主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-1
第 5讲 网络层
本讲目的,
? 理解网络层服务原理,
? 路由选择
? 处理系统的扩展
? 路由器工作原理
? 前沿话题, IPv6,组播
? 因特网的实现实例
?教科书参考
?第 6,7章
概述,
? 网络层的服务
? 路由选择原理
? 分层的路由选择
? IP协议
? 因特网的路由选择协议
? 域内路由选择
? 域间路由选择
? 路由器组成原理
? IPv6
? 组播的路由选择
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-2
网络服务模型
Q,对收发双方而言，
到底采用什么样的“
信道（ channel）”
服务模型?
? 保证带宽?
? 还原分组间的时序 (消除
抖动 )?
? 无损传递?
? 有序传递?
? 向发送端反馈拥塞信息?
虚电路 或
数据报
网络层 所提供的
最重要的抽象是,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-3
网络层的功能
? 在收发主机之间传输分组
? 网络层协议必须在 每一台 主机
和路由器上实现
三项重要功能,
? 路径决策, 为分组在收发双方之
间确定路径,路由选择算法
? 交换, 在路由器的输入、输出端
口传递分组
? 建立连接, 某些网络的体系结构
要求在数据流经之前，在所经
由的路由器中建立连接（ call
setup）
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-4
虚电路
? 在数据流动 前,需要建立连接（ call setup）,流动结束后要断
开（ teardown ）
? 每个分组携带 VC标识 (而不是信宿主机的 ID)
? 每个 在收发双方路径上的路由器需要为正在传输中的连接维持
“状态”
? 传输层的连接仅涉及到两个端系统（ end system）
? 链路,路由器资源 (带宽,缓存等 )可被 分配 给 VC
? 目的：为了达到类似线路交换的性能
“使收发双方之间的路径表现得如同电话线路一般,
?网络内部有较多的智能和性能指标
?沿收发路径上的网络结点的操作比较复杂
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-5
虚电路, 信令协议 （ signaling protocols）
?用来建立、维护、断开 VC
?应用在 ATM,帧中继,X.25（电信级服务）
?不是应用在今天的 Internet
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1,Initiate call 2,incoming call
3,Accept call4,Call connected
5,Data flow begins 6,Receive data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-6
数据报（ Datagram ）网络, 因特网模型
? 在网络层没有联接建立过程
? 路由器, 没有端对端的连接状态
? 在网络层不存在,联接,的概念
? 一般分组使用信宿主机的 ID进行路由选择
? 同样收发双方的不同分组可能经由的路径可能不同
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1,Send data 2,Receive data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-7
网络层的服务模型,
网络
体系结构
Internet
ATM
ATM
ATM
ATM
服务
模型
best effort
CBR
VBR
ABR
UBR
带宽
none
constant
rate
guaranteed
rate
guaranteed
minimum
none
无损
no
yes
yes
no
no
有序
no
yes
yes
yes
yes
实时
no
yes
yes
no
no
拥塞
反馈
no (inferred
via loss)
no
congestion
no
congestion
yes
no
承诺?
? Internet 正在进化, Intserv,Diffserv
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-8
数据报还是 VC网络, why?
因特网
? 数据交换在计算机之间进行
?,弹性”服务,没有严格的实
时性要求
?,聪明”的端系统 (计算机 )
? 可进行自适应,执行控制,
出错恢复
? 网络内部比较简单,“边缘
上,比较复杂
? 利用了许多链路类型
? 各具有不同的特性
? 统一服务标准十分困难
ATM
? 电话网络演化而来
? 人们的交流,
? 严格要求实时性,和可靠
? 需要服务承诺
?,傻瓜式”的端系统
? 电话机
? 复杂性在网络内部
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-9
路由选择
路由选择算法的图形抽象,
? 图中的结点是路由器
? 图中的线条为物理链路
? 链路成本, 延迟,￥费用,
或拥塞的程度
目标, 在收发双方的通信过程
中为分组（所经由的一系列路
由器中）确定一条“好” 的路
径
路由选择协议
A
ED
CB
F
2
2
1 3
1
1
2
5
3
5
?,好” 路,
? 一般为费用最低的路径
? 也可以另行定义
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-10
路由算法分类
全局或分散的信息?
全局,
? 所有路由器都有完整的拓扑逻
辑,链路成本信息
?,link state” 算法
分散,
? 路由器只了解物理上邻接的路
由器，了解到达这些路由器的
链路成本
? 通过迭代计算处理,可与相邻
路由器交换信息
?,distance vector” 算法
静态或动态的?
