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1、IP编址,路由协议原理与配置,本课程容包括:高级IP编制管理、路由选择概述、RIP路由协议、OSPF路由协议、BGP路由协议、路由策略与路由优化。 以应用为目标,具有较强的实践性,重点和难点突出;在相应的知识点后面都附有小结、习题和实训。,安排,IP编址 IP地址概述 IP地址的分类 IP地址的划分 VLSM原理和CIDR规划 IPv4和IPv6,学习对象,希望了解 网络路由技术方面知识的学生、专业人士等,学习目标,在完成本单元的学习后,您将能够: 认识IPv4编址的深层含义认识IPv6编址的深层含义 配置IPv4和IPV6地址熟悉常见的IP地址规划方法,如VLSM、CIDR等。,目录大纲,I
2、P地址概述 IP地址的分类 IP地址的划分 VLSM原理和CIDR规划 IPv4和IPv6,1 IP地址概述,.唯一的地址可以在两个终端工作站之间互相通信 。 2.路由器缺省依赖于P包中的目的地址进行选路操作。 3.如果做路由策略,可以赖源地址进行由选路。,IP寻址,1 IP地址概述,2 IP地址的分类,主机地址,2 IP地址的分类,不划分子网的寻址,3 IP地址的划分,划分子网的寻址,3 IP地址的划分,子网寻址,3 IP地址的划分,子网掩码,3 IP地址的划分,十进制与二进制的转换,3 IP地址的划分,不携带子网的网络掩码,- 在网络掩码中缺省是不携带子网掩码的,3 IP地址的划分,携带子
3、网的网络掩码,从图中可以看到,从主机位借用8位作为子网位,3 IP地址的划分,携带子网的网络掩码(继续),从主机位借用10位作为子网位.,3 IP地址的划分,4 VLSM的原理与CLDN汇总,所谓VLSM就是网络子网化的过程;它能按照需要的地址数目来分配地址段,最大化发挥地址的功效.缺点是:使得路由表变大,消耗硬件资源. VLSM的原理是:根据实际中需要的网络数,从主机位借用一定的位数变为子网位.但到底借用多少位,要从网络数和一个网络内需要的主机数两个角度考虑,否则就会”顾此失彼”. 上图是说明VLSM的示例.,计算VLSM,4 VLSM的原理与CLDN汇总,子网划分的捷径,1.你所选择的子网
4、掩码将会产生多少个子网?:2 的x 次方(x 代表网络位,即2 进制为1 的部分) 2.每个子网能有多少主机?: 2 的y 次方-2(y 代表主机位,即2 进制为0 的部分) 3.计算Weight(权重值):从主机位借用的最后一位所对应的十进制数值.然后,把当前网络的掩码位变为子网位,得出第一个子网;然后加权重值,得出第二个子网;第二个子网再加权重值得出第三个子网,依次类推. 4.每个子网的广播地址是:广播地址=下个子网号-1 5.每个子网的有效主机分别是:忽略子网内全为0 和全为1 的地址剩下的就是有效主机地址. 最后有效1 个主机地址=下个子网号-2(即广播地址-1),4 VLSM的原理与
5、CLDN汇总,子网划分实例一,C 类地址例子:网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26) 子网数=2的2次方=4 主机数=2 的6 次方-2=62 计算权重值:第26位的十进制权重值为64.因此子网为:192.168.10.0/26; 192.168.10.64/26; 192.168.10.128/26; 192.168.10.192/26 广播地址:下个子网-1.所以2 个子网的广播地址分别是 192.168.10.63,192.168.10.127依次类推. 有效主机范围是:第一个子网的主机地址是192.168.10.1 到192.168.10.6
6、2;第二个是192.168.10.65 到192.168.10.126,依次类推,4 VLSM的原理与CLDN汇总,子网划分实例二,B 类地址例子:网络地址:172.16.0.0;子网掩码255.255.192.0(/18) 1.子网数=2的2次方=4 2.主机数=2 的14 次方-2=16382 3.权重值位:第18位的十进制权重值为64.所以第一个子网为172.16.0.0/18,最后1 个为172.16.192.0/18 4.广播地址:下个子网-1.所以2 个子网的广播地址分别是172.16.63.255 和172.16.255.255 5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.
