计算机网络与通信(第7章)

1、第7章 网络互联,7.1 概述 7.2 网际协议 7.3 地址解析协议 7.4 因特网控制报文协议 7.5 无类别域间路由 7.6 路由协议 7.7 IP多播 7.8 下一代网际协议IPv6 7.9 IP主干网,7.1 概述,7.1.1 Internet构造基础网络互联,若干个底层网络（LAN、MAN、WAN乃至点对点链路等），通过路由器（router）互连在一起便组成了互联网（internet）。互联网是网络的集合。,网络互联组成互联网,7.1.1 Internet构造基础网络互联,跨越使用不同标准的异构的网络进行通信，即实现网络互联，是构造互联网的基础。互联网技术在底层网络与用户之间加入了

2、中间层次，互联底层网络，使它们互通，并屏蔽底层细节，向用户提供通用一致的网络服务。 实现网络互联是网络层的核心功能，网络层的协议实现了分组跨越互联网的传输。,网络层实现分组跨越互联网的传输,7.1.2 网络互联的关键设备路由器,路由器是网络互联的关键设备，路由器系统构成了互联网基本的交通网络系统。 第3层交换机也称作交换路由器，使用专用集成电路ASIC对分组进行更迅速的处理。高速交换路由器:GSR(Gigabit Switch Router)和TSR(Terabit Switch Router)。 路由器 的结构,7.1.3 网际层的服务和协议,网际层负责将分组从源主机传送到目的主机，提供无连

3、接的(Connectionless)、不可靠的(Unreliable)但尽力而为的(Best-Effort)分组传送服务。 网际层实现这种服务的分组传送机制为网际协议(internet protocol)，通常称为IP协议，它主要提供三个方面的内容： IP定义了网际层的PDU，规定了它的格式； IP软件实现数据报转发功能，选择发送的路由并转发； IP还包括了一组体现了不可靠、尽力分组传送的规则。,7.2 网际协议,7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,分类IPv4地址 32比特长度的二级地址，包括三个字段： 类别字段； 网络号字段net-id； 主机号字段host-id。 IP地址分为A，B

4、，C，D，E 5类，二级的IP地址有如下特点： net-id 可用于将数据报路由到目的网络； host-id可用于将数据报路交付到本网络上的主机； 简化了路由表。 点分十进制记法(dotted decimal notation)。,7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,IP地址格式,7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,IP地址的范围,7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,特殊形式的IP地址,7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,划分子网(subnetting) 将单位自己控制的host-id字段中的前若干比特划分出来作为子网号（subnet-id），在本单位内使用路由器将各子网互连。

5、子网号使用多少比特，单位根据需要自己决定。划分的子网和子网中的主机，不使用全0和全1的子网号和主机号，称为变长子网划分（variable-length subnetting），相当于使用了三级地址。 子网掩码(Subnet Mask),7.2.1 分类IPv4地址及子网划分,私有地址 私有地址看空间可以被许多专用网络自由使用，仅在一个专用网络内保证唯一即可。私有地址也能和公有地址在企业内混合使用。 私有地址网络上的主机需要访问Internet服务，私有地址网络需要通过NAT路由器连接到Internet。NAT（Network Address Translation）即网络地址转换 。,7.2.

6、2 IP数据报格式,IP数据报格式,7.2.3 IP数据报分片与重组,IP数据报封装中的问题 IP数据报是封装在底层网络的帧中传送的，封装是影响传输效率的一个重要因素，最大传输单元MTU（Maximum Transfer Unit）。 IP的作法是：选择一个合适的初始数据报大小，使其在源站所在网络上能进行最大限度的封装。同时，IP协议提供一种分片机制，在路径中如果经过MTU较小的网络，就将数据报分片进行传输。分片总是出现在网络的交界处，由路由器负责。分片到达目的站后，IP将分片重组。,7.2.3 IP数据报分片与重组,IP数据报分片(Fragmentation) 数据报分片示例,7.2.3 I

