1/第12講網(wǎng)絡(luò)層(3)2/知識(shí)回顧larp協(xié)議lip數(shù)據(jù)報(bào)格式3/本講教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)l理解ip轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程l理解劃分子網(wǎng)的必要性l掌握劃分子網(wǎng)的方法l掌握默認(rèn)子網(wǎng)掩碼l理解使用子網(wǎng)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)l掌握cidr的網(wǎng)絡(luò)前綴l理解路由聚合的概念和應(yīng)用4/ip 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 l有四個(gè) a 類網(wǎng)絡(luò)通過(guò)三個(gè)路由器連接在一起。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上都可能有成千上萬(wàn)個(gè)主機(jī)。l可以想像，若按目的主機(jī)號(hào)來(lái)制作路由表，則所得出的路由表就會(huì)過(guò)于龐大。l但若按主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)制作路由表，那么每一個(gè)路由器中的路由表就只包含 4 個(gè)項(xiàng)目。這樣就可使路由表大大簡(jiǎn)化。 5/ 網(wǎng) 110.0.0.0 網(wǎng) 440.0.0.0

2、網(wǎng) 330.0.0.0 網(wǎng) 220.0.0.010.0.0.440.0.0.430.0.0.220.0.0.920.0.0.7目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)下一跳地址20.0.0.030.0.0.010.0.0.040.0.0.020.0.0.730.0.0.1直接交付，接口 1直接交付，接口 0路由器 r2 的路由表30.0.0.110.0.0.440.0.0.430.0.0.220.0.0.920.0.0.730.0.0.1鏈路 4鏈路 3鏈路 2鏈路 1r2r3r101r2r3r1在路由表中，對(duì)每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址） 6/查找路由表根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這

3、樣做的結(jié)果是：l ip 數(shù)據(jù)報(bào)最終一定可以找到目的主機(jī)所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過(guò)多次的間接交付）。l 只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí)，才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。 7/特定主機(jī)路由 l這種路由是為特定的目的主機(jī)指明一個(gè)路由。l采用特定主機(jī)路由可使網(wǎng)絡(luò)管理人員能更方便地控制網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可在需要考慮某種安全問(wèn)題時(shí)采用這種特定主機(jī)路由。 8/默認(rèn)路由(default route)l 路由器還可采用默認(rèn)路由以減少路由表所占用的空間和搜索路由表所用的時(shí)間。l 這種轉(zhuǎn)發(fā)方式在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有很少的對(duì)外連接時(shí)是很有用的。l 默認(rèn)路由在主機(jī)發(fā)送 ip 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)往往更能顯示出它的好處。l 如果一個(gè)主機(jī)

4、連接在一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)上，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)只用一個(gè)路由器和因特網(wǎng)連接，那么在這種情況下使用默認(rèn)路由是非常合適的。 9/n1r1因特網(wǎng)目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳 n1 直接 n2 r2 默認(rèn) r1路由表n2r2只要目的網(wǎng)絡(luò)不是 n1 和 n2，就一律選擇默認(rèn)路由，把數(shù)據(jù)報(bào)先間接交付路由器 r1，讓 r1 再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器。 10/必須強(qiáng)調(diào)指出 lip 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中沒(méi)有地方可以用來(lái)指明“下一跳路由器的 ip 地址”。l當(dāng)路由器收到待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)，不是將下一跳路由器的 ip 地址填入 ip 數(shù)據(jù)報(bào)，而是送交下層的網(wǎng)絡(luò)接口軟件。l網(wǎng)絡(luò)接口軟件使用 arp 負(fù)責(zé)將下一跳路由器的 ip 地址轉(zhuǎn)換成硬件地址，并將此硬件地址

5、放在鏈路層的 mac 幀的首部，然后根據(jù)這個(gè)硬件地址找到下一跳路由器。 11/分組轉(zhuǎn)發(fā)算法 (1) 從數(shù)據(jù)報(bào)的首部提取目的主機(jī)的 ip 地址 d, 得出目的網(wǎng)絡(luò)地址為 n。(2) 若網(wǎng)絡(luò) n 與此路由器直接相連，則把數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī) d；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。(3) 若路由表中有目的地址為 d 的特定主機(jī)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。(4) 若路由表中有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) n 的路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。(5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。(6) 報(bào)告轉(zhuǎn)

