第3章 IP寻址与路由选择
计算机网络技术基础教程(第3章)
计算机网络技术基础教程(第3章)计算机网络技术基础教程(第3章)3.1 网络拓扑在计算机网络中，网络拓扑指的是网络中各个节点（计算机、网络设备等）之间的连接关系。
常见的网络拓扑包括星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑等。
3.1.1 星型拓扑星型拓扑是指所有的节点都通过一个中央节点（通常是交换机或者集线器）直接连接在一起的网络结构。
这种拓扑具有简单、易于维护的特点，但是当中央节点出现故障时，整个网络将不可用。
3.1.2 总线型拓扑总线型拓扑是指所有的节点都通过一个共享的总线连接在一起的网络结构。
这种拓扑具有成本低、易于扩展的特点，但是当总线发生故障时，整个网络将不可用。
3.1.3 环型拓扑环型拓扑是指所有的节点按照环形的顺序连接在一起的网络结构。
这种拓扑具有高性能、可靠性好的特点，但是当环路中的某个节点故障时，整个网络将受到影响。
3.2 网络协议网络协议是计算机网络中各个节点之间进行通信时遵循的规则和约定，用于保证信息的正确传递。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、UDP协议等。
3.2.1 TCP/IP协议TCP/IP协议是在互联网上进行数据传输的基本协议。
它包括了TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)两个部分。
TCP负责建立可靠的连接，保证数据包的有序传输；IP 负责将数据包从源节点传输到目标节点。
3.2.2 UDP协议UDP协议是一种无连接的传输协议，它不保证数据包的可靠传输和顺序传输。
相比于TCP协议，UDP协议具有更低的延迟和更高的传输速率，适用于对实时性要求较高的应用场景。
3.3 网络设备网络设备是指用于实现计算机网络中各个节点之间连接和通信的硬件设备。
常见的网络设备包括交换机、路由器、网关等。
3.3.1 交换机它通过学习各个节点的MAC地址，将数据包转发到目标节点，实现了快速、可靠的数据交换。
3.3.2 路由器路由器是用于实现不同网络之间数据传输的设备。
IP路由——路由选择基础
IP路由——路由选择基础路由选择基础路由选一旦将多个WAN和LAN连接到路由器，一个彼此互联的网络就创建起来了,而接下来要完成的工作就是为此互联网络上的所有主机配置逻辑的网络地址,如IP地址,以便这些主机能够通过这一互联网络进行通信。
路由选择是指将分组从一个设备通过互联网络发往位于不同网络上的另一个设备的操作。
路由器不关注网络中的主机，而只关注互联起来的网络以及通往各个网络的最佳路径。
目标主机的逻辑网络地址用来获取通过可路由网络传送到指定网络中的分组，主机的硬件地址用来将分组从路由器投递到正确的目标主机上。
如果网络中没有使用路由器，那么自然也就不会需要路由选撣。
路由器可以在互联网络中将用户数据路由到所有网络中。
要实现对分组的路由，路由器至少必须了解以下内容:•目的地址;•借以获取远程网络信息的相邻路由器;•到达所有远程网络的可能路由; .•到达每个远程网络的最佳路由;•维护并验证路由选择信息的方式。
路由器从相邻的路由器或管理员那里了解有关远程网络的信息，然后建立一个描述如何查找远程网络的路由选择表(即互联网络的一张地图)。
如果某个网络与路由器是直接相连的，那么路由器自然就知道如何到达这个网络。
如果某个网络没有与路由器直接相连,那么路由器就必须通过这样两种方式了解如何到达这个远程网络:静态的路由选择，即必须由专人手工将所有的网络位置输人路由选择表;动态的路由选择。
在动态路由选择的过程中，路由器上运行的协议将与相邻路由器上运行的同一协议进行通信。
在此基础上，这些路由器可以不断更新各自对所有网络的了解，并将相关的信息加入到路由选择表中。
如果网络连接出现变化,这个动态路由选择协议就会将这个变化自动通知到所有的路由器。
如果使用静态路由选择,管理员需要在所有路由器上通过手动输入的方式更新所有的相关配置。
在大型的网络中，动态和静态路由选择通常会被同时使用。
在学习IP路由选择之前,我们先来看一个路由选择的简单示例，通过它可以了解路由器是如何通过使用路由选择表将分组路由出接口的。
第3章 OSI参考模型体系与TCPIP协议
4. 应用层 应用层（Application Layer）
应用层向用户提供一组常用的应用协议，是应用程序访问网 应用层 络下面各层的网络服务的接口。 应用层协议可分为3类： （1）依赖于TCP的应用协议，如远程终端协议Telnet，文件 传输型的电子邮件协议SMTP，文件传输协议FTP，超文本传 输协议HTTP，外部网关协议BGP等。 （2）依赖于UDP的协议，例如单纯文件传输协议TFTP，简单网 络管理协议SNMP，域名系统DNS，内部网关协议RIP，动态主 机配置协议DHCP和引导程序协议BOOTP等。 （3）依赖于TCP和UDP的协议，如通信用管理信息协议CMOT。 当然，一些没有标准化的建立在TCP/ IP协议簇之上的用户 应用程序（或专用程序）也属于应用层。
3.1 OSI参考模型体系 参考模型体系 3.2 TCP/IP协议的参考模型 协议的参考模型 3.3 网层中的 协议及其他协议 网层中的IP协议及其他协议 3.4 子网划分 3.5 传输控制协议和应用层协议 3.6 TCP/IP组件的配置 端口与服务 组件的配置(端口与服务 组件的配置 端口与服务) 3.7 TCP/IP网络工具 网络工具
