思維導圖

一、 概述

功能：將源端產生的數據包（分組）一路送達到目的機

1. IP協議：

• IP地址（定位目的機）
• IP分組（解決信息的封裝）
• IPv6（新一代的IP協議）

2. 路由選擇協議：

• 距離矢量路由選擇協議（實例：RIP）
• 鏈路狀態路由選擇協議（實例：OSPF）

3. 其他協議

• ARP
• ICMP
• CIDR
• NAT

源機和目的機之間的網絡

• 數據報網絡：提供無連接的服務
• 虛電路網絡：提供面向連接的服務
• 

二、IP技術

IP的任務：提供一種盡力而為（best-effort）地把數據從源端傳輸到接收方的方法

被路由的協議

• IP地址
• IP分組/報

分類：A、B、C、D、E

A類

B類

C類

D類：組播；E類：科研

保留地址

• 網絡地址——主機部分全部為0
• 廣播地址——主機部分全部為1
• 32位全為0——這個主機、這個網絡；路由表中默認路由的目的地址
• 32位全為1——泛洪廣播地址（Flood Broadcast），防止廣播風暴，退化成本地廣播
• 127.0.0.0 環回地址（ Lookback Network）
• 127.0.0.1 本機（ Lookback test）
• 169.254.0.0 非正常地址

子網規劃

主/邊界路由器

• 負責和外部聯系
• 了解內部網絡結構的機制：子網掩碼
• 

目的IP地址與子網掩碼按位與，得到網絡地址，即路由表的查找路口

從主機位借位來創建子網，把大網絡劃分為小網絡

IP尋址與MAC尋址比較

• IP尋址：找到目的機所在的網絡
• MAC尋址：通過MAC地址定位到目的機
• 通常先通過IP尋址找到目的網絡，再通過MAC尋址找到目的機
• 
• 

路由器處理過程

過程

IP報文

協議版本：

報頭長度：

區分服務：

數據報總長度：

數據報標識號：

標誌、分片偏移：

生存時間：

用戶協議：

報頭校驗和：

源、目的IP地址：

數據報選項：

填充：和選項一起，構成32的整數倍

WireShark：報文抓取工具

IPv6

解決目標：

• 支持幾十億臺主機
• 縮減路由表的規模
• 簡化協議，讓路由器可以更快地處理分組
• 提供比IPv4好的安全性
• 更加關註服務類型（尤其是實時數據）
• 允許通過指定範圍來支持組播傳輸
• 允許主機在不改變地址的情況下能夠漫遊
• 允許協議具有拓展性
• 新老協議共存多年

IPv6地址

表示：

• 每個16位組轉換成對應的4位十六進制數表示 如：FE80
• 地址前綴長度用“/xx”的形式放在地址的後面 如：1::1/64
• 省略前導0
• 忽略全0，雙冒號只能有一個

地址分類

• 單播地址（Unicast Address）
• 組播地址（Multicast Address）
• 任播地址（Anycast Address）

特殊地址

鏈路本地地址——單播地址

只用在鏈路—本地中（Link-Local）

本地鏈路地址由兩大部分構成

• 前64位：FE80:0:0:0
• 後64位：EUI-64地址（由MAC地址生成）
  
  • MAC地址（48位）切成兩半　　
  • 中間加上16位（15個連續1和1個0）　　
  • 64位地址的高位數起第七位變為1　　

可聚合全球單播地址

怎麽做到即插即用？

InterfaceID由三種方式生成

• 手工配置
• EUI-64地址
• 隨機生成

DHCPv6：Dynamic Host Configuration Protocol

IPv6分組

基本報頭、拓展報頭和上層協議的關系

IPv6的過渡技術

• 雙協議棧（Dual Stack）
• 隧道（Tunnel）
• 地址轉換技術

隧道技術

翻譯/轉換技術

• IPv4與IPv6的相互轉換

第五章 網絡層