第12講網(wǎng)絡(luò)層(2)

1、1/,第12講　網(wǎng)絡(luò)層(2),,2/,知識(shí)回顧,網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)思想　IP地址分類(lèi),3/,本講教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),掌握MAC地址與IP地址轉(zhuǎn)換方法ARP協(xié)議掌握IP數(shù)據(jù)報(bào)格式理解IP轉(zhuǎn)發(fā)分組的方法,4/,IP 地址與硬件地址,,,,,TCP 報(bào)文,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,MAC 幀,,,,,,,,應(yīng)用層數(shù)據(jù),首部,,,首部,,,,,尾部,首部,,5/,,,,,,HA1,HA5,HA4,HA3,,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,,

2、,路由器 R1,,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),通信的路徑H1→經(jīng)過(guò) R1 轉(zhuǎn)發(fā)→再經(jīng)過(guò) R2 轉(zhuǎn)發(fā)→H2,,,,查找路由表,查找路由表,路由表應(yīng)用,6/,,,,,,HA1,HA5,HA4,HA3,,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,,,路由器 R1,,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,

3、HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動(dòng),,,,,,,,,,7/,,,,,,HA1,HA5,HA4,HA3,,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,,,路由器 R1,,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),,,,,,,,,,IP1,HA

4、1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),從虛擬的 IP 層上看 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的流動(dòng),,,,8/,,,,,,HA1,HA5,HA4,HA3,,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,,,路由器 R1,,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域

5、網(wǎng),局域網(wǎng),,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),在鏈路上看 MAC 幀的流動(dòng),,,,9/,,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP

6、 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)圖中的 IP1→IP2 表示從源地址 IP1 到目的地址 IP2 兩個(gè)路由器的 IP 地址并不出現(xiàn)在 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中,10/,,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1

7、,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,路由器只根據(jù)目的站的 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇,11/,,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路

8、層只能看見(jiàn) MAC 幀而看不見(jiàn) IP 數(shù)據(jù)報(bào),12/,,,,,,,,,,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,,,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),IP2,IP4,IP3,,,,IP5,,,,路由器 R2,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復(fù)雜的細(xì)節(jié)在抽象的網(wǎng)絡(luò)層上討論問(wèn)題，就能夠使用統(tǒng)一的、抽象的 IP 地址研究主機(jī)和主機(jī)或主機(jī)和路由器之間的通信,13/,地址解

9、析協(xié)議 ARP 和 RARP,IP 地址,物理地址,ARP,,,物理地址,IP 地址,RARP,,,14/,地址解析協(xié)議 ARP,不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用硬件地址。 每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè) ARP 高速緩存(ARP cache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。當(dāng)主機(jī) A 欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī) B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其 ARP 高速

10、緩存中查看有無(wú)主機(jī) B 的 IP 地址。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫(xiě)入 MAC 幀，然后通過(guò)局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 測(cè)試本機(jī)ARP表 Arp –ahttp://netresearch.ics.uci.edu/kfujii/Jpcap/doc/install.html，安裝和演示使用jpcap捕獲數(shù)據(jù)幀，觀察IP、MAC構(gòu)造Analyzer: A public domain network sn

11、iffer,15/,,,,,,,,A,Y,X,B,Z,主機(jī) B 向 A 發(fā)送ARP 響應(yīng)分組,主機(jī) A 廣播發(fā)送ARP 請(qǐng)求分組,ARP 請(qǐng)求,,ARP 請(qǐng)求,,ARP 請(qǐng)求,,209.0.0.5,209.0.0.6,00-00-C0-15-AD-18,08-00-2B-00-EE-0A,,我是 209.0.0.5，硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18我想知道主機(jī) 209.0.0.6 的硬件地址,,我是 209.0.0.