7、P数据报分片与重组,片重组(reassembly) 分片与重组控制 分片和重组控制有关 的字段有三个，即标识（identification）字段、标志（flags）字段和片偏移(fragment offset)字段。 重组定时器(reassembly timer),7.2.4 IP数据报转发(Forwarding),直接交付和间接交付 路由表 最基本的IP路由表包含了如下的序偶： 目的网络IP地址，下一跳IP地址 路由表仅仅指明了到达目的网络路径上的下一跳，转发结点并不知道到达目的网络的全部路径。 IP的数据报转发机制是基于路由表的下一跳转发, 整个传送过程是逐跳（hop by hop）进行的

8、。每个结点只负责转发到下一跳。 路由表中目的地址只使用网络前缀的信息，这使路由表大大减小。 路由表中还包括一些其它信息，如转发数据报的端口，到达目的网络的跳数 。,7.2.4 IP数据报转发(Forwarding),默认路由与指定主机路由 基本的IP数据报转发流程 从数据报中提取目的站IP地址D，并计算其网络前缀N，查找路由表 if N与任何直接相连的网络的地址匹配 then 通过该网络把数据报交付到目的地D（其中涉及到把D转换成一个物理地址、封装数据报并发送该帧） else if 路由表中包含一个到D的指定主机路由 then 把数据报发送到表中指定的下一跳 else If 路由表中包含到网络

9、N的一个路由 then 把数据报发送到表中指定的下一跳 else if 路由表中包含一个默认路由 then 把数据报发送到表中指定的默认路由器 Else 宣布数据报转发出错,7.2.4 IP数据报转发(Forwarding),子网IP数据报转发流程 基本路由表中要增加子网掩码： 目的网络IP地址，子网掩码，下一跳IP地址 将IP数据报的目的IP地址和子网掩码进行布尔“与”运算，将得到的地址和表项中的目的网络地址进行匹配测试，若匹配成功，则由该表项得到下一跳IP地址。 只用于目的网络地址在本网络内的情况。对于外部网络，虽然划分了子网，但视为一个整体。,7.2.4 IP数据报转发(Forwardi

10、ng),子网IP数据报转发,7.2.4 IP数据报转发(Forwarding),统一的IP数据报转发流程 对子网掩码形式进一步进行规定： 划分了子网的网络，子网掩码规定不变； 不划分子网的网络，其子网掩码形式规定为IP地址的host-id部分对应的比特为“0”，其余为“1”； 指定主机路由，子网掩码规定为全“1”； 默认路由，其IP地址记为0.0.0.0，子网掩码则规定为全“0”。 统一的IP数据报转发流程： for 每一个路由表的表项 do 把目的站IP地址D与该项子网掩码进行“与”得到目的网络地址N 将N和该表项中的目的网络地址进行匹配测试 if 匹配成功 then把数据报发送到该表项下一

11、跳地址指定的结点， else 循环进入下一个路由表表项 if 在路由表中找不到匹配成功的表项 then 宣布数据报转发出错,7.2.5 IP数据报选项,主要用于网络测试或调试 ，IP选项字段的长度为1 40字节不等，取决于所选的项 ，由选项码(option code)开始 。 选项码 IP选项,7.2.5 IP数据报选项,IP选项,7.3 地址解析协议,7.3.1 IP地址与物理地址,IP层及以上使用IP地址寻址，数据链路层使用物理地址(MAC地址，硬件地址)寻址。,IP地址和物理地址的使用,7.3.1 IP地址与物理地址,R1中地址的查找和转换,IP地址和物理地址的使用,7.3.2 ARP地

12、址解析机制,动态绑定(dynamic binding),7.3.2 ARP地址解析机制,ARP缓存(caching) 为进一步提高效率，ARP还采取了以下措施： 在ARP请求报文中也放入源站的IP地址和物理地址的映射，以免目标机紧接着为解析源站的物理地址而再进行一次动态绑定操作； 源站在广播自己的地址映射时，网上所有主机都将它存入自己的ARP缓存； 新的主机入网时，主动广播自己的地址映射，以免其他主机对它运行ARP。,7.4 因特网控制报文协议ICMP,7.4.1 ICMP及其报文格式,ICMP（Internet Control Message Protocol）弥补了IP可靠性方面的不足，提