3.3.1 IP数据包 数据包
• IP数据包的基本结构: P142 F7-4 IP数据包头 IP负载
1. IP数据包头:包含传输该数据包所需的全部信息,如 发送主机的源地址,接收主机的目的地址,IP数据包 总长等.
IP数据包头的基本格式:
版本 首部长度 服务类型 16位标识 寿命 上层协议 32位IP源地址 32位目的地址 选项
1. 网络体系结构 OSI参考模型 体系结构--体系结构 参考模型
F3-4
2. OSI模型中的重要概念
• 实体和对等实体:每一层中,用于实现层功能的活动元 素称为实体(Entity). 不同机器位于同一层次,完成相同 功能的实体称为对等实体(Peer Entity). • 对等层和对等协议:不同主机位于相同层次,称为对等 层(Peer).对等实体之间通信时必须遵循的规则称为对 等协议(Peer Protocol) (Peer • 服务与接口:每一层实体为相邻的上一层实体提供的 通信功能称为服务.N层提供服务给N+1的服务访问点 SAP(Service Access Poit)称接口,它是上下层实体 之间的逻辑传输通道. • 数据单元: 1.服务数据单元 SDU 2.协议数据单元 PDU 3.接口数据单元 IDU
实验三 路由基础(IP寻址)
实验三路由基础——IP寻址1．实验目标在本实验中，将在前面知识点基础上对路由基础——IP寻址做进一步的理解。
通过该实验我们可以进一步有效的分配地址。
2．实验拓扑实验的拓扑结构如图1所示：图1 IP寻址实验拓扑结构3．实验要求给出了一个B类地址172.16.0.0/16可供地址。
☆第1个网段连接到服务器群，需要50个地址。
☆第2个网段为到远程路由器的串行连接。
☆第3个网段是公共可访问的大型计算机实验室，包含400台PC，每台Pc机器都需要自己独一无二的IP地址。
☆第4个网段是以太网用户LAN，为简化管理，网络管理员申请此LAN有一个C 类子网掩码。
☆实现各网段之间的互通（利用rip路由协议，以后再将rip相关知识）4．实验步骤步骤一：建立一个表（表1），详细描述网段情况和每个网段上所需的主机数。
步骤二：根据步骤一的需求，确定所需子网掩码，并在表2中列出子网掩码。
步骤三：从需要最多子网位数（子网掩码最长的）的网段开始，进行地址分配。
我们先从串行链路开始，一位它有30位子网掩码。
由于所有地址都以172.16开头，所有只需检查IP地址的最后16位。
在下表3中，可以看到子网掩码的二进制数形式，也看见了在范围之内的第1个和最后一个IP地址。
注意，地址的子网部分不能为全0和全1，除非使用了IP subnet-zero命令。
在给定的30位子网掩码，选出了第1个可用的网络号（172.16.0.4），去掉全1和全0的主机IP地址后，就剩下的地址范围是：172.16.0.5~172.16.0.6。
在此范围内的每个IP 地址都可以分配给穿行链路的任意一端。
如表4所示，将计算机服务器群网段所使用的IP地址范围，它需要50个IP地址。
首先选出第1个可用网络地址，给定位子网掩码，在这种情况下，第1个可用的网络是。
去掉全1和全0的主机IP地址，所以可用的IP地址范围是。
步骤五：下面是以太网用户网段执行同样的步骤，如表5所示：下面是公共实验室网段上执行同样的步骤，如表6所示：步骤六：综上所述，可以为4个网段定义地址范围如表7所示：步骤七：实现各网段互相通信。
了解计算机网络协议实现数据在网络中的传输和交换
了解计算机网络协议实现数据在网络中的传输和交换计算机网络协议的实现使得数据在网络中的传输和交换成为可能。
网络协议是计算机网络中的一种规范，用于定义数据在网络中的传输方式、数据格式和通信规则。
了解计算机网络协议的实现对于理解网络通信的原理和机制非常重要。
在本文中，我们将探讨计算机网络协议的实现以及数据在网络中的传输和交换。
