2022年网络层地址 .pdf

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1、下载第9章网络层地址本章主要讲述不同网络层协议的地址结构，包括I P、I PX 、I PV 6、C LNP、A ppl eTa lk和D ECnet。对上述这些协议的理解有助于更好地理解I P协议。目前，对这些协议有些这样或那样正确的或错误的认识。但无论怎样，最重要的是从中吸取好的或坏的经验教训，以便能为将要制定的协议提供借鉴。比如，I Pv6就曾借鉴了 I PX和C LNP的思想。不过，尽管目前大家将目光都投向 I Pv4协议。但其他协议仍存在，仍有必要对其他协议加以收录。所有无连接网络层协议的主要区别在于地址的大小，除此之外其他没什么太大的不同。只要将源端地址和目的地址装入包内，然后发送出

2、去，就万事大吉了。另一个比较有意思的问题是，所说的地址是节点的地址还是节点的接口地址。比如，I P（以及I PX、I pv6和A ppleTa lk等）的地址就表示节点的接口地址，而非真正意义上的节点地址。所以，对于每条链路而言，连接到多条链路上的节点的地址都不同。这就有点类似于一个建在拐角的房屋，它的门冲着两条街道，比如，路由器大道和网桥大道(见图 9 -1)。 理论上，这个房子就有两个地址：一个是11 0号路由器大道；另一个是3 1号网桥大道。相反， C LNP和D ECnet使用的是节点地址，而不是节点的接口地址(在一个区域内 )，因此有多条链路的一个节点有单个网络层地址(只要所有链路在

3、同一个区域)。图9-1 单个节点的多个地址另一个就是构筑地址方式，无论是在端节点还是在L AN服务器上，或是即插即用。我认为，对于即插即用问题，A ppleTa lk解决方式最富创新。9.1 有固定边界的分层地址一个网络中，如果有多个目的地，路由就被设计成分层的。从某种意义上讲，网络被分成许多小片。地址的一部分表示网络的目的地址，另一部分是用来区分片内的目的地址。路由器 Rd.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - 邮

4、政服务就利用层次地址。地址的一部分表示信件所要去的国家，当信件到达那个国家后(比如美国 )，表示州的那部分地址就起作用了，等信件被正确递送到那个州后，那个州的城市地址就起作用了。类似的如街道号、名字，等等。这里的所有协议的网络层地址也是分层的。相反，由于路由的原因，IEEE 802 地址不是分层的。尽管， IEEE 802 地址看起来似乎是分层的，主要是因为称作O UI.的首部的三个字节，这些分层地址主要是为了分配地址的方便。根据它的O UI 不能推断 L A N节点所处的位置。基于IEEE 802 地址（如网桥站学习）的任何类型的路由视每个地址为4 8位数值。如果 8 02地址是地理上分层的

5、，则网桥视所有的站点处在同一个位置。这些站点首部字节等于X。利用有固定边界的分层地址（和自由边界相反），可以将一个大的网络划分成块，我称之为第1层子网。在第 1层子网内，能路由至各个节点和链路的路由器称为第1层子网路由器。第2层子网路由只关心第1层子网在哪里，对其内部细节并不关心。如果第1层子网的大小易管理，第1层子网的路由工作也易处理。如果没有太多的第1层子网，第 2层子网路由工作也易处理。第2层子网路由也会参与一个或更多个第1层子网的路由工作。在这种情况下，第2层子网路由器有必要知道第 1层子网和第 2层子网的内部细节。如果有好多第1层子网，就可以将它分成第2层子网及能路由至第 2层子网的

6、路由器 3。一个有固定层次的网络的地址如图9 -2所示。图9-2 有三层的分层地址三层地址有三个组成部分，比如3 7.91.12，3 7代表第 2层子网， 9 1代表第 1层子网， 1 2代表第1层子网 3 7.91的端节点 (见图9 -3和图9 -4)。图9-3 第2层子网图9-4 第1层子网9.2 有活动边界的分层地址有些网络层协议，如I P、 I PX和C LNP，可以有任意层次；除了处于最低层的固定地址，它1 36网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载第2层子网第1层子网端节点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