13、供了一定的差错报告和控制功能。 ICMP数据的封装,7.4.1 ICMP及其报文格式,ICMP报文类型,7.4.2 ICMP报文,差错报告报文 具有以下特点： 提供差错报告，并不严格规定对差错应采取什么样的处理方式； 差错报告是伴随着抛弃出错的数据报而进行的； 路由器或目的站向源站进行报告，并不通知有关的路由器。 ICMP差错报告包括以下几种： (1) 目的不可到达报告 ； (2) 超时报告； (3) 参数出错报告 。,7.4.2 ICMP报文,ICMP控制报文 源抑制报文: 路由器周期性测试每条输出线路，监视拥塞的发生并发送源抑制报文。 重定向报文: 主机并不执行路由算法动态更新路由表，启动

14、时路由表一般是由人工配置。ICMP重定向机制保证主机拥有一个动态的优化的路由表，它只用于同一网络上的主机与路由器之间。ICMP重定向机制的前提是路由器知道优化的路径，路由器的路由选择协议来解决。,7.4.2 ICMP报文,ICMP请求/应答（request / reply）报文 (1) 回应请求与应答 (2) 时戳请求与应答 (3) 子网掩码请求与应答 路由器发现(router discovery)报文 路由器恳求(router solicitation)和路由器通告(router advertisement)两种ICMP报文支持路由器发现。,7.5 无类别域间路由CIDR,7.5.1 无类别

15、域间路由编址,CIDR CIDR出发点: 把当时剩余的约200万个C类地，切成大小可变的连续地址块来分配，明显减少了路由表的增长。 无类别的两级编址，包括网络前缀（network-prefix）和主机号。 CIDR使用斜线记法(slash notation), 即在地址后加一斜线“/”，斜线之后写上网络前缀占的比特数。 CIDR仍使用掩码（屏蔽码，mask） 全为0 全为1的主机号一般不使用.,7.5.1 无类别域间路由编址,CIDR地址的例子：192.36.160.7/20 该地址相应的二进制表示为： 11000000 . 00100100 .1010 0000 . 00000111 网络前

16、缀（20比特） 主机号（20比特） 其掩码为： 11111111 . 11111111 . 11110000 . 00000000 ( 255 255. 240. 0 ) 这个CIDR地址所在的地址块有4096个地址，首地址和未地址分别为： 首地址： 192.36.160.0, 11000000 . 00100100 . 10100000 . 00000000 未地址： 192.36.175.255, 11000000 . 00100100 . 1010 1111 . 11111111 全为0 全为1的主机号不使用，只使用上述两个地址之间的4094个地址。,7.5.1 无类别域间路由编址,CI

17、DR分配地址的原则如下： 为用户分配一块连续的地址空间，可包含2n个 IP地址； 这块地址的首地址应该是2n的整数倍； 掩码的高32-n 比特为1，低n 比特为0。,CIDR地址分配的例子,7.5.2 路由聚合,路由聚合（router aggregation），也称作构造超网（supernetting）。 申请到连续的C类网络地址，路由聚合使得这些网络看起来象个大的网络，并且可以使路由表大大减小。,7.5.3 最长前缀匹配,产生多个匹配项时，取匹配项中网络前缀最长的项，称最长前缀匹配（longest-prefix matching）。 CIDR编址可能产生多个匹配项。例如: 在CIDR路由表中

18、，包含企业和三分厂的网络地址192.36.160.0/20和192.36.174.0/23，它们的掩码分别为255.255.240.0和255.255.254.0 。 ISP的路由器收到一个目的地址D = 192.36.175.8的数据报，将D和CIDR路由表逐项地进行匹配测试，结果 和192.36.160.0/20以及192.36.174.0/23 都匹配。因为目的地址D属于三分厂网络，显然路由应取后者。,7.6 路由协议,7.6.1 路由协议简介,静态路由（static routing ）和 动态路由（dynamic routing ），Internet使用动态路由。 主机或路由器在启动后