一、计算机网络协议的实现计算机网络协议实现了计算机之间的通信。
它定义了计算机之间交换数据的规则，确保数据能够准确地传输和接收。
计算机网络协议的实现主要包括以下几个方面：1. 数据封装与解析数据在网络中的传输需要进行封装和解析。
发送端将要传输的数据进行封装，添加协议头部信息和校验等，以确保数据的完整性和准确性。
接收端将接收到的数据进行解析，提取出有效信息，并进行校验以验证数据的正确性。
2. 数据分段与重组大块数据在网络中传输会分割成多个较小的数据段进行发送。
发送端将数据分段，并为每个数据段添加序号，以确保数据在接收端可以按正确的顺序重组。
接收端根据数据段的序号进行重组，还原成完整的数据。
3. 基于IP的寻址与路由计算机网络中使用IP地址来唯一标识每台计算机。
IP协议实现了基于IP地址的寻址和路由功能。
发送端将数据发送到目标IP地址，中间的路由器根据路由表将数据转发到下一个节点，直到数据到达目标地址。
4. 网络传输控制协议（TCP）TCP协议是一种可靠的传输协议，它实现了数据在网络中的可靠传输。
TCP协议通过序号、确认和重传等机制确保数据能够准确地发送和接收。
它还支持拥塞控制和流量控制，以提高网络的稳定性和可靠性。
二、数据在网络中的传输和交换数据在网络中的传输和交换是计算机网络的核心功能。
在计算机网络中，数据通过多个节点进行传输和交换，最终到达目标地址。
数据在网络中的传输和交换主要通过以下几个步骤实现：1. 发送端封装数据发送端将要传输的数据进行封装。
封装过程中，需要添加协议头部信息和校验等。
第三章_计算机网络体系结构要点
源进程传送消息到目 标进程的过程： 消息送到源系统的 最高层； 从最高层开始，自 上而下逐层封装； 经物理线路传输到 目标系统； 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封； 由最高层将消息提 交给目标进程。
源进程 消息
逻辑通信
目标进程 消息
N+1 N N-1
Pn+1
Pn Pn-1
第三章 计算机网络体系结构
本章学习要点：
网络体系结构与协议的概念
OSI参考模型
TCP/IP参考模型 OSI与TCP/IP两种模型的比较
3.1 网络体系结构与协议的概念
3.1.1 什么是网络体系结构
计算机网络体系结构是指整个网络系统的 逻辑组成和功能分配，它定义和描述了一 组用于计算机及其通信设施之间互连的标 准和规范的集合。 也就是说：为了完成计算机间的通信合作， 把计算机互连的功能划分成有明确定义的 层次，规定了同层次实体通信的协议及相 邻层之间的接口服务。网络体系结构就是 这些同层次实体通信的协议及相邻层接口 的统称，即层和协议的集合。
3.1.2 什么是网络协议 从最根本的角度上讲，协议就是规则。 网络协议，就是为进行网络中的数据交 换而建立的规则、标准或约定。连网的 计算机以及网络设备之间要进行数据与 控制信息的成功传递就必须共同遵守网 络协议。
网络协议主要由以下三要素组成： 语法 语法是以二进制形式表示的命令和相应的结 构，确定协议元素的格式（规定数据与控制 信息的结构和格式）如何讲 语义 语义是由发出请求、完成的动作和返回的响 应组成的集合，确定协议元素的类型，即规 定通信双方要发出何种控制信息、完成何种 动作以及做出何种应答 。讲什么 交换规则 交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即 确定通信状态的变化和过程， 。应答关系
第3章 IP地址规划(1)
不存在
2.划分子网的三级地址结构
网络129.16.0.0划分子网前的拓扑
129.16.0.1 129.16.0.2 129.16.0.3
129.16.255.253 129.16.255.254 …...