7、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - 们并不为每一层保留部分地址。基本思想是假定用逻辑方式分配地址，将网络的一部分用一个圆包围，你就可以汇总所有可达到的地址。然后可以用更大的圆包围更大一部分网络。路由不必知道是在子网层3还是在子网层 1 7工作。对于诸如“第1 4层子网”、 “第 1 3层子网”等等的地址并没有固定的字段。地址汇总仅是地址的前缀。通常前缀越短，层次越高，因为与5 *匹配的地址要比与 5 8493748* 匹配的地址多。举例说，由里向外构建网络。有一个拥有所有地址的主干网。假设允许不同的供应

8、商连接，并给供应商分配地址块，由供应商将每个地址块分给用户。用一个前缀定义一个地址块，就意味着块内的所有地址以相同的数开始(见图9 -5)。图9-5 地址的层次分配主干网分配 5 * 、7 *和3 1* 三个地址块给供应商，然后由他们再分给用户。骨干网的路由表很小，因为它只需要知道三个前缀5 * 、 7 * 和3 1* 。拥有地址块3 1* 的供应商分给他的用户地址块3 185* 、3 19*和3 17* 。有地址块 3 17* 的用户再将网络分成3 174*、3 17482* 和3 17483* 。路由器不需要知道在它下面有多少层，层的边界位置在地址中无固定的位置。前缀的长度也没有特别的限制

9、。如果供应商因有许多用户而需要大块地址，那么，就需要有较短的前缀（对于固定长度，比如6个数字，以 5开始要比以 5 1827开始有更多的数）。9.3 自有地址和租用地址要使路由表变小，相应的地址也应合理布局。这就类似于电话号码，如果你搬到不同的地方，当然需要更改你的电话号码。起初，人们是向 I ANA申请I P地址的 ( IA NA负责分发 I P地址块和各种协议字段中的编号管理)。后来他们就认为那些地址块是他们自己的。可是人们在使用因特网时，却发现路由表变得越来越大，而且要使得这样的I P地址块可聚集 即在某一个范围内，拓扑结构上的地址是相互邻近的也是不可能的。这就类似于向一个中心申请一个电

10、话号码，该中心可以按照处理要求的顺序以序号分发号码。比如某个在佛罗里达的人得到1号，某个在科罗拉多的人得到2号，某个在威斯康星的人得到3号，某个在亚特兰大的人得到4号等。这种分法依据他们要求的先后顺第9章网络层地址1 37下载主干网名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - 序，而不是因为在拓扑中是否有意义。因此，人们应该用基于供应商的编址。也就是说，从I SP(因特网服务供应商 )获取地址块。但人们并不喜欢基于供应商编址

11、，主要是因为一旦他们选择不同的供应商，也就随之要改变地址。对于 I P来讲，重编号是很痛苦的，要涉及许多配置问题。但假如你别无选择的话，就必须学会去处理。或者可以发明类似于NAT(网络地址翻译器，见9 .12节)的组装。9.4 地址类型当提到地址时，人们通常会用到下列术语：? 单播 : 为单个节点设置的。? 组播 : 为一组节点设置的。? 广播 : 为所有节点设置的。这么分没有什么意义。实际上，广播和组播是一样的。如果每个人恰好侦听到一个组播，那是正好。由于无法规定让每个人都侦听某件事，因此只能仅仅是组播。? 任意播 : 为一组节点中的任意一个节点设置。至于哪一个节点接受包无关紧要。通常，包被

12、递送到侦听到的最近的节点的地址。这类地址对到达能提供某类服务的节点是有用的。9.5 IP书中用到的术语I P，是指 I Pv4。它定义在 RFC 791 。在 I P中，网络层地址有4个字节长。地址的一部分表示链路号；另一部分表示链路上的系统，在I P术语中是指主机。对于链路并没有明确的术语。或许可以用子网这个词，但这个词也不精确，因为链路号在I P中包含两个字段：网络和子网。后面的内容将会使上述概念更清晰。I P地址如图 9 -6所示。图9-6 IP地址哪一位属于链路字段、哪一位属于主机字段并不固定，相反对网络中的每个链路，字段位是不同的。对于节点而言，了解哪一位对应链路部分、哪一位对应于主