19、都必须有一个初始的路由表，对于动态路由，初始路由表建立起来之后还要动态地更新。 路由协议（routing protocol），也称路由选择协议，用于路由器之间不断地交换路由信息，运行路由算法，优化更新路由。,7.6.1 路由协议简介,整个Internet并不是采用一种全局性的一致的路由算法。 自治系统AS(Autonomous System) Internet划分为许多较小的自治系统，有一个全局管理的唯一的识别编号 ，自己有权决定在本自治系统内部采用哪种路由协议。 AS之间的路由称为域间路由（interdomain routing）, AS内部的路由称为域内路由（intradomain rou

20、ting）两级路由。相应地，路由协议分为如下两类： 内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol） 外部网关协议EGP（External Gateway Protocol）,7.6.1 路由协议简介,IGP和EGP,7.6.2 路由信息协议 RIP,距离矢量(distance-vector 路由算法 路由交换的报文包含 （D，V）序偶的列 表，D是到该目的网 络的距离，V标识目 的网络，称为矢量。 交换处理的过程是一 个分布式处理过程。,距离矢量路由算法例子,7.6.2 路由信息协议 RIP,距离矢量路由算法, 设： 网络所有结点的集合为N ; D(i)表示N 中任意

21、结点i到某一目的结点d 的距离； L(i,j)表示N 中两个结点i 和j 之间的距离，i j，并有如下原始数据： 当i和j直接相连接时，L(i, j) 就是图右图所标的距离； 当i和j不直接相连接时，L(i, j) =。 求各结点i 到目的结点d 的最短距离D(i) 的算法如下： (1) 初始化 D(i) = ，iN 但 id； D(d) = 0 。 (2) 更新最小距离 对每个iN 但 id： D(i) = min L(i, j) + D(j) ； 重复步骤（2），直至迭代中所有D(i)不再变化。,7.6.2 路由信息协议 RIP,上述例子中各结点到目的结点D的路由的迭代过程,7.6.2 路

22、由信息协议 RIP,所有路由器周期性地和邻接路由器（称邻站，neighbor） 交换路由信息。 如，A与B是邻站，当B收到A发来的A的路 表之后，下述 4 种情况下B将修改其路由表： A知道去某个目的网络距离更短的路由； A给出了B不知道的路由； B到某个目的网络的路由经过A而且A到该网络的距离 有了变化（变小或变大）； 在规定的时间内收不到A的路由报文，则下一跳为A的 表项，距离修改为最大值。 路由信息报文的交互顺序具有随机性，导致不同的路由更 新过程，最终会收敛到同样的优化路由。,7.6.2 路由信息协议 RIP,路由更新的例子,7.6.2 路由信息协议 RIP,RIP：简单，规定“距离”

23、为到达目的网络的跳数，最大跳数为15，达到16时，即认为不可达。每个RIP路由器每隔30秒钟周期性地向所有邻站广播自己的路由表。 RIP2报文格式,7.6.3 开放最短路径优先协议,Dijkstra算法示例,最短路径优先SPF（Shortest Path First）路由算法 SPF算法的每个路由器都要知道全部的网络拓扑结构信 息。Dijkstra算法可以从单个源点开始计算到其他所有目的 结点的最短路径。,以 a为根的最短路径树,7.6.3 开放最短路径优先协议,SPF算法，设： D(i)表示任意结点i到源结点s之间的距离，i s; L(i, j)表示结点i和j之间的链路距离， i j， 当i

24、和j直接相连接时，L(i, j)就是图上所标的距离， 当i和j不直接相连接时，L(i, j) =； N为集一个集合，它包含了到s的最短距离已得到的诸结点，NC为其补集； 那么，Dijkstra算法可按下述步骤进行： (1) 初始化 N = s ； D(i) = L(i,s)， iNC 。 (2) 迭代 寻找结点jNC使得 ： D(j) = min D(i) ， iNC 将结点j加入集合N ； 如果 NC为空，结束；否则进入（3）。 (3) 更新最小距离 对每个结点iNC ： D(i) = min D(i), L(i, j) + D(j) ; 返回到(2)。,7.6.3 开放最短路径优先协议,上