6、發(fā)分組出錯(cuò)。 12/劃分子網(wǎng)從兩級(jí) ip 地址到三級(jí) ip 地址 l 在 arpanet 的早期，ip 地址的設(shè)計(jì)確實(shí)不夠合理。n ip 地址空間的利用率有時(shí)很低。 n 給每一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)會(huì)使路由表變得太大因而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。 n 兩級(jí)的 ip 地址不夠靈活。 l 從 1985 年起在 ip 地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，使兩級(jí)的 ip 地址變成為三級(jí)的 ip 地址。l 這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting) 。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議13/l 劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。l 從主機(jī)號(hào)借用若干個(gè)位作為子網(wǎng)號(hào) subnet

7、-id，而主機(jī)號(hào) host-id 也就相應(yīng)減少了若干個(gè)位。ip地址 := , , (4-2) 劃分子網(wǎng)的基本思路 14/l 凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個(gè)主機(jī)的 ip 數(shù)據(jù)報(bào)，仍然是根據(jù) ip 數(shù)據(jù)報(bào)的目的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。l 然后此路由器在收到 ip 數(shù)據(jù)報(bào)后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 和子網(wǎng)號(hào) subnet-id 找到目的子網(wǎng)。l 最后就將 ip 數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī)。 劃分子網(wǎng)的基本思路（續(xù)） 15/145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13

8、.21.23145.13.21.9145.13.21.8所有到網(wǎng)絡(luò) 145.13.0.0的分組均到達(dá)此路由器我的網(wǎng)絡(luò)地址是 145.13.0.0r1r3r2網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0一個(gè)未劃分子網(wǎng)的 b 類網(wǎng)絡(luò)145.13.0.016/劃分為三個(gè)子網(wǎng)后對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8子網(wǎng) 145.13.21.0子網(wǎng) 145.13.3.0 子網(wǎng) 145.13.7.0所有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) 145.13.0.0的分組均到達(dá)此

9、路由器網(wǎng)絡(luò)145.13.0.0r1r3r217/l 當(dāng)沒(méi)有劃分子網(wǎng)時(shí)，ip 地址是兩級(jí)結(jié)構(gòu)。l 劃分子網(wǎng)后 ip 地址就變成了三級(jí)結(jié)構(gòu)。l 劃分子網(wǎng)只是把 ip 地址的主機(jī)號(hào) host-id 這部分進(jìn)行再劃分，而不改變 ip 地址原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id。l 從一個(gè) ip 數(shù)據(jù)報(bào)的首部并無(wú)法判斷源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。l 使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 ip 地址中的子網(wǎng)部分。 子網(wǎng)掩碼18/ip 地址的各字段和子網(wǎng)掩碼 145 . 13 .3 . 10兩級(jí) ip 地址子網(wǎng)號(hào)為 3 的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)三級(jí) ip 地址主機(jī)號(hào)子網(wǎng)掩碼net-idhost-id

10、子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00net-idsubnet-idhost-id145 . 13 .145 . 13 . 33 . 1019/(ip 地址) and (子網(wǎng)掩碼) =網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id主機(jī)號(hào) host-id兩級(jí) ip 地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)三級(jí) ip 地址主機(jī)號(hào)net-idhost-idsubnet-id子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubn

11、et-id0逐位進(jìn)行 and 運(yùn)算20/1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0net-idnet-idhost-id 為全 0net-id網(wǎng)絡(luò)地址a類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.0.0.0網(wǎng)絡(luò)地址b類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.255.0.0網(wǎng)絡(luò)地址c類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼

12、255.255.255.0host-id 為全 0host-id 為全 0默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 21/子網(wǎng)掩碼是一個(gè)重要屬性l 子網(wǎng)掩碼是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)的重要屬性。l 路由器在和相鄰路由器交換路由信息時(shí)，必須把自己所在網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）的子網(wǎng)掩碼告訴相鄰路由器。l 路由器的路由表中的每一個(gè)項(xiàng)目，除了要給出目的網(wǎng)絡(luò)地址外，還必須同時(shí)給出該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。l 若一個(gè)路由器連接在兩個(gè)子網(wǎng)上就擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和兩個(gè)子網(wǎng)掩碼。22/141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0【例4-2】已知 ip 地址是 1