静态,
? 路由变化较少的情况
动态,
? 路由变化较快的情况
?定期更新
?为了响应链路成本的
变化
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-11
因特网的分层路由选择（ p200--）
规模, 5千万台以上信宿主
机,
? 不可能把所有主机存在一个
路由表中 !
? 路由表的交换可以把链路带
宽用掉大半 !
行政自治
? internet = network of
networks（万网之网）
? 每个网管都会控制自身网络中
的路由选择
因特网不是一个理想化的网络，所以
? 不可能所有的路由器完全一样
? 网络不在一个,平面,上
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-12
因特网的分层路由选择
? 聚合路由器可以形成分
区,“自治系统
(autonomous systems”
,AS)
? 在同一 AS中的路由器运
行同样的路由选择协议
?,intra-AS” 路由选择 协
议
? 不同 AS中的路由器可以
运行不同的 intra-AS 路
由选择协议
? AS中的特殊路由器
? 与其他同一 AS中的路由器
使用 intra-AS路由选择协
议进行交往
? 同时 负责同 AS以外的信宿
进行交往或路由选择
? 运行 inter-AS路由选
择 协议与其他的网关路
由器进行交互
网关路由器
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-13
Intra-AS和 Inter-AS路由选择
网关,
?在网关服务器之间
进行 inter-AS 路
由选择
?在 AS内部进行
intra-AS 路由选
择
inter-AS,intra-AS
routing in
gateway A.c
network layer
link layer
physical layer
a
b
b
a
aC
A
B
d
A.a
A.c
C.b B.a
c
b
c
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-14
Intra-AS和 Inter-AS路由选择
Host
h2a
b
b
a
aC
A
B
d c
A.a
A.c
C.b B.a
c
b
Host
h1
Intra-AS routing
within AS A
Inter-AS
routing
between
A and B
Intra-AS routing
within AS B
? inter-AS和 intra-AS因特网路由选择协议应用举
例
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-15
因特网网络层
routing
table
主机,路由器的网络层功能,
Routing protocols
?path selection
?RIP,OSPF,BGP
IP protocol
?addressing conventions
?datagram format
?packet handling conventions
ICMP protocol
?error reporting
?router,signaling”
Transport layer,TCP,UDP
Link layer
physical layer
Network
layer
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-16
IP 寻址,
? IP 地址, 32-bit 用来
定义主机,路由器的接
口
? 接口, 连接主机,路由器
之间的物理链路
? 路由器一般有多个接口
? 主机也可能有多个网络
接口
? IP 地址只和接口有关,
而与主机,路由器却没有
太多关联
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-17
IP寻址
? IP 地址,
? 网络部分 (高序位 )
? 主机部分 (低序位 )
? 网络是什么? (从 IP 地
址的视角 )
? IP地址中网络部分相同
的设备接口
? 不经过路由器就可以物
理上相互通达的设备
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
由 3个 IP网络组成的网络
(对于以 223开头的 IP地址,前 24位
为网络地址 )
LAN
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-18
IP地址
0network host
10 network host
110 network host
1110 multicast address
A
B
C
D
class
1.0.0.0 to
126.255.255.255
128.0.0.0 to
191.255.255.255
192.0.0.0 to
223.255.255.255
224.0.0.0 to
239.255.255.255
32 bits
为讨论,网络,的说法,重新审视 IP地址,
“分类” 编址,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-19
IP寻址
如何找到网络?
? 先断开路由器,主机间
的接口连接
? 建立一个“被隔离的
网络孤岛”
223.1.1.1
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.2223.1.2.1
223.1.2.6
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.2
223.1.7.0
223.1.7.1
223.1.8.0223.1.8.1
223.1.9.1
223.1.9.2
由 6个网络组成的
互联系统
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-20
IP编址, CIDR
?分类编址,
? 地址空间的利用率低,地址空间面临耗尽
? e.g.,一个 B类网址可以容纳 65K台主机,但可能被一个只有 2K
台主机的单位占据
?CIDR,Classless InterDomain Routing
? 地址的网络部分长度任意
? 地址格式, a.b.c.d/x,这里的 x表示地址中网络部分的位数 #
11001000 00010111 00010000 00000000
network
part
host
part
200.23.16.0/23
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-21
IP地址, 如何获取?