129.16.0.0
网络129.16.0.0划分子网后的拓扑
129.16.3.0
129.16.4.0
B类地址
1. IP地址构成：10 + 网络号(14bit) + 主机号(16bit)；
2. 网络数量：16384个网络（214=16384）
① 取值范围128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
② 第一个字节的取值范围是
③ 其他三个字节的取值范围是 ④ 16384 = (191-128+1)*256。
① 第一个字节的取值范围是
② 其他三个字节的取值范围是
0000 0000 ~ 0111 1111
0000 0000 ~ 1111 1111
③ 举例某一个A类地址网段：13.0.0.0 ~ 13.255.255.255
3. 可用于分配的网络（可用的主机地址范围）：1.0.0.0 ~ 127.255.255.255 4. 每个网络中的主机数量：224 – 2 = 1677 7214，其中主机号全0的是网 络地址，主机号全1的是广播地址（也称直接广播地址）
子网掩码
1. 定义：子网掩码subnet mask，也称子网屏蔽码，用来标识一个IP地址 在哪一个子网内。子网掩码中网络号和子网号对应的二进制位都为1， 主机号都为0。 2. 子网掩码结构
① 没有划分子网的情况：即标准分类的IP地址，其掩码结构如下：
A类网络地址 A类子网掩码
第3章IP协议分析详解
第3章IP协议分析详解IP协议是网络通信中最重要的协议之一，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。
本文将详细介绍IP协议的原理和工作流程。
1.IP协议的作用IP协议是互联网传输层协议，负责将源主机上的数据包分割成多个IP数据报，并在互联网中传输到目标主机上。
它实现了分组交换的功能，确保数据包能够在复杂的网络环境中快速准确地传输。
2.IP数据报的结构IP数据报是IP协议中传输的基本单位，它包含了源IP地址、目标IP地址、版本号、首部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议类型、首部校验和等字段。
其中，源IP地址和目标IP地址用于标识数据包的发送和接收方，版本号表示IP协议的版本，首部长度表示IP首部的长度。
3.IP地址的分配IP地址是一个32位的二进制数字，常用的表示方式是IPv4地址，分为四组以点分隔的十进制数。
IP地址由Internet Assigned Numbers Authority（IANA）进行分配，被分为A、B、C、D和E五个类别。
其中A、B和C类地址用于公网，D和E类地址用于特殊用途。
4.IP协议的工作流程(1)报文封装：源主机将数据分割成较小的IP数据报，添加IP首部和校验和，并将数据报发送到目标主机。
(2)路由选择：IP协议根据路由表选择合适的路径将数据报发送到目标主机。
路由表中包含了各个网络的IP地址范围和对应的出口接口。
(3)网络传输：数据报通过网络传输，经过多个中间路由器，每个路由器根据数据报的目标IP地址进行转发。
(4)报文重组：目标主机根据数据报的标识、标志和片偏移字段进行报文重组，将分割的数据报重新组合成完整的数据包。
(5)交付目标主机：目标主机接收到数据包后，会检查IP首部的协议字段来确定对应的上层协议，并将数据包交给相应的协议处理。
5.IP协议的特点(1)无连接性：IP协议是无连接的，每个数据包都是独立的，没有建立和维护连接的开销。
(2)不可靠性：IP协议不保证数据包的可靠传输，数据包可能会丢失、重复或乱序。
第三章IP地址分配
Cisco B
Mask
Subnet
172.16.1.0 144.254.4.0 144.254.16.0
S0: 172.16.1.2 255.255.255.0 E0: 144.254.4.1 255.255.252.0 To0: 144.254.16.1 255.255.252.0
Router(config-if)#
11111111 11111
001
000 000
00000101 01111 5 120
• • • •
Subnet Address = 201.222.5.120 Host Addresses = 201.222.5.121-01.222.5.126 Broadcast Address = 201.222.5.127 Five Bits of Subnetting
• • • •
Subnet Address = 172.16.2.0 Host Addresses = 172.16.2.1-72.16.2.254 Broadcast Address = 172.16.2.255 Eight bits of subnetting
C 类子网规划举例 IP Host Address: 201.222.5.121
Class A:
# Bits 1
1 0
14 network #