25、述例子的计算过程,7.6.3 开放最短路径优先协议,OSPF路由协议 OSPF是一种分布式的链路状态协议，所有的OSPF路由器都维持一个链路状态数据库LSDB，存储的链路状态信息描绘了整个AS的网络拓扑以及各个链路的度量。 OSPF路由器之间要不断地相互交换链路状态信息并扩散到整个AS，以保持LSDB的动态性和在AS范围内的一致性，即LSDB同步。路由器在此基础上执行Dijkstra算法，计算出以自己为根的最短路径树,再得到路由表。,7.6.3 开放最短路径优先协议,OSPF报文 OSPF设计有五种类型的报文： 1 问候报文Hello ； 2 数据库描述报文DBD(DataBase Descr

26、iption) 3 链路状态请求报文LSR(Link State Request) 4 链路状态更新报文LSU( Link State Update) 5 链路状态确认报文LSAck(Link State Acknowledgment),7.6.3 开放最短路径优先协议,OSPF报文格式,7.6.3 开放最短路径优先协议,单区OSPF操作 （1）建立与维护与邻 站的邻接关系 （2）选举指定路由器 和备份指定路由器 （3）同步LSDB （4）计算最短路径树 并生成路由表,OSPF生成最短路径的例子,7.6.3 开放最短路径优先协议,路由状态信息的分区管理 Internet中有的AS很大，可以将A

27、S划分成若干个区，采取层次结构的区划分，每个AS有一个主干区 ，连通所有的其他区，主干区内还有一个路由器和其它AS相连接。每个区至少有一个路由器连到主干区。 OSPF的分区管理把路由器分为了4类： （1）内部路由器（internal router） （2） 区界路由器(area boarder router) （3）主干路由器（backbone router） （4）自治系统边界路由器（AS boundary router）,7.6.3 开放最短路径优先协议,跨区传送的路径分三段计算： 从源到区界路由器的源区内路径段； 源区和目的区之间的主干区路径段； 目的区内路径段。,OSPF自治系统分区示

28、例,7.6.4 边界网关协议BGP,路径矢量（path-vector）协议 边界网关协议BGP（Border Gateway Protocol）是一种EGP，用来在不同AS的路由器之间交换路由信息 。 BGP交换的路由信息主要是到目的网络的路径和目的网络地 址，是一种路径矢量协议。BGP不通报距离，是一种可达性协议，而不是最优路由协议，原因： Internet规模太大， AS之间的路由选择非常困难； 对各个AS之间计算最优路径也是不现实的； AS之间路由选择必须考虑有关策略。,7.6.4 边界网关协议BGP,BGP路由 选择机制 BGP路由 选择示例,7.6.4 边界网关协议BGP,BGP的3

29、个功能步骤： 邻站关系的建立, 即邻站探测（neighbor acquisition）； 邻站关系的维护，即邻站可达性（neighbor reachability）； 可达网络数据库的建立与维护，即网络可达性（network reachability）。 BGP报文 打开报文 Open； 保活报文 Keepalive； 更新报文 Update； 通知报文 Notification。,7.6.4 边界网关协议BGP,BGP报文交换过程 假设R1.1通过RIP得到了关于子网N1.2和N1.3的新的路由消 息，R1.1可以给AS2的R2.1发送一个BGP Update报文，报 告这一新路由，主要路由

30、信息是： AS path：AS1标识； Next Hop：R1.1的IP地址； NLRI：N1.2网络ID，N1.3网络ID。 R2.2将通过一个新的Update报文将从R2.1收到的消息转发 到R3.1： AS Path：AS2标识，AS1标识； Next Hop：R2.1的IP地址； NLRI：N1.2网络ID，N1.3网络ID。,7.6.4 边界网关协议BGP,BGP路由信息交换,7.7 IP 多 播,7.7.1 IP多播简介,IP多播 IP多播并不是发送者向多个目的站进行多次单播，多播过程仅在传输路径必须分岔时才将IP数据报复制后继续转发 。 多播组的成员可以是动态的，一台主机可以在任

31、何时候加入或退出一个多播组。而且，一台主机可以是多个多播组的成员。 在多个网络上，转发IP多播数据报需要特殊的多播路由器，通常是给常规的路由器增加多播功能。,7.7.1 IP多播简介,IP多播地址 IP使用D类地址支持IP多播2.68亿个组，地址范围是224.0.0.0 到 239.255.255.255。 以太网支持多播。以太网的物理地址为48比特，其中第1字节的最低位为1则为组地址，用于多播的以太网地址范围是0 x01005E000000 0 x01005E7FFFFF，共有223个地址，有800多万个。 当IP多播数据报交到底层以太网进行传送时，IP多播地址要转换为以太网多播物理地址。