主机地址 (主机部分 ):
?由系统管理员编制和分配
?DHCP,Dynamic Host Configuration
Protocol,动态获取,,plug-and-play”
?主机广播, DHCP discover” 报文
?DHCP服务器用,DHCP offer”报文响应
?主机请求 IP地址：,DHCP request” 报文
?DHCP服务器发送地址,,DHCP ack” 报文
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-22
IP编址, 言犹未尽,..
Q,ISP 如何得到整块的地址?
A,ICANN,Internet Corporation for Assigned
Names and Numbers
?分配地址
?管理 DNS
?批域名,解纷争
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-23
分组的旅行过程
IP分组,
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
misc
fields
source
IP addr
dest
IP addr data
? 在旅行过程中分组保持不变
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2
routing table in
A
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-24
分组的旅行过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
由 A发送分组到 B:
? 检查 B的网络地址部分
? 发现 B与 A在同一网络中
? 链路层把分组放在链路层的帧中
直接发给 B
? B 和 A 是直接相连的
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2
misc
fields 223.1.1.1 223.1.1.3 data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-25
分组的旅行过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2由 A发送给 E:
? 检查 E的网络地址
? E 在 不同 网络上
? A,E 没有直接的连接
? 路由表, 到 E下一步跳的路由器
的地址为 223.1.1.4
? 链路层将分组封装在链路层帧
中发给地址为 223.1.1.4的路
由器
? 分组到达 223.1.1.4
? 继续 …..
misc
fields 223.1.1.1 223.1.2.3 data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-26
分组旅行的过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
分组到达了 223.1.1.4,而
信宿为 223.1.2.2
? 查找 E的网络地址
? E 与路由器的 223.1.2.9接口在
同一 网络中
? 路由器,E 直接连接
? 链路层将分组放入链路帧经过地
址为 223.1.2.9的接口发送到
223.1.2.2
? 数据分组到达 223.1.2.2!!! (万
岁 !)
misc
fields 223.1.1.1 223.1.2.3 data network router Nhops interface223.1.1 - 1
223.1.1.4
223.1.2 - 1 223.1.2.9
223.1.3 - 1 223.1.3.27
Dest,next
第 5讲 网络层
本讲目的,
? 理解网络层服务原理,
? 路由选择
? 处理系统的扩展
? 路由器工作原理
? 前沿话题, IPv6,组播
? 因特网的实现实例
?教科书参考
?第 6,7章
概述,
? 网络层的服务
? 路由选择原理
? 分层的路由选择
? IP协议
? 因特网的路由选择协议
? 域内路由选择
? 域间路由选择
? 路由器组成原理
? IPv6
? 组播的路由选择
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-2
网络服务模型
Q,对收发双方而言，
到底采用什么样的“
信道（ channel）”
服务模型?
? 保证带宽?
? 还原分组间的时序 (消除
抖动 )?
? 无损传递?
? 有序传递?
? 向发送端反馈拥塞信息?
虚电路 或
数据报
网络层 所提供的
最重要的抽象是,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-3
网络层的功能
? 在收发主机之间传输分组
? 网络层协议必须在 每一台 主机
和路由器上实现
三项重要功能,
? 路径决策, 为分组在收发双方之
间确定路径,路由选择算法
? 交换, 在路由器的输入、输出端
口传递分组
? 建立连接, 某些网络的体系结构
要求在数据流经之前，在所经
由的路由器中建立连接（ call
setup）
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-4
虚电路
? 在数据流动 前,需要建立连接（ call setup）,流动结束后要断
开（ teardown ）
? 每个分组携带 VC标识 (而不是信宿主机的 ID)
? 每个 在收发双方路径上的路由器需要为正在传输中的连接维持
“状态”
? 传输层的连接仅涉及到两个端系统（ end system）
? 链路,路由器资源 (带宽,缓存等 )可被 分配 给 VC
? 目的：为了达到类似线路交换的性能
“使收发双方之间的路径表现得如同电话线路一般,
?网络内部有较多的智能和性能指标
?沿收发路径上的网络结点的操作比较复杂
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-5
虚电路, 信令协议 （ signaling protocols）
?用来建立、维护、断开 VC
?应用在 ATM,帧中继,X.25（电信级服务）
?不是应用在今天的 Internet
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1,Initiate call 2,incoming call
3,Accept call4,Call connected
5,Data flow begins 6,Receive data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-6
数据报（ Datagram ）网络, 因特网模型
? 在网络层没有联接建立过程
? 路由器, 没有端对端的连接状态
? 在网络层不存在,联接,的概念
? 一般分组使用信宿主机的 ID进行路由选择
? 同样收发双方的不同分组可能经由的路径可能不同
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1,Send data 2,Receive data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-7
网络层的服务模型,
网络
体系结构
Internet
ATM
ATM
ATM
ATM
服务
模型
best effort
CBR
VBR
ABR
UBR
带宽
none
constant
rate
guaranteed
rate
guaranteed
minimum
none
无损
no
yes
yes
no
no
有序
no
yes
yes
yes
yes
实时
no
yes
yes
no
no
拥塞
反馈
no (inferred
via loss)
no
congestion
no
congestion
yes
no
承诺?
