第4章　互　联　网

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1、第4章　互　联　网4.1网际互连协议4.2IP路由协议4.3多协议标签交换4.4IP网络的组网和规划基于TCP/IP的Internet已逐步发展成为当今世界上规模最大、拥有用户和资源最多的一个超大型计算机网络，TCP/IP也因此成为事实上的工业标准。IP网络正成为当今网络的主流。IP网络是由通过路由设备互连起来的IP子网构成的，这些路由设备负责在IP子网间寻找路由，并将IP分组转发到下一个IP子网。本章主要讨论IP的核心技术，包括IP编址、IP数据报的转发机制和IP路由技术，并在此基础上，讨论IP网络的组网和规划。4.1网际互连协议4.1.1IP编址IP地址是一种层次地址，它携带关于

2、对象的位置信息。互联网在概念上分为3个层次：主机层、网络层和互联网层，IP地址正是对互联网层次的反映，它由网络号和主机号构成，如图4.1所示。这种结构便于我们在Internet上寻址。IP编址方法共经过了3个历史阶段，即传统的分类地址、子网的划分和无类编址。图4.1IP地址结构4.1.1IP编址1．传统的分类地址32bit的IP地址（IPv4）被划分成网络号和主机号两部分。Internet定义了5类IP地址，如图4.2所示。其中A，B，C为基本类地址，分别代表不同规模的网络。D类地址用于组播，E类地址为保留地址。其分类应用如表4.1所示。为了方便用户识别，目前的IP地址格式采用十进制

3、小数点格式。32位的二进制IP地址被划分成4个字节，每个字节被转换为等效的十进制数，范围在0～255。于是，IP地址标识为d1.d2.d3.d4（如171.25.92.45）。各类IP地址块的范围如表4.2所示。4.1.1IP编址图4.2分类的IP地址4.1.1IP编址表4.1分类地址的应用地址分类网络（netid）主机数（hostid）典型的网络应用A类12716 777 214非常大的网络B类16 38365 534中规模网络,例如:LAN,企业网C类2 097 151254大量的子网D类网中的广播应用表4.2各类IP地址块的范围地　址　类网络号（netid）范围主机号（host

4、id）范围A类1～1260.0.1～255.255.254B类128.0～191.2550.1～255.254C类192.0.0～223.255.2551～254D类224～239—E类240～255—4.1.1IP编址在IP地址中，有些地址并不是用来标识网络连接的，它们具有特殊的意义。①回送地址：127.x.x.x为保留地址，用于软件测试和本机进程通信。②直接广播地址：主机号为全1，指向某个指定的网络发送广播，如171.255.255.255。③受限广播地址：32bit的IP地址为全1，只在本网段内广播。④网络地址：主机号部分为0的IP地址不分配给单个的主机（只用来指示网络，表示具

5、有某个网络号的网段）。⑤0地址：网络号为全0的地址，被解释成本网络。4.1.1IP编址2．子网的划分划分子网的方法是将IP地址的主机号部分分成两部分，高比特位部分用来标识子网，剩余部分仍然作为主机号。借用的主机比特数据不同，得到的子网的大小也不同。带子网标识的IP地址结构如图4.3所示。图4.3带子网标识的IP地址结构4.1.1IP编址为了区分一个IP地址的网络号和主机号部分，采用了子网掩码的技术。子网掩码是一个32位的二进制数，它指定了子网标识和主机号的分界点，即对应IP地址网络号和子网标识的位全部置1，主机号部分全部置0。将一个IP地址与它的掩码相“与”，得出的结果即为该IP地址

6、所在的网段。具体计算如表4.3所示。表4.3由IP地址和子网掩码计算子网地址二进制表示147.12.17.110010011000011000001000100000001B类码正常掩码255.255.0.011111111111111110000000000000000得出网段147.12.0.010010011000011000000000000000000借4bit主机位作为网络号掩码11111111111111111111000000000000子网号为147.12.16.0100100110000110000010000000000004.1.1IP编址通常划分子网的步骤如

7、下。①确定需要多少个子网。②确定需要多少个主机号来标识每个子网上的每台主机。③综合考虑子网数和子网中的主机数后，确定子网掩码。④确定标识每个子网的网络号。⑤确定每个子网上可以使用的主机号范围。4.1.1IP编址3．无类编址IETF很早就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码，即可变长子网掩码VLSM技术。在VLSM的基础上又进一步研究出无分类编址的方法，它的正式名字是无类域间路由（ClasslessInter-DomainRouting，