7、16.0.1 到172.16.63.254;第二个是 172.16.64.1 到172.16.127.254;依次类推,4 VLSM的原理与CLDN汇总,4 VLSM的原理与CLDN汇总,CIDR和VLSM都是为打破传统的以类(class)为标准的地址划分方法,缓解IP地址紧缺而出现的 CIDR可以看成是VLSM的逆过程,也可以叫做手工路由汇总或超网汇总. 路由汇总使得多个IP地址集看上去就像是一个地址集从而减少了在路由器中的路由条目;减轻了CPU和内存的负载;提供更为有效的路由服务;加快了网络收敛的速度;减少了路由翻动的可能性. CIDR不被RIPV1和IGRP支持,因为这两个路由协议只支持
8、自动汇总,并且在传递路由消息时不传递子网掩码,而CIDR全指子网掩码活着.,CIDR的实例,从实例我们能看出,CIDR就是比较多少个高位的网络位是相同的.然后把这条汇总路由 通过路由协议发布出去,大大减少了路由条目的数量.但汇总时要注意,千万不能和其他 网络产生交集,否则就会产生路由黑洞,切记!,4 VLSM的原理与CLDN汇总,CIDR需要考虑的因素,多个IP地址必须有相同的高位.也就是说汇总是从前向后的方向,不能相反. 路由协议实施CIDR汇总时,会自动在路由表中产生一个指向NULL0的静态汇总路由,但你不用担心分组被扔到垃圾桶中,因为路由协议会依赖路由表中的最长掩码进行匹配,而汇总正是对
9、路由表中具体路由的汇总,只要更具体的路由存在就不会丢弃;如果路由表中的具体路由全都不存在了,那么汇总路由也随之不复存在.所以,汇总路由依赖于具体路由的存在而存在. 要求路由协议必须能承载子网掩码.早期的距离矢量路由协议是不支持的,要注意.,4 VLSM的原理与CLDN汇总,一个不连续网络环境下的汇总,RIPv1和IGRP在不同的网络边界自动汇总,不具备在不同网络边界通告子网的能力,因为他们在路由更新中不传递子网掩码,因此,如果网络运行这两种路由协议要求网络必须是连续的,否则就会如上图产生路由黑洞. OSPF, EIGRP和RIPv2 具备通告子网的能力,因此它们可以支持不连续的网络.,4 VL
10、SM的原理与CLDN汇总,IPv4和IPv6,5 IPv4和IPv6,为什么我们需要更大地址空间,网络日趋流行 截至到2005年11月,大约有9.73亿名internet用户 网络的日趋流行及平民化需要更大的地址空间 移动用户要求使用IP地址 PDA, 画板, 笔记本等 截至到2004年,这样的设备大约有两千万台 移动电话 其数量已超过10亿台 运输设备 预计,支持IP的汽车数量将达到10亿量 飞机上的Internet接入设备 消费电子设备 Sony 公司规定从2005开始,所有产品支持IPV6 数以亿记的家用产品需要配置IP地址,5 IPv4和IPv6,IPv6的特点,更大的地址空间: 改善
11、了全球可达性和灵活性 能够在路由选择表中聚合通告的前缀 更容易连接到多家ISP 自动配置链路层地址 即插即用功能 无需进行地址转换 简化了重新编址和修改地址的机制 移动性和安全性更好: 可在不中断网络连接的情况下在网络中移动 IPV6要求必须使用IPsec,更简单的报头: 路由选择效率高 提高性能和转发速率 没有广播 不需要处理校验和 报头扩展机制更简单 流标签 过度方式丰富多彩: 双栈 6to4 和 manual tunnels 地址翻译,5 IPv4和IPv6,IPv6地址书写方式,格式: x:x:x:x:x:x:x:x, 其中X为一个16字节的十六进制字段 注意:在IPV6地址中,十六进
12、制数A、B、C、D、E和F是不区分大小写的 在一个16字节中,可省略前面的零 在每个地址中,可以使用一对冒号来表示相连的任意数量的零 举例: 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B 前面的地址可以简写为:2031:0:130f:9c0:876a:130b 不能简写成:2031:130f:9c0:876a:130b FF01:0:0:0:0:0:0:1 FF01:1 0:0:0:0:0:0:0:1 :1 0:0:0:0:0:0:0:0 :,5 IPv4和IPv6,IPv6地址类型,单播地址: 和IPV4地址类似,IPV6单播地址可以用于单个接口 一个接口可
