计算机网络与因特网017

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1、下载第17章协议地址联编17.1概述第16章介绍了如何利用IP寻址方案来为主机和路由器指定高级协议地址。由于这些IP地址是由软件维护的，因此它们只是些虚的地址。也就是说，局域网或广域网并不知道一个IP地址前缀与一个网络的关系，也不知道一个IP地址后缀与一台特定计算机的关系。更为重要的是，通过一个物理网络进行传送的帧必须含有目的地的硬件地址（记得硬件地址是物理地址的同义词）。因而，软件在发送一个包之前，必须先将目的地的IP地址翻译成等价的硬件地址。这一章我们将介绍实现这种地址映射的三种通用机制，并用实例说明每种机制是如

2、何实现IP地址翻译的。其中第一种机制主要用于广域网，依赖于一张包含地址翻译所需信息的表。第二种机制利用一个数学函数来实现翻译过程。第三种机制最有意思，因为它利用了一种分布式计算，其中涉及到两台计算机通过网络进行消息交换。17.2协议地址和包传递当一个应用程序产生了一些需要在网络上进行传输的数据时，软件会将数据放进含有目的地协议地址的包中。每个主机或路由器中的软件使用包中的目的地协议地址来为此包选择下一站。一旦下一站选定了，软件就通过一个物理网络将此包传送给选定的主机或路由器。为了提供单个大网络的假象，软件使用IP地址

3、来转发包，下一站地址和包的目的地址都是IP地址。不幸的是，通过物理网络的硬件传送帧时，不能使用IP地址，因为硬件并不懂IP地址。相反，帧在特定物理网络中传输时必须使用该硬件的帧格式，帧中所有地址都用硬件地址。因此，在传送帧之前，必须将下一站的IP地址翻译成等价的硬件地址。概述如下：协议地址是由软件提供的抽象地址，物理网络的硬件并不知道如何根据协议地址来定位一台计算机。在传送包之前，下一站的协议地址必须先被翻译成一个等价的硬件地址。17.3地址解析将一台计算机的协议地址翻译成等价的硬件地址的过程叫地址解析（addres

4、sresolution），即协议地址被解析（resolved）为正确的硬件地址。地址解析限于一个网络内，即一台计算机能够解析另一台计算机地址的条件是这两台计算机都连在同一物理网络中—一台计算机无法解析远程网络上的计算机的地址。例如，考虑图17-1所示的简单的互联网。图17-1一个简单的互联网。其中，路由器R和R连接了三个物理网，每个网络连有两台主机。12一台计算机只能解析连在同一个物理网络上的计算机的地址138计计计算机网络与因特网下载图中，主机A和B连在同一个物理网络上。如果主机A上的一个应用程序向主机B上的一个应

5、用程序发送数据，该应用程序使用B的IP地址作为目的地。A上的协议软件将B的IP地址解析为B的硬件地址，并利用此硬件地址直接发送帧。地址解析总是局限于单个网络中。在图中，如果主机A上的一个应用程序要送消息给位于远程网络中的主机F上的一个应用程序，主机A上的软件将不解析F的地址。A上的软件首先确定了包必须经过路由器R，因而就解析R的地址，并将包发给R路由器。R上的软件能够确定1111包必须发给R，因而解析R的地址，并将包发给R。最后，R收到这个包，判断出目的地F连在2222最右的物理网络上，因而解析F的地址，然后将包发送

6、给F。这个例子说明了，每台计算机在发送包之前都要先解析下一站的地址。概述如下：协议地址和硬件地址之间的映射过程叫地址解析。主机或路由器在需要向同一物理网络上的另一台计算机发送数据时解析地址。一台计算机无法解析远程网络上的计算机地址。17.4地址解析技术在将协议地址翻译成硬件地址时，软件使用了什么算法呢？这依赖于使用的协议和硬件编址方案。例如，将IP地址解析为以太网地址的方法与将IP地址解析为ATM地址的方法不同，因为以太网编址方案与ATM的编址方案是不同的。更重要的是，由于路由器或多穴主机能同时连到多种类型的物理网络

7、上，这样的一台计算机可能使用多种地址解析。因此，连到多个网络上的一台计算机可能需要多个地址解析模块。地址解析算法可分为三大基本类：¥查表（Tablelookup）。地址联编或映射信息存储在内存当中的一张表里，当软件要解析一个地址时，可在其中找到所需结果。¥相近形式计算（Close-formcomputation）。仔细地为每一台计算机挑选协议地址，使得每台计算机的硬件地址可通过简单的布尔和算术运算得出它的协议地址。¥消息交换（Messageexchange）。计算机通过网络交换消息来解析一个地址。一台计算机发出某个地

8、址联编的请求消息后，另一台计算机返回一个包含所需信息的应答消息。以下几节将详细解释这三种基本方法，并描述每种方法适用的硬件类型。17.5查表法地址解析查表方法需要一张包含地址联编信息的表，表中的每一项是一个二元组（P，H），P是协议地址，H是指等价的物理地址。图17-2给出了互联网协议的一个地址联编例表：图中的每一项对应于网络中的一个站。项包含