13、机部分这很重要。对于 I P网络中的每个链路，由规划网络的人分配链路号及链路号的对应位。一个链路(如L AN)有一个链路号和表示链路号的对应位的掩码。如图9 -7所示。在这种情况下，最左边的1 8位等于 111 010000101010101，最右边的 1 4位用于区分链路的连接。图9-7 链路号和掩码1 38网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载链路主机掩码链路号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 21 页 - - - - - - - -

14、 - 理论上， I P允许掩码中的 1是不连续的，表示链路号不必连续。但这很有可能会造成模棱两可的地址 (一个地址可能表示不止一条链路)，使人混淆，而且这也会导致无效路由。因为路由器要识别目的地链路要付出一定的代价。实际上，路由器厂商并不赞同不连续的子网掩码。所以，我们可以考虑链路地址作为前缀。链路上的每个节点必须知道掩码及它自己的I P地址。可以将一个节点的IEEE 802地址放在一个节点的 R OM中。而且不管这个节点连接在在网络中的哪个地方，这个地址总是可用的。I P地址却不能这样，主要是因为一个节点必须获得一个与链路地址（掩码中有1的地址部分）相匹配、而且不同于某条链路的任何其他节点的

15、I P地址。一般地讲，I P节点可用 I P地址和掩码配置，或者用 B O O T P 协议（ R F C 9 5 1 ）、D H C P 协议（ R F C 1 5 3 1 ）以及并不常用的协议R A R P（R FC903）来获得地址信息。通常以局域网地址（储存在节点的R OM中）和 B OOTP服务器地址这些初始信息开始。假定B OOTP服务器要知道某条链路的节点的I P地址和掩码， B OOTP服务器将I P地址和掩码告知链路的端节点。起初，在 I P中，链路号和主机号的边界划分并不太灵活。而且链路也被看作是一个网络。边界可以是第一个字节，或者是第二个、第三个字节。如果地址中最左边的那

16、一位是0，边界就是第一个字节，这种地址被称为A类地址。如图 9 -8所示。图9-8 A 类地址如果地址中最左边的2位是 1 0，边界就是第二个字节，这种地址被称为B类地址。如图 9 -9所示。图9-9 B 类地址如果地址中最左边的3位是 11 0，边界就是第三个字节，这种地址被称为B类地址。如图 9 -10所示。图9-10 C类地址在网络和主机间设定边界的思想就是子网划分的思想。最开始是假设基于A类地址的掩码最高字节的首位总是1（其余为“ 0”和“ 1” ） ，B类地址的掩码最高8位的前两位总是1， C类地址的掩码最高 8位的前 3位总是 1。子网允许 A类地址掩码有多于8个1，B类地址掩码有

17、多于16 个 1，C类地址掩码有多于2 4个1。第9章网络层地址1 39下载B. Croft, J. Gilmore,“Bootstrap Protocol”RFC 951, 1985, 9 。R. Droms,“Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机配置协议）”RFC 1531, 1993, 10。R. Finlayson, T. Mann, J. Mogul, Marvin Theimer ， “A Reverse Address Resolution Protocol（相反地址解决协议）”RFC 903(Network Information C

18、enter, SRI Jnternational, Menlo Park, Calif., 1984, 6 ） 。网络主机网络主机网络主机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - A类地址中的掩码末端的3个字节为 1的部分表示子网，B类地址中的掩码末端的2个字节为 1的部分表示子网，C类地址中的掩码末端的1个字节为 1的位对应于子网。通常I P有三个字段：网络号、子网号和主机号。比如对于B类地址，首端两个字节是网络部分，

19、末端的两个字节中与掩码中1对应的位表示子网部分。末端两个字节的其余位对应主机部分。不过，用 0构成掩码的网络地址（为了得到更多的层次）是有用的，而区分网络和子网的习惯编址方法并无多大用处。当报告一个可达到的终端时，如果全部协议都提供掩码，就不必知道是否是 A类、 B和 C类地址。最新的I P路由协议包括掩码，而旧的路由器协议（R IP，E GP和B GP的早期版本）却不包括。当报告一个可达到的终端，并且协议不包括掩码时，要根据地址是否是 A类（在这种情况下， “链路号”是第1个字节）、 B类（最初 2字节）或 C类（最初 3字节）来计算对应于链路号的地址部分。在RFC 1519 中，允许任意长