16 host #
Class B:
# Bits
1
1
1
1
1
1
0
21
network #
8
host #
Class C:
识别IP地址的类别
High Order Bits 0 10 110 Octet in Decimal 1 -126 128 -191 192 -223 Address Class A B C
计算机网络技术课后习题1-4章
1、简述当前计算机网络的发展趋势。
计算机网络向着综合化、宽带化、智能化和个性化方向发展。
2、计算机网络的功能是什么？(1)资源共享(2)信息传递(3)实时的集中处理(4)均衡负荷和分布式处理(5)开辟综合服务项目3、什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构的特点，各自的作用是什么？在广域网环境下，由电信部门组建的网络通常被理解为通信子网。
用户部门的入网设备则被认为属于资源子网的范围。
资源子网由主机、用户终端、终端控制器、联网外部设备、各种软件资源与信息资源等组成，负责全网面向应用的数据处理工作，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。
资源子网的任务是，利用自身的硬件资源和软件资源为用户进行数据处理和科学计算，并将结果以相应形式送给用户或存档。
通信子网由通信控制处理机通信线路与其他通信设备组成，完成网络数据传输转发等通信处理任务，为网络用户共享各种网络资源，提供必要的通信手段，和通信服务。
4、计算机网络可以从哪些方面进行分类，计算机网络按跨度可以分为哪几类？计算机网络的组成根据应用范围，结构，目的，规模，以及采用的技术不同而不尽相同。
计算机网络可以分为硬件和软件两大部分。
计算机网络的四大要素：计算机系统，通信线路和通信设备，网络协议，网络软件。
5、典型的网络拓扑结构有几种？优缺点各是什么？典型的拓扑结构有四类，星型拓扑，环形拓扑，树型拓扑，网状型拓扑，总线型拓扑（1）星形拓扑具有结构简单，管理方便，组网容易等优点，利用中央节点可方便的进行网络连接和重新配置，且单个节点的故障，只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便与网络维护。
星型拓扑的缺点是网络属于集中控制，主节点负载过重，如果中央节点产生故障，则全网不能工作。
因此对中央节点的可靠性和冗余度要求很高。
（2）总线型拓扑具有结构简单，扩充容易，易于安装和维护，价格相对便宜的优点。
缺点是同一时刻，只能有两个网络节点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳的节点数有限。
第3章--TCPPPT优秀课件
优先）
38
3．路由选择协议
（1）RIP路由选择信息协议 （2）开放式最短路径优先OSPF
39
3．2．5 子网与超网
1．子网（subnet）
135．13．1． 0
135．13．3． 0
135．13．2． 0
路由器 路由器
28
01 234567
拷贝
选项类
选项号
图3-6 选项代码字节分成长度1、 2、5比特的三个字段
29
整个字段由1比特的拷贝（COPY）标
志、2比特的选项类（OPTION CLASS）
以及5比特的选项号（OPTION NUMBER）
组成。拷贝标志控制路由器在分片过程中
对选项的处理。该比特置1时，说明该选项
数据。TCP的首部包括固定部分有20个字
节、可变部分选项和填充。可变部分的长
度为4个字节的整数倍，但是这一部分是可
选部分，因此TCP报文的首部最小为20个
字节，具体的格式如图3-13所示。
49
TCP 首部
0
16
源端口
序号
确认序号
首部长度 （HLEN）
保留
码元比特
校验和
任选（如果有）
数据 ……
31 目的端口
6
Internet网络用TCP／IP协议来克服网
络体系的异质性问题，使所有加入的机器
都能共享Internet资源。当然TCP/IP协议亦
可用于任何其它（不加入到Internet的）网
络，实现异种机联网或异构网络互联。
7
3．1．2 TCP/IP的内容
TCP是为同一网络上的计算机之间进 行点到点通信而设计的，其详细说明在 RFC 793中可以找到；而IP是为连接在不 同网络或者WAN上的计算机之间能够相互 通信而设计的，其详细说明在RFC 791中 可以找到。
《深入解析IPV6》第三章 - IPV6寻址
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3.2IPV6简介 简介
3 .支持扩展首部和选项 IPv6的选项放在单独的扩展首部中，位于报文分组中IPv6 基本首部和传输层首部之间。因为大多数IPv6选项首部不 会被报文分组投递路径上的任何路由器检查和处理，直至 其到达最终目的地，这种组织方式有利于改进路由器在处 理包含选项的报文分组时的性能。IPv6的另一改进是其扩 展首部具有任意长度。 4. 支持更多的安全性 IPv6的加密和身份验证选项，提供了数据报的保密性和完 整性。
