IP协议及路由选择.ppt

第5章 IP协议和路由选择 广东韶关学院信息工程学院 骆耀祖 本章讨论TCP/IP体系结构的网际层协议，介绍了IP 地址子网和子网掩码等概念。本章还讨论了路由选择及其原理，介绍了常用的几种动态选路协议以及无类型域间选路方面的知识。在设计网络方案时，对IP协议有较深入的了解，将会有助于网络的规划设计。 5.1 网际层协议 在TCP/IP协议族中，网际层大致对应OSI模型的网络层。网际层最主要的协议是IP协议，其基本功能是寻址和分片。IP协议处理了地址的问题，将多个分组交换网络连接起来，在源地址和目的地址之间传送数据报。IP提供对数据大小的重新组装功能，以适应不同网络对数据报大小的要求。 5.1.1 IP地址 每台TCP/IP主机由一个逻辑IP地址确定。在Ipv4中，每个IP地址的长度为32位即4字节，由四个八位域（叫作octets）组成。IP地址有二进制表示和点分十进制表示两种表示形式。使用点分十进制表示时，表示为4个0-255之间的十进制数，每个Octets用句点分开。 IP地址由网络号和主机号两部分组成。其中网络号标识一个物理的网络，同一个网络上所有主机具有同一个网络号，该号在互联网中是唯一的；而主机号确定网络中的一个工作站、服务器、路由器或其它TCP/IP主机。对于同一个网络号来说，主机号是唯一的。 1. IP 地址类型 将 IP 地址按一定范围分配，称为将 IP 地址分类。图 5.1 给出了四类IP地址的结构。 A类地址：A 类地址用于非常大的网络或相关网络的集合，拥有很大数量的主机，最高位为0，紧跟的7位表示网络号，余24位表示主机号，总共允许有126个网络。 B类地址：B 类地址用于超过 254 个节点（但少于65534个节点）的中等规模和大规模的网络中，最高两位总被置于二进制的10，允许有16384个网络。因为 B 类地址的数量有限，通常只能用给一个组织分配几个C类地址的方法代替分配B类地址。 C类地址：较小的组织可采用C 类地址。C 类地址高三位被置为二进制的110，允许大约200万个网络。每个网络可有254个节点。 D类地址：被用于多播组用户，高四位总被置为1110，余下的位用于标明客户机所属的组。E 类地址则被保留用于实验和开发。 表 5.1各IP类的地址范围 2. “保留”IP 地址 因特网赋号管理局（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）已经在 A、B 和 C 类地址中保留了一些网络号，无需注册就可以使用这些地址。表5.2是保留IP 地址的范围。对于那些完全没有连接到因特网的网络，可从使用这些保留的网络地址。如果要实现对另一个网络（如因特网）的访问，可将某个主机用作网关。本地网络通过内部IP 地址来访问该网关，而外部世界则通过其正式注册的地址（由互联网服务供应商分配）知道该网关。 表5.2保留地址 3. 特殊的IP地址 在 TCP/IP 网络中有几个地址具有特殊含义： 以零开头的地址表示当前网络中的本地节点。例如，3 指当前网络中的 23 号工作站。地址 指当前工作站。 将地址上所有位全置为 1（也就是值 255）代表“所有地址”。所以，55 意味着将消息发送给 192.18. 网络上的所有节点；类似地，55 意味着将消息发送给因特网上的每个节点。这些地址用于多点广播消息和服务公告。 因此，给系统分配节点号时，不要使用 0 或 255，它们都是保留数字，具有特殊含义。 在进行故障排除和网络诊断时，以 127 开头的地址非常重要。形式上将网络地址块 127.x.x.x 定义为 A 类地址，保留了该地址块用于网络软件测试以及本机进程间通信，称为回送地址（loopback）。根据惯例，大多数系统把IP地址分配给这个接口，并命名为localhost。一个传给内部回送地址的IP数据报不能在任何网络上出现。主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。 5.1.2 IP协议的特征和基本功能 1. IP协议的特征 （1）IP协议是无连接的 无需征得目的方“同意” 即可向目的方发送IP数据报。 （2）IP协议的数据报传送服务是不可靠的 因为省略了复杂的可靠性传输机制，所以IP协议能尽量高效率地进行传送，减轻了网关的负担，提高了网关的吞吐率。 （3）IP协议隐藏了网络细节 IP协议不关心具体物理网络是如何连接的，各个具体物理网络所做的工作是将IP数据报转换成自己的协议所要求的格式发送到网络上；将网络上接收的数据报提交给IP，由IP进行分析和路由处理。对各种具体物理网络协议来说，IP数据报只不过是用户数据而已。 2. IP的两个基本功能 IP的两个基本功能是寻址和分片。IP可以根据数据报首部中包括的目的地址将数据报传送到目的地址，在此过程中IP负责选择传送