32、IP多播协议 因特网组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)支持 IP多播。 多播路由（multicast routing）协议，也分为域内和域间多播路由协议。,7.7.2 因特网管理协议IGMP,IGMP报文,7.7.2 因特网管理协议IGMP,IGMP运行机制 多播路由器的每个端口它都动态地维护一张多播组表，表中记录了与该端口连接的网络上的主机当前所加入的多播组地址。对于每个端口，不管是一台还是多台主机属于某一个多播组，多播组表中只包含一个该组的组地址。 主机如果欲加入某一新的多播组，通过发送IGMP报告报文来声明。本地多播路由器接收到这个

33、报告报文后，检查接收该报文的端口的多播组表，如果没有声明的组地址，便将它加入表中。,7.7.2 因特网管理协议IGMP,多播路由器是通过周期性地轮询本地网络上的主机，动态维护多播组表。轮询通过发送IGMP查询报文实现。 主机通过发送IGMP报告报文来响应多播路由器的查询。一个主机中可能有一个或多个进程加入不同的组，对每个组都要发回IGMP报告。当主机检测到参加某个组的进程全部都退出后，对于这个组，就不再发回IGMP响应报文。另外，也可使用离组报告报文声明退出多播组。,7.7.2 因特网管理协议IGMP,提高IGMP运行效率 为了提高效率，IGMP采用了一些措施： 多播路由器的查询报文，一般并不

34、针对某一多播组 。 当同一个网络上有多个多播路由器选择其中一个负责 查询主机的多播成员关系。 当一台主机上有多个进程要求加入同一个多播组时， 则只有一个进程发出声明成员关系的报告报文。 当主机收到查询后，延迟一个随机时间再响应 。,7.7.3 距离矢量多播路由协议,逆向路径转发和广播树 DVMRP多播路由器使用逆向路径多播RPM（Reverse Path Multicastng）算法构造了以多播源为根的多播树，多播路由器通过多播树转发数据报的副本。 RPM基于广播和剪枝（broadcast and prune）策略。广播使用逆向路径转发RPF（Reverse Path Forwarding）算

35、法，RPF在多播数据报的传送过程中构造一个以多播源为根的广播树，广播树又经剪枝生成多播树。 多播树适合描述多播路径，应该具有以下特点： 多播数据报的路径不构成环路； 多播数据报的路径应该是最短路径； 接收者能够收到且只能收到一个多播数据报副本； 应该支持动态的多播组成员关系。,7.7.3 距离矢量多播路由协议,逆向路径转发和广播树 RPF的逆向路径转发处理过程是： 当多播数据报到达路由器时，记住其输入端口（记为I），并提取 多播数据报的源网络地址（记为S）； 反过来把S作为目的网络地址查找常规的单播路由表，在匹配的 表项中找到对应的转发端口。如果这个端口与I一致，路由器就由 除I之外的所有其它

36、端口都转发一个多播数据报副本；如果与I不 一致，则丢弃该数据报。 因为单播路由表是经过优化的，也就是说从路由器到多播源的路径是最优的。逆向路径也是最优的。因此，对于某一个源发送的多播数据报，RPF路由器实际上只转发由最优路径传送来的多播数据报。这样，最终到达目的站的多播数据报走过的路径也是最优的。,7.7.3 DVMRP,RPF不能保证每个网络只收到一个多播数据报的副本。原因是转发是根据源地址而不是目的地址。因此，对于一个特定的源，每个网络应该指定一个父路由器。 这样，RPF算法的转发的路径就构成了以多播源为根的广播树。对每一个多播源，都生成一个广播树。广播树是到达所有网络的最短路径树 。,构