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3.4IPV6的地址类型 的地址类型
唯一的本地地址
为解决站点本地地址前缀可能的重复。 为了用新型的地址取代站点本地地址，RFC4193定义了唯一本地IPV6单播地 址。 唯一本地地址前10是固定的，以FC00::/7开始。 本地（L）标签设置为1，表示前缀是在本地分配的。RFC3897对于L标签设 置为0没用定义。因此，机构中L标签设置为1，并且唯一的本地地址的地址前 缀是FD00::/8 L
3.4IPV6地址类型 地址类型
本地使用的单播地址 本地使用的单播地址没有全球范围，并能重复使用。本地 使用的单播地址分两类。 链路本地地址用于链接上的邻接点之间以及邻接点发现的 过程中 站点本地地址用于节点和同一机构中的其他节点之间的通 信。
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3.4IPV6地址类型 地址类型
链路本地地址 前缀为1111 1110 10，用于孤立的网络，它没有全局的影响。例 如在没有路由器的单链路IPV6网络中，链路本地地址用于链路上 的主机之间的通信。 链路本地地址的前缀总是FE80::/64。 IPV6 IPV6链路路由器绝对不会在链路之外转送链路本地数据。
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3.1IPV4的局限性 的局限性
IP地址的静态路由与动态路由选择
IP地址的静态路由与动态路由选择在计算机网络中，路由是实现不同网络之间互联的核心技术。
路由器根据IP地址来决定数据包的传输路径，而静态路由和动态路由是常用的两种路由选择方式。
一、静态路由静态路由是由网络管理员手动配置的路由，其路径固定且不会动态更新。
管理员需要事先指定每个目标网络的下一跳地址，并手动将这些信息配置到路由器中。
静态路由的优点是控制性强，因为管理员完全掌控了路由表的内容。
此外，静态路由的学习和更新过程相对简单，对网络设备的资源要求较低。
在小型网络中，静态路由是一种常见而有效的选择。
然而，静态路由也有一些明显的缺点。
首先，静态路由表需要手动配置，对于大型网络而言，配置过程可能非常繁琐且容易出错。
其次，静态路由不会自动适应网络拓扑变化。
如果网络中出现链路故障或者节点故障，静态路由无法自动调整，导致数据包传输失败或者延迟严重。
二、动态路由选择动态路由选择是一种自动的路由方式，通过路由协议来学习和更新路由表。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
这些协议能够自动感知网络拓扑的变化，并根据一定的算法进行最优路由选择。
动态路由的优点在于灵活性和自动适应性。
当网络拓扑发生变化时，动态路由能够及时更新路由表，选择最佳路径进行数据传输。
此外，动态路由还支持负载均衡和冗余备份，提高网络的可靠性和性能。
然而，动态路由也存在一些考量因素。
首先，动态路由需要消耗更多的计算和存储资源，对于大型网络而言，路由器的性能要求较高。
其次，动态路由的学习和更新过程可能需要一定的时间，这可能会导致网络出现瞬时的不稳定。
三、静态路由与动态路由选择的比较静态路由和动态路由选择各有优劣，网络管理员应根据实际需求来选择适合的方式。
下面是静态路由与动态路由选择的比较：1. 配置复杂度：静态路由需要手动配置路由表，而动态路由通过协议自动学习和更新路由表。
在小型网络中，静态路由配置相对简单；而在大型网络中，动态路由更为便捷。
2. 适应性：静态路由路径固定，不会自动适应网络拓扑变化；动态路由可以根据网络拓扑的变化自动更新路由表，并选择最佳路径进行数据传输。
《计算机网络技术基础》第六章IP地址规划与路由选择
《计算机网络技术基础》第六章IP地址规划与路由选择IP地址规划与路由选择技术是计算机网络的基础技术之一、IP地址规划能帮助搭建可靠正常的网络环境，而路由选择技术则可以将报文从一个网络传输到另一个网络以及确保报文以最短的路径传输。
网络的IP地址是用来唯一识别每一台主机、接口以及服务的唯一标识，它包括网络号和主机号，通过IP地址，我们可以将网络中的主机定位到具体的网络功能上。
在网络规划阶段，IP地址的分配是重中之重，这也是搭建可靠网络的基础，合理划分IP地址的作用在于把网络分段，使网络中的主机可以正常地进行通信。
针对IP地址分配，一般有两种方式：静态分配和动态分配。
静态分配方式是指管理员手动分配每台机器的IP地址，管理上复杂，易出错，但是可以提供较高的网络安全性。
动态分配也叫自动IP地址分配，是指网络中的路由器定期向客户端发送IP地址，客户端接收到IP地址后就可以正常访问互联网。
动态分配简化了网络管理，但可能出现IP地址冲突的现象，如果没有及时发现和处理，就会造成网络中断。
说完IP地址的分配，我们再来谈谈路由选择技术。