? Internet 正在进化, Intserv,Diffserv
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-8
数据报还是 VC网络, why?
因特网
? 数据交换在计算机之间进行
?,弹性”服务,没有严格的实
时性要求
?,聪明”的端系统 (计算机 )
? 可进行自适应,执行控制,
出错恢复
? 网络内部比较简单,“边缘
上,比较复杂
? 利用了许多链路类型
? 各具有不同的特性
? 统一服务标准十分困难
ATM
? 电话网络演化而来
? 人们的交流,
? 严格要求实时性,和可靠
? 需要服务承诺
?,傻瓜式”的端系统
? 电话机
? 复杂性在网络内部
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-9
路由选择
路由选择算法的图形抽象,
? 图中的结点是路由器
? 图中的线条为物理链路
? 链路成本, 延迟,￥费用,
或拥塞的程度
目标, 在收发双方的通信过程
中为分组（所经由的一系列路
由器中）确定一条“好” 的路
径
路由选择协议
A
ED
CB
F
2
2
1 3
1
1
2
5
3
5
?,好” 路,
? 一般为费用最低的路径
? 也可以另行定义
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-10
路由算法分类
全局或分散的信息?
全局,
? 所有路由器都有完整的拓扑逻
辑,链路成本信息
?,link state” 算法
分散,
? 路由器只了解物理上邻接的路
由器，了解到达这些路由器的
链路成本
? 通过迭代计算处理,可与相邻
路由器交换信息
?,distance vector” 算法
静态或动态的?
静态,
? 路由变化较少的情况
动态,
? 路由变化较快的情况
?定期更新
?为了响应链路成本的
变化
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-11
因特网的分层路由选择（ p200--）
规模, 5千万台以上信宿主
机,
? 不可能把所有主机存在一个
路由表中 !
? 路由表的交换可以把链路带
宽用掉大半 !
行政自治
? internet = network of
networks（万网之网）
? 每个网管都会控制自身网络中
的路由选择
因特网不是一个理想化的网络，所以
? 不可能所有的路由器完全一样
? 网络不在一个,平面,上
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-12
因特网的分层路由选择
? 聚合路由器可以形成分
区,“自治系统
(autonomous systems”
,AS)
? 在同一 AS中的路由器运
行同样的路由选择协议
?,intra-AS” 路由选择 协
议
? 不同 AS中的路由器可以
运行不同的 intra-AS 路
由选择协议
? AS中的特殊路由器
? 与其他同一 AS中的路由器
使用 intra-AS路由选择协
议进行交往
? 同时 负责同 AS以外的信宿
进行交往或路由选择
? 运行 inter-AS路由选
择 协议与其他的网关路
由器进行交互
网关路由器
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-13
Intra-AS和 Inter-AS路由选择
网关,
?在网关服务器之间
进行 inter-AS 路
由选择
?在 AS内部进行
intra-AS 路由选
择
inter-AS,intra-AS
routing in
gateway A.c
network layer
link layer
physical layer
a
b
b
a
aC
A
B
d
A.a
A.c
C.b B.a
c
b
c
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-14
Intra-AS和 Inter-AS路由选择
Host
h2a
b
b
a
aC
A
B
d c
A.a
A.c
C.b B.a
c
b
Host
h1
Intra-AS routing
within AS A
Inter-AS
routing
between
A and B
Intra-AS routing
within AS B
? inter-AS和 intra-AS因特网路由选择协议应用举
例
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-15
因特网网络层
routing
table
主机,路由器的网络层功能,
Routing protocols
?path selection
?RIP,OSPF,BGP
IP protocol
?addressing conventions
?datagram format
?packet handling conventions
ICMP protocol
?error reporting
?router,signaling”
Transport layer,TCP,UDP
Link layer
physical layer
Network
layer
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-16
IP 寻址,
? IP 地址, 32-bit 用来
定义主机,路由器的接
口
? 接口, 连接主机,路由器
之间的物理链路
? 路由器一般有多个接口
? 主机也可能有多个网络
接口
? IP 地址只和接口有关,
而与主机,路由器却没有
太多关联
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-17
IP寻址
? IP 地址,
? 网络部分 (高序位 )
? 主机部分 (低序位 )
? 网络是什么? (从 IP 地
址的视角 )
? IP地址中网络部分相同
的设备接口
? 不经过路由器就可以物
理上相互通达的设备
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
由 3个 IP网络组成的网络
(对于以 223开头的 IP地址,前 24位
为网络地址 )
LAN
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-18
IP地址
0network host
10 network host
110 network host
1110 multicast address
A
B
C
D
class
1.0.0.0 to
126.255.255.255
128.0.0.0 to
191.255.255.255
192.0.0.0 to
223.255.255.255
224.0.0.0 to
239.255.255.255
32 bits
为讨论,网络,的说法,重新审视 IP地址,
“分类” 编址,
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-19
IP寻址
如何找到网络?
