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  • 网络层之划分子网以及构造超网 首先了解到ip数据报中首部检验和:首部检验和只检验数据报首部,奴检验数据部分数据报首部固定长度为40个字节,但是数据部分过多,部检验数据部分可减少工作量。在发送端,将数据...

    网络层之划分子网以及构造超网

    • 首先了解到ip数据报中首部检验和:首部检验和只检验数据报的首部,奴检验数据部分数据报的首部固定长度为40个字节,但是数据部分过多,部检验数据部分可减少工作量。在发送端,将数据报的首部全度以二进制形式表示,把首部检验和字段置零,然后全部相加,相加之后取反码,再将该数值写入检验和字段。在接收端,将数据报首部全部写成二进制样式,然后相加再取反码,若结果为0,则表示正确,若结果不为零,则丢弃该数据
    • ip层转发分组过程:<1>从数据报首部取出源地址,然后通过计算得到目的网络号。<2>若该网络与该路由直接相连,则直接交付。<3>若该网络不与路由器直接相连,则查看目的网络是否为特定主机路由,若是,则把数据报装发给指定的下一跳路由。<4>如果不是,那么看路由表中是否有到达目的网络号,若有,则将数据报转发给下一跳特定主机路由。<5>若没有,则转发到默认路由。<6>否则,报告分组转发错误。

    划分子网以及构造超网

    • 划分子网
      二级ip地址利用率较低以及不灵活,所以才划分子网。而划分子网又称为三级ip地址,因为多了一个子网号(该子网号是借主机位来划分的)。
      如将一个B类ip地址145.13.0.0划分为三个子网:145.13.3.0,145.13.21.0,145.13.7.0。这是借了主机位八位,那么主机位只有八位了。
      在划分子网之后,本网络之外的看到的还是一个网络,而不能看见有三个子网,那么这就引入了ip数据报的转发问题。
      ip数据报转发问题引入子网掩码,子网掩码表示方法是通过把主机位都为0,网络位都为1来表示的。例如,145.13.3.0,那么这是一个二级ip地址,且是一个具有八位子网号的ip地址,则其子网掩码为:11111111 11111111 11111111 00000000,若它只是一个二级ip地址,尚没有划分,那么其子网掩码为:11111111 11111111 00000000 00000000。通过把ip地址按二进制展开然后与子网掩码按位与即可得到子网的网络地址划分子网虽然增加了灵活性,但是却减少了连在网络上的主机数。
    • 无分类编址CIDR(构造超网)
      无分类编址的IP地址由两部分组成,即网络前缀以及主机号,所以构成超网是将三级ip地址又回到了二级ip地址
      那么该具体如何表示,利用斜线记法,又称为CIDR记法。即在ip地址后面加一根/即可,而/后面的数字是网络前缀转换成二进制子网掩码为1的个数,即网络前缀的个数。例如:128.14.35.7/20,那么该ip地址表示成子网掩码为:11111111 11111111 1111 0000 0000000。
      那么为什么它就能够构成超网呢?其实很简单,就是把后面的主机位按最小到最大的顺序排列出来就是它的所有ip地址,统称为地址块。例如:128.14.35.7/20,其最小值为128.14.32.0/20(10000000 00001110 00100000 00000000),最大值为128.14.47.255(10000000 00001110 00101111 11111111)。
      在路由器表中,通过路由聚合可以用一个项目表示传统路由的多个ip地址,所以路由聚合又称为构成超网
      那么我们又遇到了和划分子网一样的问题,ip数据报该如何晓得它转发给谁呢,它要到达的目的网络地址需要通过哪些路径呢?我们引入了最长前缀匹配方法即接收到的数据报转换成二进制形式,然后将其与目的ip地址的子网掩码按位相与。若有多个符合,那么选择网络前缀最长的那个,即/后面数字最大的那个。例如,路由表接收到一个ip地址:206.0.71.130/22,路由表中有两个ip地址:206.0.68.0/22,206.0.71.128/25,那么将206.0.68.0/22分别与路由表中的两个ip地址的子网掩码相与。
      206.0.68.0/22和206.0.68.0/22(11111111 11111111 11111100 00000000)=206.0.68.0/22(符合),再与下一项进行同样操作发现也符合,那么我们应该选择/25那项,因为它的前缀最长
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  • 目录 ... 划分子网的由来 主要是分类IP地址存在诸多缺点,不...从其他网络发来的IP数据报,仍然根据IP数据报的目的网络号net-id,找到本网络的路由器,此路由器收到IP数据报后,再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到

    目录

    https://blog.csdn.net/weixin_45792450/article/details/109218801


    划分子网的由来

    主要是分类IP地址存在诸多缺点,不满足实际需求


    划分子网的方法

    IP地址=网络号+主机号

    现实中往往主机号过多,故可在主机号借若干位作为子网号

    此时IP地址=网络号+子网号+主机号

    从其他网络发来的IP数据报,仍然根据IP数据报的目的网络号net-id,找到本网络的路由器,此路由器收到IP数据报后,再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到目的子网


    子网的识别:子网掩码

    数据包到达主网后,需要识别子网,此时单独依靠原IP地址已经无法完成工作,故有子网掩码,如下:


    使用子网掩码的分组转发过程

    1. 收到分组P,依据其首部提取目的IP地址D
    2. 利用与该路由器直接相连的所有子网的子网掩码依次计算对应子网号
    3. 若存在匹配,则直接交付,否则转4
    4. 查询路由表,若存在D的特定路由,则转发给指定的下一跳路由,否则转5
    5. 对路由表中的每行子网掩码和 D 逐位相“与”,若其结果与该行的目的网络地址匹配,则将分组传送给该行指明的下一跳路由器;否则执行6
    6. 转发给默认路由,否则报错

    简单总结:找直接子网,找具体地址路由,找间接子网,默认转发


    CIDR构造超网

    CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 无分类域间路由

    CIDR编址方法示例:128.14.35.7/20 表示该地址的高20位是网络前缀

    CIDR的主要特点:

    • 消除传统A类、B类和C类地址以及划分子网的概念
    • 使用各种长度的网络前缀来代替分类地址中的网络号和子网号
    • IP地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址
    • 网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成CIDR地址块


    CIDR的进一步说明

    CIDR不使用子网,但仍使用地址掩码这一名词

    例:/20的地址掩码是:11111111 11111111 11110000 00000000

    一个 CIDR 地址块可以表示很多地址,这种地址的聚合称为路由聚合,也称构造超网

    路由聚合的好处:路由表中的一个项目可以表示很多个(例如上千个)原来传统分类地址的路由,可以减少路由表中表项个数,并减少路由器间交换的路由信息量

    其他记法:网络前缀后跟星号 * 的表示方法,如 0000101000*

    CIDR路由查找

    使用CIDR时,路由表中的表项中的目的网络地址由固定长度变成了变长的网络前缀

    最长前缀匹配原则

    在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果,从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由,因为网络前缀越长,其地址块就越小,因而路由就越具体

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  • 划分子网和构造超网(二)

    千次阅读 2014-04-17 14:39:01
    (1)从收到数据报首部提取目的IP地址D。 (2)先判断是否为直接交付。对路由器直接相连网络逐个进行检查:用各网络子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),看结果是否和相应网络地址匹配。若匹配,则把...

    使用子网时分组的转发


    使用子网划分后,路由表必须包含以下三项内容:目的网络地址子网掩码下一跳地址


    在划分子网的情况下,路由转发分组的算法如下:

    (1)从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。

    (2)先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查:用各网络的子网掩码和D逐位相“与”(AND操作),看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配,则把分组进行直接交付(还需把D转换成物理地址,把数据报封装成帧发送出去),转发任务结束。否则就是间接交付,执行(3)。

    (3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。

    (4)对路由表中的每一行(目的网络地址、子网掩码、下一跳地址),用其中的子网掩码和D逐位相“与”(AND),其结果为N。若N与该行的目的网络地址匹配,则把数据报传送给该行指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。

    (5)若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)。

    (6)报告转发分组出错。


    Ps:可以和没划分子网的情况比较下,发现大体的流程是不变的:提取IP地址、判断是否在同一网络、判断是否有特定路由、判断间接交付、判断是否有默认路由。

    只是没有和子网掩码的“与”操作而已~


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  • 划分子网: 对外表现为一个网络(网络号不变),对内表现为多个子网(网络号为原网络号+子网号) ...1.从数据报首部提前目的主机IP地址D 2.判断是否直接交付,对路由器直接相连网络逐个检查,用

    划分子网:

    对外表现为一个网络(网络号不变),对内表现为多个子网(网络号为原网络号+子网号)




    子网掩码:1对应网络号0对应主机号

    划分子网增加了灵活性,却减少了能够连接在网络上的主机总数


    分组转发算法

    1.从数据报首部提前目的主机IP地址D

    2.判断是否直接交付,对路由器直接相连的网络逐个检查,用各网络的子网掩码和D逐位相与,看结果是否和相应的网络地址匹配。是则直接交付,否则间接交付,执行3

    3.若路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则依此进行下一跳,否则执行4

    4.对路由表中的每一行,用其中的子网掩码和D逐位相与,结果为N,若N与该行的目的网络地址匹配,则交付,否则执行5

    5.若路由表中有默认路由,则依此进行下一跳,否则执行6

    6.报错


    例子:



    无分类编址CIDR(构造超网)

    CIDR的两大特点

    1.消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念

    IP地址 ::={<网络前缀>,<主机号>}

    CIDR还使用斜线记法即在IP地址后面加上斜线/,然后写上网络前缀所占位数。

    2.CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。只要知道其中任一地址,即可获得该地址块的起始(最小),最大地址,及地址数。

    例如:





    由于一个CIDR地址块中有很多地址,所以在路由表中利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合常称为路由聚合,也成为构成超网



    最长匹配前缀

    使用CIDR,IP地址由网络前缀和主机号这两个部分组成,故路由表的项目应变为网络前缀和下一跳地址。但是在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果,那么应当选择哪一条呢?

    应当选择匹配结果中具有最长网络前缀的路由


    使用二叉线索查找路由表

    使用CIDR后,由于要寻找最长前缀匹配,使路由表的查找过程变的更复杂(以前只要找到匹配即可,现在必须全部查找以确定最长匹配),为方便查找,通常是把无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中,然后自上而下地按层次查找。

    最长用二叉线索




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构造超网的目的