12、6硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0A,,,,,,,A,Y,X,B,Z,209.0.0.5,209.0.0.6,00-00-C0-15-AD-18,,,,,,16/,ARP 高速緩存的作用,為了減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量，主機(jī) A 在發(fā)送其 ARP 請(qǐng)求分組時(shí)，就將自己的 IP 地址到硬件地址的映射寫(xiě)入 ARP 請(qǐng)求分組。當(dāng)主機(jī) B 收到 A 的 ARP 請(qǐng)求分組時(shí)，就將主機(jī) A 的這一地址映射寫(xiě)入主機(jī) B 自己的 ARP 高速緩

13、存中。這對(duì)主機(jī) B 以后向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就更方便了。,17/,應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題,ARP 是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射問(wèn)題。如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上，那么就要通過(guò) ARP 找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上的某個(gè)路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器，讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)做。,18/,應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題（續(xù)）,從IP地址到硬件地址的解析是自動(dòng)進(jìn)行的，

14、主機(jī)的用戶(hù)對(duì)這種地址解析過(guò)程是不知道的。只要主機(jī)或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)已知 IP 地址的主機(jī)或路由器進(jìn)行通信，ARP 協(xié)議就會(huì)自動(dòng)地將該 IP 地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。,19/,使用 ARP 的四種典型情況,發(fā)送方是主機(jī)，要把IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。 發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址。

15、剩下的工作由這個(gè)路由器來(lái)完成。 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。 發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址。剩下的工作由這個(gè)路由器來(lái)完成。,20/,為什么我們不直接使用硬件地址進(jìn)行通信？,由于全世界存在著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。要使這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠互相通信就必須進(jìn)行非常復(fù)雜的

16、硬件地址轉(zhuǎn)換工作，因此幾乎是不可能的事。連接到因特網(wǎng)的主機(jī)都擁有統(tǒng)一的 IP 地址，它們之間的通信就像連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上那樣簡(jiǎn)單方便，因?yàn)檎{(diào)用 ARP 來(lái)尋找某個(gè)路由器或主機(jī)的硬件地址都是由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)進(jìn)行的，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是看不見(jiàn)這種調(diào)用過(guò)程的。,21/,逆地址解析協(xié)議 RARP,逆地址解析協(xié)議 RARP 使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其 IP 地址。這種主機(jī)往往是無(wú)盤(pán)工作站。 因此 RARP協(xié)議目前已很少使用。,22/,IP

17、數(shù)據(jù)報(bào)的格式,一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部的前一部分是固定長(zhǎng)度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變的。,23/,固定部分,可變部分,,,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),區(qū) 分 服 務(wù),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢

18、 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,24/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片

19、 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),1. IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的固定部分中的各字段,25/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí)

20、 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),26/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志

21、,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),27/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,

22、版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),28/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,

23、24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),29/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,

24、16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),區(qū) 分 服 務(wù),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,標(biāo)志(flag) 占 3 位，目前只有前兩

25、位有意義。標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF ? 1 表示后面“還有分片”。MF ? 0 表示最后一個(gè)分片。標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有當(dāng) DF ? 0 時(shí)才允許分片。,,,30/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填

26、 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),31/,,偏移 = 0/8 = 0,,,,,,,,,,,偏移 = 0/8= 0,偏移 = 1400/8 = 175,偏移 = 2800/8 = 350,,,,,,,,1

27、400,2800,3799,2799,1399,3799,需分片的數(shù)據(jù)報(bào),,數(shù)據(jù)報(bào)片 1,首部,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)部分共 3800 字節(jié),首部 1,首部 2,首部 3,,字節(jié) 0,數(shù)據(jù)報(bào)片 2,數(shù)據(jù)報(bào)片 3,,1400,,2800,,,字節(jié) 0,【例4-1】 IP 數(shù)據(jù)報(bào)分片,32/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo)

28、 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,生存時(shí)間(8 位)記為 TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過(guò)的路由器數(shù)的最大值。,,,區(qū) 分 服 務(wù),33/,,

29、首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù)