20、度的掩码、并取消类的思想称为C IDR（Classless Inter- DomainR outing，无类域间路由） 。在RFC 1519 中规定 I P地址的链路部分如同在第9 .2节所描述的那样，可以以灵活的方式获得任意层次。一些路由协议（如O SPF见1 4.4.1节）不允许有任意层，但是这种限定仅仅是为了路由协议的设计而不是由于I P地址。 O SPF在地址的链路部分的范围内允许有2层。这意味者如果你把节点部分作为另一层，O SPF就有3层。 I S-IS（见 1 4.4.1节） 、B GP（见 1 4.5.3节）和 P NNI（见1 4.4.1节）允许有任意层（见图9 -11） 。

21、图9-11 分层 IP网络9.5.1 IP 地址规定I P地址规定字段中全1表示“全部”，全0表示“这一个” 。这些规定的用法如下。(1) 用于一个主机启动时只知道自己的数据链路地址，使用R A RP、B OOTP或D HCP来找到自己的 I P地址。(2) 理论上，这用于主机通过R ARP、B OOTP或D HCP来判断自己地址的网络和/或子网部分。这并不是十分有用，因为若主机不知道链路号，就不太可能知道与该链路相联系的主机号。1 40网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

22、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - ( 3) 1表示全 1。这种目的地址表明，包需在所连接的链路上按数据链路层广播包来发送。在 I P包的源地址中使用全1是不合法、且麻烦的（但不合法并不是说不可行，尤其是在实现有错误时） 。( 4) 这表示包应被当作广播包发送给网X的全部。如果网 X实际上是划分成多个子网号的，这种地址就表示包应被当作广播包发送给所有这些子网，但没有路由协议支持这种功能。同样，使用这种网络层源地址来发送包是不合法、且麻烦的。( 5) 这表示包应传送给链路。当包到达时，它应被作为广播包传送给那条链路

23、。而且，这种形式的地址只能作为目的地址。另一种编址的约定是，用做内部主机回送测试，而不管X的值。这种形式的地址只在内部使用时合法。一个主机的 I P地址在 、和字段中都不能有 0或 1。I P地址的另一种约定用来支持I P组播（见 1 5.2节） 。一个 I P组播地址的高 4位为 111 0，称为 D类地址。如果 I P发明了某种其他形式的地址，它的高4位将是 1111（但不是第 1字节全为 1，否则这种形式与本节前面定义的某种广播地址冲突）。这种形式的地址目前称为E类地址，还没被利用。9.5.2 IP 地址文字表示I P地址标准的写法或表示方法按点分十进制表示法。例如，I P地址1 5.2

24、9.13.4如图 9 -12所示。图9-12 IP地址 15.29.13.4掩码的写法方法相同，所以，1 6位掩码将是 2 55.255.0.0。尽管我知道是0和2 55，但还是需要花费一点时间去算一个1 0位的掩码（ 2 55.192.0.0） ，而且很可能算错。或许这种表示方式较好，但我不这么认为。9.6 IPXI PX地址有 1 0字节长。首部的 4字节叫做网络部分，指定链路；末端的6字节指定链路上的节点。这就像是 1 0字节的 I P地址而不是 4字节的 I P地址，其中，掩码是4个字节的 1。只要路由协议支持I PX，I P地址的网络部分可以有自由的多层次（见图9 -13） 。图9-

25、13 IPX 地址I PX为什么在节点部分要“浪费”6个字节？一条链路决不可能有24 8个节点。主要是因为协议的简单性和自动配置。末端的6字节等于 IEEE 802 的节点地址。因为所有连接在L AN上的节点9章网络层地址1 41下载4字节6字节节点网络名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - 有R OM，且 I EEE的地址唯一，所以，I PX是真正的即插即用。节点仅仅知道其I EEE地址，通过广播向路由器快速询问某个

26、局域网的网络号。然后节点就知道其I PX地址。I PX的另一个优点是它不需要类似A RP的协议（见 11 .2.2节） 。在包到达局域网的目的地之后，就可以知道数据链路地址是包中的末端的6个字节。因为在通信中不需要A RP包和在节点上不需要A RP高速缓存，所以 I PX是自动配置的，有较低的开销。并且，它的地址空间比I P大（是 1 0字节而不是 4字节） 。9.6.1 采用唯一 ID的保密性问题从协议角度来看，I PX协议简单，开销较低，而且有一定的水准。但是，最近大家都在关注有关计算机芯片唯一I D的保密问题。并且，人们对系统的唯一I D内嵌在第 3层地址中的协议的应用仍然有争议。人们所