13、41.14.72.24，子網(wǎng)掩碼是 255.255.192.0。試求網(wǎng)絡(luò)地址。 (a) 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的 ip 地址(c) 子網(wǎng)掩碼是 255.255.192.00 0 0 0 0 0 0 0141 . 14 . 72 . 24141 . 14 .64 . 0. 00 1 0 0 1 0 0 0141 . 14 . 24(b) ip 地址的第 3 字節(jié)是二進(jìn)制(d) ip 地址與子網(wǎng)掩碼逐位相與(e) 網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制表示）計(jì)算子網(wǎng)號(hào)例題23/141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

14、【例4-3】在上例中，若子網(wǎng)掩碼改為255.255.224.0。試求網(wǎng)絡(luò)地址，討論所得結(jié)果。 (a) 點(diǎn)分十進(jìn)制表示的 ip 地址(c) 子網(wǎng)掩碼是 255.255.224.00 0 0 0 0 0 0 0141 . 14 . 72 . 24141 . 14 .64 . 0. 00 1 0 0 1 0 0 0141 . 14 . 24(b) ip 地址的第 3 字節(jié)是二進(jìn)制(d) ip 地址與子網(wǎng)掩碼逐位相與(e) 網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制表示）不同的子網(wǎng)掩碼得出相同的網(wǎng)絡(luò)地址。但不同的掩碼的效果是不同的。 24/l在不劃分子網(wǎng)的兩級(jí) ip 地址下，從 ip 地址得出網(wǎng)絡(luò)地址是個(gè)很簡(jiǎn)單的事。l但在

15、劃分子網(wǎng)的情況下，從 ip 地址卻不能唯一地得出網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)地址取決于那個(gè)網(wǎng)絡(luò)所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報(bào)的首部并沒(méi)有提供子網(wǎng)掩碼的信息。l因此分組轉(zhuǎn)發(fā)的算法也必須做相應(yīng)的改動(dòng)。 使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程25/在劃分子網(wǎng)的情況下路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法 (1) 從收到的分組的首部提取目的 ip 地址 d。(2) 先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和 d 逐位相“與”，看是否和 相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。 否則就是間接交付，執(zhí)行(3)。(3) 若路由表中有目的地址為 d 的特定主機(jī)路由，則將 分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。(4) 對(duì)路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和 d

16、 逐位相“與”， 若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送 給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。(5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表 中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。(6) 報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。26/128.30.33.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2128.30.33.13h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128128.30.33.13

17、0r1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器）r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.12【例4-4】已知互聯(lián)網(wǎng)和路由器 r1 中的路由表。主機(jī) h1 向 h2 發(fā)送分組。試討論 r1 收到 h1 向 h2 發(fā)送的分組后查找路由表的過(guò)程。 27/主機(jī) h1 要發(fā)送分組給 h2 128.30.33.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.

18、128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器）128.30.33.13h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.12要發(fā)送的分

19、組的目的 ip 地址：128.30.33.138請(qǐng)注意：h1 并不知道 h2 連接在哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。h1 僅僅知道 h2 的 ip 地址是128.30.33.138因此 h1 首先檢查主機(jī) 128.30.33.138 是否連接在本網(wǎng)絡(luò)上如果是，則直接交付；否則，就送交路由器 r1，并逐項(xiàng)查找路由表。28/128.30.33.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.25

20、5.255.128128.30.33.130r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.12主機(jī) h1 首先將本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128與分組的 ip 地址 128.30.33.138 逐比特相“與”(and 操作) 255.255.255.128 and 128.30.33.138 的計(jì)算255 就是二進(jìn)制的全 1

21、，因此 255 and xyz = xyz，這里只需計(jì)算最后的 128 and 138 即可。128 10000000138 10001010逐比特 and 操作后：10000000 128255.255.255.128128. 30. 33.138128. 30. 33.128逐比特 and 操作 h1 的網(wǎng)絡(luò)地址29/因此 h1 必須把分組傳送到路由器 r1然后逐項(xiàng)查找路由表128.30.33.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口