30、,34/,,,,,運(yùn)輸層,網(wǎng)絡(luò)層,,首部,,TCP,,UDP,,ICMP,,IGMP,,OSPF,,,,,,數(shù) 據(jù) 部 分,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),35/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字

31、 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),36/,,發(fā)送端,接收端,16 位,字 1,16 位,字 2,16 位,字 n,…,…,,,數(shù)據(jù)報(bào)首部,,,IP 數(shù)據(jù)報(bào),,,,,,,,,,,,,16 位,字 1,16 位,字 2,16 位,字 n,…,…,,,數(shù)據(jù)部分,,,37/,校驗(yàn)和計(jì)算方法,采用的都是將數(shù)據(jù)流視為16位整

32、數(shù)流進(jìn)行重復(fù)疊加計(jì)算。發(fā)送方為了計(jì)算檢驗(yàn)和，首先把檢驗(yàn)和字段置為0。然后，對(duì)有效數(shù)據(jù)范圍內(nèi)中每個(gè)16位進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和，結(jié)果存在檢驗(yàn)和字段中，如果數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為奇數(shù)則補(bǔ)一字節(jié)0。接收方當(dāng)收到數(shù)據(jù)后，同樣對(duì)有效數(shù)據(jù)范圍中每個(gè)16位數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制反碼的求和。由于接收方在計(jì)算過(guò)程中包含了發(fā)送方存在首部中的檢驗(yàn)和，因此，如果首部在傳輸過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何差錯(cuò)，那么接收方計(jì)算的結(jié)果應(yīng)該為全0或全1(具體看實(shí)現(xiàn)了,本質(zhì)一樣) 。如果結(jié)果不是全0或

33、全1，那么表示數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。,38/,,首部,,,,,,,,,,,,,,,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 檢 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,位,首部長(zhǎng)度,數(shù) 據(jù) 部 分,固定

34、部分,可變部分,,區(qū) 分 服 務(wù),39/,IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的可變部分,IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來(lái)支持排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等措施，內(nèi)容很豐富。選項(xiàng)字段的長(zhǎng)度可變，從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等，取決于所選擇的項(xiàng)目。增加首部的可變部分是為了增加 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的功能，但這同時(shí)也使得 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部長(zhǎng)度成為可變的。這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開(kāi)銷(xiāo)。實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。,40/,IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程,

35、有四個(gè) A 類(lèi)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)?？梢韵胂瘢舭茨康闹鳈C(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。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。,41/,,,網(wǎng) 110.0.0.0,網(wǎng) 440.0.0.0,網(wǎng) 330.0.0.0,網(wǎng) 220.0.0.0,10.0.0.4,40.0.0.4,30.0.0.2,20

36、.0.0.9,20.0.0.7,,,,,,,,,目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò),下一跳地址,,,,,20.0.0.0,30.0.0.0,10.0.0.0,40.0.0.0,20.0.0.7,30.0.0.1,直接交付，接口 1,直接交付，接口 0,路由器 R2 的路由表,30.0.0.1,,,10.0.0.4,40.0.0.4,30.0.0.2,20.0.0.9,20.0.0.7,,,,,,,30.0.0.1,鏈路 4,鏈路 3,鏈路 2,鏈路 1

37、,R2,R3,R1,0,1,R2,R3,R1,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）,42/,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，這樣做的結(jié)果是：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）。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。,43/,,,,,特定主機(jī)路由,這種路由是為特定的目的主機(jī)指明一個(gè)路由。采用特定主機(jī)路由可使網(wǎng)絡(luò)管理人

38、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。,,,44/,默認(rèn)路由(default route),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。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。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。如果一個(gè)主機(jī)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。

39、,45/,,,,,,,,N1,R1,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,,N2,R2,,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。,46/,,,,,必須強(qiáng)調(diào)指出,IP 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

40、 IP 地址”。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。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。,,,47/,,,,,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

41、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)發(fā)分組出錯(cuò)。,,,48/,小結(jié)