27、关心的是如果某人将便携式电脑接入网络，便携式电脑唯一I D能用来识别这个人，而其余地址用来表示他所处的位置。除非每次你是通过D HCP（见 11 .2.2节）得到新地址；否则， I P也存在着同样的保密性问题。如果第3层地址保持不变，唯一I D和IEEE 802 的地址或计算机芯片的标志符都是唯一的。如果你改变位置，你的I P地址也会改变；但是如果你的位置不变，则 I P地址也是唯一的。如果你通过D HCP获得新的 I P地址，只有地址低位部分将会该变（链路地址必须保持不变）。对于那些不法的企图，只需要跟踪到L AN上就足够了。如果人们在网络上想要保密，他们应该应用匿名器的方法。可以通过连接代

28、理服务器，然后再连接到某一台无法跟踪的机器。还可以分配一个难以跟踪的名字和地址或者是会话或者是更长一点。 N AT或N APT（见9 .12节）可以被看作是一个网络地址的匿名器。9.6.2 对IPX恶意的中伤由于某种原因，人们认为I PX是“不可路由的” 、 “在广域网上不起作用”或“没有利”。网络层协议 I PX实际上比 I P更好（除非是使用增量跳计数，而不是用减量跳计数）。为什么很多人总相信 I PX不好呢？有些事情他们说的也许是对的，但是，这和I PX没有关系。正如我所说的，I PX网络协议是很好的：它的地址很大，是自动配置的，且容易实现，并且，它是低开销的。但是，不幸的是，I PX协

29、议和一些令人讨厌的协议为伴，如S PX，它就像 T CP一样，只不过窗口尺寸大小为1；而 R IP，一个和它的名字由来一样不好的I P路由协议。 S AP（服务通告协议）是寻找服务的协议，我们将在11 .4.3节作更多的讨论。显然，你不可能在有很大时延的链路上利用一个窗口的运输协议获得高的性能。当然，如果路由协议是R IP，就会有很多开销。另外，S AP也是一个夸夸其谈的协议。所有这些不好的协议都可以改进和完善。R IP也能用更好的路由协议（即I S-IS的I PX特有版本N LSP）替换。 S PX能用T CP替换（并且在 I PX的首部实现 T CP） 。S AP能用目录中的广告服务替换。

30、但是，人们要么继续使用旧的I PX协议，要么总是记起I PX的不好的方面。I PX从没得到它应得的尊敬。9.6.3 IPX 地址管理最开始用 I P协议时，可以通过I ANA的登记注册处获得I P地址块。以后会证明，这种获取地1 42网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - 址的方法是错误的，并且，I P最终转向基于供应商的编址方法使得你要从你的供应商那里获取合法

31、的地址。但是，当互联网变得很大时，登记注册处就会起作用了，并且也会用到唯一的编址方法。另一方面， I PX 没有可供获取地址的登记注册处。所以，2 0世纪 9 0年代中期，尽管I PX比I P应用更广，但由于没有一个大的I PX网，没有人认为它可以用作网间协议；你只有无以数计的、但却很小的I PX 网络。因为 I PX是即插即用，而且，只需要重新配置路由器，所以把它连在网络中并不是件难事。但是一提起重编号，那些曾经历I P中重编号的人会感到很痛苦。当人们开始意识到要获取永久的、唯一的全局地址块不是一件好事的同时，出现了一个短期的地址登记注册处。登记处还定义了把I P全局地址块映射成I PX全局

32、地址块的方法。假如 I PX网络取消，就会使人们通过I SP分配的地址块重新编号，或者使用I PX +（见第 9 .7节） 。9.6.4 内部IPX网络号当有人得知我曾经在N ovell工作时，就会问： “什么是内部的网络号？”首先，我来解释一下内部网络号能解决什么问题。I PX，就像 I P一样，给每个接口分配地址。所以有两条链路的服务器就有两个地址（见图 9 -14） 。图9-14 有两条链路和两个地址的服务器在网络 4 1上，S有形如 4 1.* 的地址形式。在局域网首端，S的以太网地址是 a；在局域网末端，S的以太网地址是 b。所以， S的两个 I PX地址是 4 1.a和7 9.b，