? 先断开路由器,主机间
的接口连接
? 建立一个“被隔离的
网络孤岛”
223.1.1.1
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.2223.1.2.1
223.1.2.6
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.2
223.1.7.0
223.1.7.1
223.1.8.0223.1.8.1
223.1.9.1
223.1.9.2
由 6个网络组成的
互联系统
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-20
IP编址, CIDR
?分类编址,
? 地址空间的利用率低,地址空间面临耗尽
? e.g.,一个 B类网址可以容纳 65K台主机,但可能被一个只有 2K
台主机的单位占据
?CIDR,Classless InterDomain Routing
? 地址的网络部分长度任意
? 地址格式, a.b.c.d/x,这里的 x表示地址中网络部分的位数 #
11001000 00010111 00010000 00000000
network
part
host
part
200.23.16.0/23
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-21
IP地址, 如何获取?
主机地址 (主机部分 ):
?由系统管理员编制和分配
?DHCP,Dynamic Host Configuration
Protocol,动态获取,,plug-and-play”
?主机广播, DHCP discover” 报文
?DHCP服务器用,DHCP offer”报文响应
?主机请求 IP地址：,DHCP request” 报文
?DHCP服务器发送地址,,DHCP ack” 报文
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-22
IP编址, 言犹未尽,..
Q,ISP 如何得到整块的地址?
A,ICANN,Internet Corporation for Assigned
Names and Numbers
?分配地址
?管理 DNS
?批域名,解纷争
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-23
分组的旅行过程
IP分组,
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
misc
fields
source
IP addr
dest
IP addr data
? 在旅行过程中分组保持不变
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2
routing table in
A
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-24
分组的旅行过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
由 A发送分组到 B:
? 检查 B的网络地址部分
? 发现 B与 A在同一网络中
? 链路层把分组放在链路层的帧中
直接发给 B
? B 和 A 是直接相连的
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2
misc
fields 223.1.1.1 223.1.1.3 data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-25
分组的旅行过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
Dest,Net,next router Nhops
223.1.1 1
223.1.2 223.1.1.4 2
223.1.3 223.1.1.4 2由 A发送给 E:
? 检查 E的网络地址
? E 在 不同 网络上
? A,E 没有直接的连接
? 路由表, 到 E下一步跳的路由器
的地址为 223.1.1.4
? 链路层将分组封装在链路层帧
中发给地址为 223.1.1.4的路
由器
? 分组到达 223.1.1.4
? 继续 …..
misc
fields 223.1.1.1 223.1.2.3 data
主讲人,西安交通大学 程向前 第 5讲 网络层之一 5a-26
分组旅行的过程
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
A
B
E
分组到达了 223.1.1.4,而
信宿为 223.1.2.2
? 查找 E的网络地址
? E 与路由器的 223.1.2.9接口在
同一 网络中
? 路由器,E 直接连接
? 链路层将分组放入链路帧经过地
址为 223.1.2.9的接口发送到
223.1.2.2
? 数据分组到达 223.1.2.2!!! (万
岁 !)
misc
fields 223.1.1.1 223.1.2.3 data network router Nhops interface223.1.1 - 1
223.1.1.4
223.1.2 - 1 223.1.2.9
223.1.3 - 1 223.1.3.27
Dest,next