37、造多播树,7.7.3 距离矢量多播路由协议,逆向路径多播和多播树 DVMRP使用逆向路径多播RPM算法由广播树构造多播树，RPM在RPF基础上使用剪枝( prune)技术，处理过程是： 源结点发送第一个多播数据报时，使用RPF构造广播树； 对广播树剪枝，构造多播树。 当多播数据报到达广播树末端的叶路由器，如果叶路由器某一端口连接的网络没有多播组成员，该端口就被剪枝。如果叶路由器所有端口所连接网络都没有多播组成员，该叶路由器就被剪枝，并生成一个剪枝消息，沿逆向路径发给它的上游路由器。,7.7.3 距离矢量多播路由协议,如果上游路由器从它所有的下游路由器都收到了剪枝消息并且它自己所连接的网络也不包

38、含多播组成员，该上游路由器也被剪枝，并生成一个剪枝消息，沿逆向路径发给它的上游路由器。如此下去，剪枝消息进一步上传, 最远可以到根。 每个多播源，对应一个广播树；而每个（多播源，多播组）序偶，都对应一个多播树。多播树是广播树的一个子树，是以多播源为根到所有多播组成员的最短路径树SPT（ Shortest Path Tree）。 如果一个新的成员要加入某多播组，则使用接枝（graft）强制将先前剪掉的分枝接到多播树上。 如果多播组中有的成员要退出多播组，可以通过剪枝消息修剪多播树。,7.7.3 距离矢量多播路由协议,多播隧道(multicast tunneling) 隧道技术将一个多播数据报由一

39、个多播路由器穿过一组没有多播功能的中间路由器送到另一个多播路由器。 隧道技术传输数据报的封装方式称为IP-in-IP。 多播主干网Mbone (Multicast backbone)。,7.8 下一代的网际协议IPv6,7.8.1 IPv6简介,“网络泰坦尼克危机” IPv6和IPv4相比，主要的改进和特点如下： 大大地扩充了地址空间，多级地址结构，无类别地址。 新的简化的首部格式。 简化了协议，加快了数据报的转发的速度。 对流的支持。 安全功能。 即插即用（plug & play）功能。,7.8.2 IPv6数据报格式,IPv6数据报基本首部,IPv6数据报,7.8.2 IPv6数据报格式,

40、IPv6数据报扩展首部 通过使用某些可选的扩展首部指明源站希望对数据报进行的某些特殊处理。 IPv6扩展首部,7.8.2 IPv6数据报格式,带有路由选择扩展首部的IPv6数据报,7.8.3 IPv6地址,IPv6地址空间 IPv6包括以下三种基本类型的地址： 单播(unicast) 多播(multicast) 任播(anycast) IPv6 128 比特的地址空间包容3.41038 个地址，地球上每个人都拥有大约61028个IP地址。 IPv6地址记法 冒分十六进制记法(colon hexadecimal notation，简写为colon hex) 例：686E:8064:FFF0:3F

41、00:0:1180:927A:32,7.8.3 IPv6地址,IPv6地址记法 为进一步简化，采用以下两种技术： 第一，允许零压缩(zero compression) 例：FF06:0:0:0:0:0:0:BB1 写成 FF06:BB1 第二，可以和点分十进制记法的后缀联合使用。 例：0:0:0:0:0:0:192.10.12.17 写成 :192.10.12.17 CIDR斜线表示法在IPv6地址表示中仍然适用。 例： 204A:0:0:B5:/80,7.8.3 IPv6地址,全球单播地址（aggregatable global unicast address） 3级层次结构，包含3个字段。

42、 把物理地址编入IP地址会导致如下两个后果： 不再使用ARP进行地址解析； 所有的物理地址许使用统一的格式规范； IEEE EUI-64,7.8.4 IPv4向IPv6过渡,双协议栈技术 双协议栈技术在主机或路由器的IP层同时安装IPv6和IPv4协议，具有IPv6和IPv4两种地址，结点可以转发IPv6和IPv4分组。,双协议栈传送IPv6数据报示例,7.8.4 IPv4向IPv6过渡,数据报的传输和转换过程依次是： AB传输：运行IPv6协议，传输IPv6数据报； B转换: 双协议栈结点将IPv6格式的数据报转换为 IPv4格式的数据报； BC D E传输：运行IPv4协议，传输IPv4数