33、服务器 S选其中之一，比如4 1.a，作为它自己的地址。用I PX运行的方式，想访问I PX地址 4 1.a的客户，会在局域网上广播它自己的信息，找寻哪个路由器能帮助它到达网4 1。最佳路由的路由器应答。R和S对4 1事件均是最佳路由，所以两个路由器都应答。C选择首先应答的路由器，并利用该路由器访问服务器4 1.a。C选择 R和S的机率是相同的。如果C选择了 R，所有发往 S的包是一跳次最优。因为C会将它发送至 R，R又将它传至局域网的首端，从那里可以到达S（当谈到这个问题时，我的第一个反应是： “果真是那样的吗？”。我对次最优路由并不感兴趣。我想，如果包都能完全到达，人们应该是很高兴的）。解

34、决方案是给 S分配一个内部网络号，比如9 2。对外界来说，图9 -14就变成图 9 -15。服务器通告其服务的地址9 2.* 通常是低的序号，比如9 2.1。C询问谁是通达网络9 2的最好的路由，只有 S应答。这技术解决了 1跳次最优问题。但是，它用光了所有网络号，并且，只有4字节的网络号的9章网络层地址1 43下载网络41网络79名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - 地址空间。 I P有4字节的地址空间，但是，网络

35、和节点共享地址空间。因为4字节的网络号仅仅是为局域网设定的，所以I PX似乎有好多的地址留给局域网。但是，因为所有的服务器都并不使用网络号，所以 I PX网络号并不见得比I P网络号多。图9-15 有两条链路和两个地址的服务器但是，真正的问题是这种方法需要额外配置。因为I PX对于用户来讲是即插即用的，所以，我非常喜欢 I PX。令人吃惊的是，我发现必须给所有服务器分配内部的网络号，甚至是对于不存在一跳次最优问题的单个链路。我提议对内部网络号进行配置。这不仅仅是因为单个链路的情况，而且是有时候用户喜欢应用一跳次最优，并保存配置（和网络号）。但是我发现用户其实并不关心网络号的配置。实际上，它是个

36、好东西。对用户来讲，让他们处理配置还是不配置时，更有可能会引起混淆。在后来的版本中，实现让服务器自己选择内部网络号。服务器可以随机选择内部网络号，查看路由表，并假定如果选择的网络随机号在路由表中不可达，那么它自己的网络号就可以安全使用。如此多的可汇集的地址！如此多路由层次，在网络的其他地方你不可能知道可达地址。如果用户真正喜欢内部网络号的配置，为什么还要考虑选择内部网络号的权利？无论如何，别让服务器任选它自己的内部网络号。顺便提一下， I P还存在着多条链路的节点有多个地址的问题。这是件麻烦事，不仅仅因为是一跳次最优问题，而且是因为一种服务对一个地址是不可达的，而对另一个不同的地址却是可达的。

37、所以，内部网络号在这种情形下是有用的。因为 C LNP和D ECnet第1层路由至节点而不是链路，所以C LNP和D ECnet没有上述问题（除非在多个区域有链路） 。因此，有多重链路的节点仍有单一的地址。9.7 IPX+I PX+是I PX协议的改进，且移动路径改为1 6字节的 I Pv6地址，它保持了 I PX的简单性和即插即用性。它解决了在站点重新编号的问题，扩充了地址的大小，并且，它并不需要修改用户网络路由器。大约在 1 994年由now-defunct IPX 咨询委员会一致通过这个协议，它是作用于I PX的一个短期的标准开放体系。起初，I PX咨询委员会还真正对协议的制定作了好多工

38、作，但后来由于卷入了市场运作，尽管会议的长度增加了，频率增多了，宴会费用加大了，然而技术问题却没有解决。再加上，所有人都认为真正需要的是I P，所以，人们决定停止对I PX协议的研究。I PX +尽管还没有被广泛地应用，但这个协议仍值得借鉴。I Pv6正在改进，人们正在进一步使它的操作模式类似于I PX+。1 44网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载网络41网络79名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 21 页 - - - - - - -