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路由表
●输出接口：说明IP包将从该路由器哪个接口转发。 输出接口：说明IP包将从该路由器哪个接口转发。 IP包将从该路由器哪个接口转发 下一跳IP地址：说明IP包所经由的下一个路由器。 IP地址 IP包所经由的下一个路由器 ●下一跳IP地址：说明IP包所经由的下一个路由器。 本条路由加入IP路由表的优先级： IP路由表的优先级 本条路由加入IP路由表的优先级：针对同一目的 可能存在不同下一跳的若干条路由， 地， 可能存在不同下一跳的若干条路由，这些不同 的路由可能是由不同的路由协议发现的， 的路由可能是由不同的路由协议发现的，也可以是手 工配置的静态路由。优先级高（数值小） 工配置的静态路由。优先级高（数值小）将成为当前 的最优路由。 的最优路由。用户可以配置多条到同一目的地但优先 级不同的路由，将按优先级顺序选取唯一的一条供IP 级不同的路由，将按优先级顺序选取唯一的一条供IP 转发报文时使用。 转发报文时使用。
路由表
路由器R8与三个网络相连，因此有三个IP地址和三 路由器R8与三个网络相连，因此有三个IP地址和三 R8与三个网络相连 IP 个物理端口， 个物理端口，其路由表如下图所示 ：
16.0.0.1 15.0.0.2 16.0.0.0 R6 16.0.0.2 15.0.0.0 15.0.0.1 R2 13.0.0.2 13.0.0.0 14.0.0.2 13.0.0.1 14.0.0.0 R1 14.0.0.1 12.0.0.3 12.0.0.0 12.0.0.1 R3 12.0.0.2 11.0.0.2 R4 13.0.0.4 R5 13.0.0.3 10.0.0.1 2 3 R8 1 10.0.0.0 16.0.0.3 R7 10.0.0.2 路路路R8的路路的 目的目目 从从从路 所所所所 路路由由 10.0.0.0 11.0.0.0 12.0.0.0 13.0.0.0 14.0.0.0 15.0.0.0 16.0.0.0 直直 直直 11.0.0.2
S0 2
2.0.0.0 S1 1 1.0.0.0 S1 2
实际的路由表结构
路由表 2.0.0.0 3.0.0.0 1.0.0.0 4.0.0.0 S0 S1 S0 S1 0 0 1 1 150 160 145 145 RIP RIP RIP RIP
更新时间、 更新时间、协议
3、路由器IP包的传递 、路由器IP包的传递
2、பைடு நூலகம்由表
路由器转发数据包的关键是路由表。 路由器转发数据包的关键是路由表 。 每个路 由器中都保存着一张路由表， 由器中都保存着一张路由表， 表中每条路由项都 指明数据包到某子网或某主机应通过路由器的哪 个物理端口发送， 个物理端口发送 ，然后就可到达该路径的下一个 路由器， 路由器 ，或者不再经过别的路由器而传送到直接 相连的网络中的目的主机。 相连的网络中的目的主机。 路由表中包含了下列关键项： 路由表中包含了下列关键项：
目的主机IP 目的主机 128.4.0.1
IP数据帧 数据帧 DATA
源MAC 080002001232
类型 0800
以太网数据帧 校验 DATA CRC
IP
源主机IP 源主机 128.1.0.1
目的主机IP 目的主机 128.4.0.1
IP数据帧 数据帧 DATA
路由器IP包的传递 路由器IP包的传递
以太网 128.3.0.0的包 的包
目的MAC 目的 080002001235 源MAC 080002001234 类型 0800 以太网数据帧 校验 DATA CRC
IP 以太网 128.4.0.0的包 的包
目的MAC 目的 080002002222
源主机IP 源主机 128.1.0.1
目的主机IP 目的主机 128.4.0.1
1.0.0.0 S1 路由器 A 路由表 1.0.0.0 2.0.0.0 S1 S0 0 0 路由器 A 2.0.0.0 S0 S0 路由器 B 路由表 2.0.0.0 3.0.0.0 S0 S1 0 0 路由器 B S1 S1 S0 路由器 C 路由表 3.0.0.0 4.0.0.0 S1 S0 0 0 3.0.0.0 路由器 C 4.0.0.0
路由表
目的地址：用来标识IP IP包的目的地址或目的网 ● 目的地址 ： 用来标识 IP 包的目的地址或目的网 络。 网络掩码： ●网络掩码：与目的地址一起来标识目的主机或 路由器所在的网段的地址。 路由器所在的网段的地址。将目的地址和网络掩 逻辑与” 码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网 段的地址。例如：目的地址为129.102.8.10 129.102.8.10， 段的地址。例如：目的地址为129.102.8.10，掩码 255.255.0.0的主机或路由器所在网段的地址为 为255.255.0.0的主机或路由器所在网段的地址为 129.102.0.0。掩码由若干个连续“ 和连续 和连续“ 构 129.102.0.0。掩码由若干个连续“1”和连续“0”构 既可以用点分十进制表示， 成，既可以用点分十进制表示，也可用掩码中连 的个数来表示。 续“1”的个数来表示。 的个数来表示