22、 1r2r1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器）128.30.33.13h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.1230/路由器 r1 收到分組后就用路由表中第 1 個(gè)項(xiàng)目的子網(wǎng)掩碼和 128.30.33.138 逐比特 and 操作 128.30.3

23、3.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.255.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器）128.30.33.13h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36

24、.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.12255.255.255.128 and 128.30.33.138 = 128.30.33.128不匹配!（因?yàn)?28.30.33.128 與路由表中的 128.30.33.0 不一致）r1 收到的分組的目的 ip 地址：128.30.33.138不一致31/路由器 r1 再用路由表中第 2 個(gè)項(xiàng)目的子網(wǎng)掩碼和 128.30.33.138 逐比特 and 操作 128.30.33.10目的網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳128.30.33.0128.30.33.128128.30.36.0255.255.255.128255.255.25

25、5.128255.255.255.0接口 0接口 1r2r1 的路由表（未給出默認(rèn)路由器）128.30.33.13h1子網(wǎng)1： 網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128128.30.33.130r11r2子網(wǎng)2：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.33.128 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.128h2128.30.33.13801128.30.33.129h3128.30.36.2子網(wǎng)3：網(wǎng)絡(luò)地址 128.30.36.0 子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0128.30.36.12255.255.255.128 and 128.30.33.138 = 128.30.3

26、3.128匹配!這表明子網(wǎng) 2 就是收到的分組所要尋找的目的網(wǎng)絡(luò)r1 收到的分組的目的 ip 地址：128.30.33.138一致!32/劃分子網(wǎng)在一定程度上緩解了因特網(wǎng)在發(fā)展中遇到的困難。然而在 1992 年因特網(wǎng)仍然面臨三個(gè)必須盡早解決的問(wèn)題，這就是：l b 類地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完畢！l 因特網(wǎng)主干網(wǎng)上的路由表中的項(xiàng)目數(shù)急劇增長(zhǎng)（從幾千個(gè)增長(zhǎng)到幾萬(wàn)個(gè)）。l 整個(gè) ipv4 的地址空間最終將全部耗盡。無(wú)分類編址 cidr網(wǎng)絡(luò)前綴 33/l1987 年，rfc 1009 就指明了在一個(gè)劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)使用幾個(gè)不同的子網(wǎng)掩碼。使用變

27、長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼 vlsm (variable length subnet mask)可進(jìn)一步提高 ip 地址資源的利用率。l在 vlsm 的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步研究出無(wú)分類編址方法，它的正式名字是無(wú)分類域間路由選擇 cidr (classless inter-domain routing)。 ip 編址問(wèn)題的演進(jìn) 34/lcidr 消除了傳統(tǒng)的 a 類、b 類和 c 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 ipv4 的地址空間。lc i d r 使 用 各 種 長(zhǎng) 度 的 “ 網(wǎng) 絡(luò) 前綴”(network-prefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。lip 地址從三級(jí)編址（使用子網(wǎng)掩碼）

28、又回到了兩級(jí)編址。 cidr 最主要的特點(diǎn) 35/l 無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是： ip地址 := , (4-3) l cidr 還使用“斜線記法”(slash notation)，它又稱為cidr記法，即在 ip 地址面加上一個(gè)斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)（這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中 1 的個(gè)數(shù)）。l cidr 把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的 ip 地址組成“cidr 地址塊”。 無(wú)分類的兩級(jí)編址 36/cidr 地址塊 l 128.14.32.0/20 表示的地址塊共有 212 個(gè)地址（因?yàn)樾本€后面的 20 是網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù)，所以這個(gè)地址的主機(jī)號(hào)是 12 位）。l 這個(gè)地址塊的起

29、始地址是 128.14.32.0。l 在不需要指出地址塊的起始地址時(shí)，也可將這樣的地址塊簡(jiǎn)稱為“/20 地址塊”。l 128.14.32.0/20 地址塊的最小地址：128.14.32.0l 128.14.32.0/20 地址塊的最大地址：128.14.47.255l 全 0 和全 1 的主機(jī)號(hào)地址一般不使用。37/128.14.32.0/20 表示的地址（212 個(gè)地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 000000101000000

30、0 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 11111111所有地址的 20 位前綴都是一樣的最小地址最大地址38