39、 - - 对于 I PX，端节点从IEEE 802 地址出发，并将其作为它的地址的底部6个字节（对于8 02L AN） 。首部的 4个I PX 字节代表网络号，是需要配置给路由器、而且能被端节点理解的网络号。I PX +将I PX地址扩展了 6字节，使总字节数达到了1 6（见图 9 -16） 。首部的 6字节从服务供应商处得到，并可被用户网络中的节点自动获悉。这样，代表“网络”部分的I PX地址的 4字节只需给路由器配置一次，而且，因为只有首部的6字节会改变，所以全部用户网能被移动到互联网的不同部分，并自动适应新网段。首部的6字节也叫做域号。图 9-16 IPX+地址对于I PX+，基本的 I

40、 PX报头不变。相反，在基本的报头后面还增加了一个附加的报头。旧路由器不检测基本报头之外的部分，并且和往常一样，它们只能根据地址的网络部分路由。为了与域外会话，源端必须足够聪明以获知额外报头和扩充地址。至少 1个网络号可用来到达边界路由器，F FFC就是留作此用途。边界路由器通告对F FFC的可达性。基本报头包含F FFC作为目的网络（当目的地在本域外面时）。扩展报头（旧路由器假定它是包的有效负载部分）包含了在外部域中的真正目的网络号、源端域号和目的端域号。在域内，路由器仅仅需要根据4字节字段（网络号）路由。在路由到边界路由器之后，它们仅仅需要根据 6字节号（域号）路由。在路由到目的域之后，扩

41、展报头中的真正目的网络终端号被复制到基本报头中，路由器再根据目的端网络部分路由。9.8 IPv6由I ETF设计的 I Pv6是准备用来替换I P的。 “v 6”表示在 I P包开始的版本号字段是6，而对应于I P中的字段是 4。你可以想到，如果它真是版本号，4后面的下一个号将是5。但它更像一个协议类型字段而不像版本号。因为“5”代表的是完全不同的概念：组播协议S T2（表示“流，第 2版” ） 。因为 I Pv6（有时指 I Png，作为 I P的下一代协议，电视显示参加I EFT会议的人赞同这个协议） ，人们有时把 I P看作 I Pv4。无论什么时候只要我使用术语I P，指的是 I P版

42、本 4。无论如何，术语I Pv4和I P在当前可交换使用。除了是 1 6字节长之外， I Pv6地址在本质上类似于I Pv4地址。理论上，它们和I P一样，在链路和地址节点部分之间有完全灵活的边界。不过，规范宣称“典型情况下”末端8字节有一个根据E UI-64的统一的标识 I D，一个 I EEE试图扩展 6字节 M AC地址为 8字节的地址（见 9 .8.4节） 。I Pv6支持即插即用，并且，委员会正在研究一种协议实现自动站点重新编号，如同I PX+一样。不幸的是，当他们在设计和考虑后向兼容性时（为了希望从I Pv4、I PX和C LNP地址平滑转换），几乎所有人们可以想像使用地址的方法对

43、I Pv6都是可能的。这样，I Pv6地址可以看作是 1 6字节的 I P地址。虽然它们是等同的，但因为前缀长度更紧凑，更易读，所以前缀可以表达成一个前缀长度（如在 C LNP中）而不是一个掩码（在I P中） 。第9章网络层地址1 45下载6字节4字节6字节节点网络域号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - 9.8.1 IPv6 版本编号由来旧协议的新版本和新协议之间的差异是什么？I A B意识到需要一个具有更大的地

44、址的替代物替代I P。大家也知道，C LNP是已经由所有路由器制造商执行的国际标准，除了它有较大的地址之外，也如I P一样正在寻求各种实践。当I A B推荐用 C L NP替换 I P的时候，许多人断言I P是I nternet的核心，不能用 C LNP代替 I P，但可以改进 I P成为新 I P版本。任何事都可以修改成其他别的什么，所以，在旧协议的新版本和新协议之间没有清晰的区别。 I Pv6与I P之间的相似性与 C LNP与I P之间的一样。不过，有一方面表明I Pv6是新版本而不是新协议，那是因为它使用与I P包相同的开始的 4个字节，即版本号字段。理论上，I Pv6和I P能被看成