IP路由和路由段 IP路由和路由段
例如，在图中，主机A到主机C共经过了3个网络和2 例如，在图中，主机A到主机C共经过了3个网络和2个路由 跳数为2 由此可见， 器 ， 跳数为 2 。 由此可见 ， 若一结点通过一个网络与另一 结点相连接，则此二节点相隔一个路由段， 结点相连接，则此二节点相隔一个路由段，因而在因特网 中是相邻的。同理， 中是相邻的。同理，相邻的路由器是指这两个路由器都连 接在同一个网络上。 接在同一个网络上。一个路由器到本网络中的某个主机的 路由段数算作零。在图中用粗的箭头表示这些路由段。 路由段数算作零。在图中用粗的箭头表示这些路由段。至 于每一个路由段又由哪几条物理链路构成， 于每一个路由段又由哪几条物理链路构成，路由器并不关 心。 由于网络大小可能相差很大， 由于网络大小可能相差很大，而每个路由段的实际长 度并不相同。因此对不同的网络， 度并不相同。因此对不同的网络，可以将其路由段乘以一 个加权系数，用加权后的路由段数来衡量通路的长短。 个加权系数，用加权后的路由段数来衡量通路的长短。
第3章 IP寻址与路由选 IP寻址与路由选 择
刘斐
学习目标
IP寻址与路由选择 IP寻址与路由选择 静态路由与动态路由协议（RIP协议 协议） 静态路由与动态路由协议（RIP协议） 可变长子网掩 路由汇总与无类域间路由 IP地址规划 IP地址规划 静态路由和RIP RIP动态路由的实现 静态路由和RIP动态路由的实现 VLAN间路由的实现 间路由的实现（ VLAN间路由的实现（包括静态路由和 RIP动态路由 动态路由） RIP动态路由）
直直
经经从 从个个 2 1 1 3 3 2 2
11.0.0.1
11.0.0.0
13.0.0.2 10.0.0.2 10.0.0.2
路由表更新过程（ 路由表更新过程（一）
1.0.0.0 S1 路由器 A 路由表 1.0.0.0 S1 0 路由器A 路由器 A 2.0.0.0 S0 S0 路由器 B 路由表 2.0.0.0 3.0.0.0 S0 S1 0 0 1 1 路由器B 路由器 B S1 S1 S0 路由器C 路由器 C 路由表 3.0.0.0 S1 0 3.0.0.0 路由器C 路由器 C 4.0.0.0
1、IP路由和路由段 IP路由和路由段
R A R
A
路由段 R R
C
R
B
IP路由和路由段 IP路由和路由段
在因特网中进行路由选择要使用路由器， 在因特网中进行路由选择要使用路由器，路由器只是 根据所收到的数据报上的目的地址选择一个合适的路径 通过某一个网络） 将数据报传送到下一个路由器， （通过某一个网络），将数据报传送到下一个路由器，路 径上最后的路由器负责将数据报送交目的主机。 径上最后的路由器负责将数据报送交目的主机。 路由器将分组报文在某一个网络中所经的通路（ 路由器将分组报文在某一个网络中所经的通路（从进 入网络算起到离开网络为止,包含路由）， ），在逻辑上看成 入网络算起到离开网络为止,包含路由），在逻辑上看成 是一个路由单位，并将此路由单位称为一跳（Hop） 是一个路由单位，并将此路由单位称为一跳（Hop）。
IP数据帧 数据帧 DATA
源MAC 080002001236
类型 0800
以太网数据帧 校验 DATA CRC
IP
源主机IP 源主机 128.1.0.1
目的主机IP 目的主机 128.4.0.1
IP数据帧 数据帧 DATA
4、路由的类型
直连路由 静态路由 缺省路由 动态路由
1）直连路由
一般而言，路由的类型分为四种：直连路由、 一般而言 ， 路由的类型分为四种 ： 直连路由 、 缺 省路由、静态路由、动态路由。 省路由、静态路由、动态路由。 ①直连路由 直连路由是指那些与路由器接口直接相连的网段 路由器在运行过程中根据接口状态和用户配置， ，路由器在运行过程中根据接口状态和用户配置， 会自动获得这些直接路由。如图所示。 会自动获得这些直接路由。如图所示。
2.0.0.0 S0 0 3.0.0.0 S0 1
1.0.0.0 S0 4.0.0.0 S1
4.0.0.0 S0 0 2.0.0.0 S1 1
路由表更新过程（ 路由表更新过程（二）
1.0.0.0 S1 路由器 A 路由表 1.0.0.0 2.0.0.0 3.0.0.0 4.0.0.0 S1 S0 S0 0 0 1 路由器A 路由器 A 2.0.0.0 S0 S0 路由器 B 路由表 2.0.0.0 3.0.0.0 1.0.0.0 4.0.0.0 S0 S1 S0 S1 0 0 1 1 路由器B 路由器 B S1 S1 S0 路由器C 路由器 C 路由表 3.0.0.0 4.0.0.0 S1 S0 0 0 3.0.0.0 路由器C 路由器 C 4.0.0.0