31、/l 一個(gè) cidr 地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個(gè)項(xiàng)目可以表示很多個(gè)（例如上千個(gè)）原來(lái)傳統(tǒng)分類地址的路由。l 路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng)(supernetting)。l cidr 雖然不使用子網(wǎng)了，但仍然使用“掩碼”這一名詞（但不叫子網(wǎng)掩碼）。l 對(duì)于 /20 地址塊，它的掩碼是 20 個(gè)連續(xù)的 1。 斜線記法中的數(shù)字就是掩碼中1的個(gè)數(shù)。 路由聚合(route aggregation) 39/cidr 記法的其他形式 l 10.0.0.0/10 可簡(jiǎn)寫為 10/10，也就是把點(diǎn)分十進(jìn)制中低位連續(xù)的 0 省略。l 10.0.0.0/10 隱含地指出 ip

32、 地址 10.0.0.0 的掩碼是 255.192.0.0。此掩碼可表示為 11111111 11000000 00000000 0000000025519200掩碼中有 10 個(gè)連續(xù)的 140/cidr 記法的其他形式 l 10.0.0.0/10 可簡(jiǎn)寫為 10/10，也就是將點(diǎn)分十進(jìn)制中低位連續(xù)的 0 省略。l 10.0.0.0/10 相當(dāng)于指出 ip 地址 10.0.0.0 的掩碼是 255.192.0.0，即 11111111 11000000 00000000 00000000l 網(wǎng)絡(luò)前綴的后面加一個(gè)星號(hào) * 的表示方法 如 00001010 00*，在星號(hào) * 之前是網(wǎng)絡(luò)前綴，而星

33、號(hào) * 表示 ip 地址中的主機(jī)號(hào)，可以是任意值。41/構(gòu)成超網(wǎng) l前綴長(zhǎng)度不超過(guò) 23 位的 cidr 地址塊都包含了多個(gè) c 類地址。l這些 c 類地址合起來(lái)就構(gòu)成了超網(wǎng)。lcidr 地址塊中的地址數(shù)一定是 2 的整數(shù)次冪。l網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多。而在三級(jí)結(jié)構(gòu)的ip地址中，劃分子網(wǎng)是使網(wǎng)絡(luò)前綴變長(zhǎng)。 42/cidr 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)206.0.68.0/22206.0.64.0/18isp大學(xué) 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

34、.69.128/25206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/25206.0.68.0/23 單位 地址塊 二進(jìn)制表示 地址數(shù) isp 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01* 16384 大學(xué) 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001* 1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.00000000.01000

35、10* 512 二系 206.0.70.0/24 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* 12843/cidr 地址塊劃分舉例 因特網(wǎng)206.0.68.0/22206.0.64.0/18isp大學(xué) 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

36、.128/25206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26206.0.70.0/24206.0.71.0/25206.0.71.0/26206.0.71.64/26206.0.71.128/25206.0.68.0/23這個(gè) isp 共有 64 個(gè) c 類網(wǎng)絡(luò)。如果不采用 cidr 技術(shù)，則在與該 isp 的路由器交換路由信息的每一個(gè)路由器的路由表中，就需要有 64 個(gè)項(xiàng)目。但采用地址聚合后，只需用路由聚合后的 1 個(gè)項(xiàng)目 206.0.64.0/18 就能找到該 isp。 44/最長(zhǎng)前綴匹配l 使用 cidr 時(shí)，路由表中的每個(gè)項(xiàng)目由“網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”組成。在查找路由表時(shí)可能會(huì)得到不止一個(gè)匹配結(jié)果。 l 應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的路由：最長(zhǎng)前綴匹配(longest-prefix matching)。l 網(wǎng)絡(luò)前綴越長(zhǎng)，其地址塊就越小，因而路由就越具體(more specific) 。l 最長(zhǎng)前綴匹配又稱為最長(zhǎng)匹配或最佳匹配。 45/最長(zhǎng)前綴匹配舉例收到的分組的目的地址 d = 206.0.71.128路由表中的項(xiàng)目：206.0.68.0/22 （isp） 206.0.71.128/25 （四系）查找路由表中的第 1 個(gè)項(xiàng)目