45、在第 2层上相同的“协议” ，并能使用相同的以太类型。遗憾的是，因为网桥（并且可能是其他设备）认为，如果以太类型是I P，包必须是 I P，并且，它们检查特定的字段，但不检查版本字段，所以使用有相同的以太类型的2个协议实际上不能运行。理论上，网桥看不到包内的东西，但是，各网桥生产商使他们的网桥足够聪明以做一些诸如I P分段之类的事情，但还不够聪明来首先检查版本号字段。所以， I P v 6 终止使用不同的以太类型。从这点上讲，设置版本号字段就没有必要。但是因为每个人都把它叫做I Pv6，所以把位置留在那里以备人们询问哪个字段是I Pv6中的 6。9.8.2 IPv6 地址的书写表示I Pv6地

46、址的书面表示为：1 6位组成一组，其中每一位为十六进制值。用冒号分开（：）例如：3 A57：0：0：9 CD5：3 412：912 d ：6738 ：1 928因为很多地址包括很多0，所以设计了更紧凑的地址表示方法。任何子串：0：0 :0，可用“： ： ”替换。可以把双冒号放在开头，： ：1938 ：A 5CD就表示是以 9 6个 0位开始的地址。也可将双冒号放在末端， 2 938： ：表示以 1 6位六进制值 2 938开始，其余都是0。或者将双冒号放在中间，如1 928： ：0 482：A B39，表示以 1 928作首部 1 6位，以 0 482AB39作末端 3 2位，中间为 0。同时

47、，又发明了内嵌I Pv4地址的表示法。推出末端3 2位（ I Pv4地址所在处）应该被表示成像I Pv4地址。所以对于内嵌的I Pv4地址的另一个合法的表示是：使用I Pv4记号表示末端 3 2位， I Pv6记号表示首端9 6位。用于末端的记号是“.”而不是记号“：” 。例如： 0：0：0：0： 0： 0：1 09.71.47.8的压缩格式是：1 09.71.47.8。另一个例子是：0： 0：0：0：0：F FFF：1 09.71.47.8的压缩格式将是 FFFF ：1 09.71.47.8。幸运的是，只有前缀0：0：0：0：0和0 ：0：0： 0：F FFF内嵌 I Pv4地址。我简直无法

48、想像末端用I Pv4记号表示、前缀用I Pv6表示的地址。9.8.3 IPv6 前缀的书写表示前缀可以用 I Pv6地址/前缀长度表示，其中I Pv6地址用 9 .8.2节的记号表示。 I Pv6前缀长度是位数（从左边数） ，用十进制表示。例如，全部以第一个等于六进制7 3开始的 I Pv6地址都能被表示为7 3:/8，或者 73: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0/8 。1 46网络互连（第 2版）网桥 ?路由器 ?交换机和互连协议下载名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

49、- 第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - 9.8.4 EUI-64I EEE已经定义了 8字节的地址空间，类似于为I EEE局域网定义的 6字节的地址空间。I EEE计划将它用在下一代局域网中。是否大范围地使用E UI-64地址还不清楚。在8 02局域网中 6字节地址（叫做 E U1-48地址）普遍被应用。扩充地址的理由是因为可能诸如像电灯泡这样的东西也需要唯一地址。这够公平的了。但是从那里来平分呢？802 地址有 3字节的 O UI。一个 O UI将会有 3字节的可分配的地址，即 22 4个地址，大约有 1 .6亿个地址。即使用光了1 .6亿个地址，还可用其他的O

50、UI。现在来把地址扩充至8字节长。如果是我的话，我会将OUI 扩充至 5字节长， O UI地址个数将会变成 23 8，一个虚拟的无限量地址（不是24 0，因为 O UI地址中的两位表示全局/局部和组织 /个人。如果每个制造商用我推荐的机制，就会有22 4的地址（和 6字节地址一样） 。如果制造商用光了这些地址，还可以用另一个O UI。假如一个零售商还需要许多O UI，可以要求分配整个O UI块。实质上是把小于 4 0位的前缀分配给 O UI。 看上去好像是不怀好意地令制造商付出好多代价，实际上，也许制造商可以得到“总购量折扣”。如果每个制造商需要64 000个O UI，我们会和用 3字节一样快