13、以有多个IPV6的地址(例如, 全球地址, 预留地址, 链路地址, 站点地址等) 组播地址: 标识位于不同设备的一组接口 可提高网络的效率 地址范围比IPV4的大 任意播地址: 将一个单播地址分配给位于一组不同设备的接口上,就成为任播地址 多台设备共享一个地址 所有的节点提供相同的服务 源端设备可发送数据包到任意播地址 路由器决定将数据包发往离源最近的任意播地址 实现负载均衡,5 IPv4和IPv6,IPv6单播地址,IPV6单播地址的类型: 全球地址:从2000:/3开始,由IANA组织指派 预留地址:被IETF所采用 私有地址: 本地链路地址(从FE80:/10起始) 一个单一的接口可能会
14、指派多个IPv6地址的任何类型:单播,任播或组播. IPv6的处理规则所涵盖的多个RFC文档 。 由RFC 4291进行明确的架构,5 IPv4和IPv6,IPv6全局单播地址,IPv6的全球单播地址和任播地址具有相同的地址格式。 使用全球路由前缀的结构并聚集向上,最终到ISP. 一个单一的接口可能会指派多个类型的地址(单播,任播,组播) 每一个IPv6的接口至少包含一个环回(:1 / 128 )和一个链接本地地址. 每一个接口可以有多个独特的本地和全球地址(可选).,5 IPv4和IPv6,链路本地地址,链路本地地址的有效范围为本地链路,在所有IPV6的接口上,他们都是使用链路本地前缀FE8
15、0:/10和一个64为接口标识符创建的 链路本地地址用于自动地址配置、邻居发现和路由器发现,众多路由选择协议也使用这种地址 链路本地地址可用于连接局域网的设备,从而不需要使用全局地址 同链路本地地址通信时,必须指定出站的接口,因为每个接口都连接到FE80:/10,5 IPv4和IPv6,IPv6的遵循类聚,地址汇聚有以下好处: 在全球路由表中宣布聚集后的前缀路由 提供高效且可扩展的路由,5 IPv4和IPv6,分配IPv6全局单播地址,静态指派地址 手动的接口地址指派 EUI-64格式的接口ID的自动创建 自动指派地址 无状态的自动配置 DHCPv6 (stateful),5 IPv4和IPv
16、6,IPv6 EUI-64 接口ID,思科可以使用64位扩展通用标识符(EUI-64). 创建的格式是:在 48位的 MAC 地址中间插入“FFFE”,使之64位 要确保所选择的地址是从一个独特的以太网MAC地址, U/L位设置为1 ,为全球范围地址( 0为本地的范围).,5 IPv4和IPv6,无状态自动配置,5 IPv4和IPv6,全状态自动配置(DHCP v6),DHCP第六版是IPv4 DHCP的更新版本 : 支持新的编制方式 相对于无状态自动配置,可开启更多控制方法 可用于地址重编,5 IPv4和IPv6,IPv6路由协议,IPv6 路由类型: Static RIPng (RFC 2
17、080) OSPFv3 (RFC 2740) IS-IS for IPv6 MP-BGP4 (RFC 2545/2858) EIGRP for IPv6 全局配置命令执行IPV6 unicast-routing,以启用IPV6数据报转发功能.,5 IPv4和IPv6,RIPng(RFC 2080),简单的 IPv4 特性: DV算法, 最多支持的网络直径为15台, 水平分割, 和路由毒抑 建立在RIPv2基础之上 更新后的 IPv6特性: IPv6 前缀, IPv6 下一跳地址 使用组播地址FF02:9, 所有配置了RIPng的路由器都向这个组播地址组发送自己的路由表 使用 IPv6传输报文
18、称为 RIPng,5 IPv4和IPv6,IPv4到IPv6的过渡,Transition richness means: 由IPV4向IPV6的过度是一个持续的过程,需要一定的时间 其过度方式丰富多彩: 双栈 Manual 隧道 6to4 隧道 ISATAP 隧道 Teredo隧道 考虑不同设备的兼容问题: 代理及地址翻译 (NAT-PT),5 IPv4和IPv6,IPv6下的双栈,双栈是一种集成方法,让节点能够同时连接到IPV4和IPV6网络,因此节点有两个协议.,5 IPv4和IPv6,IPv6下的双栈(继续),当一个接口即配置IPV4地址又配置IPV6地址, 这个接口就被称为双栈,5 I
19、Pv4和IPv6,IPv6隧道,对于IPV6而言,隧道化是一个集成方法,他使用另一种协议(如IPV4)来封装IPV6分组. 在IPV6的报头和有效负载(数据)的前面,插入了一个IPV4报头,其长度为20字节 涉及的路由器使用双栈,5 IPv4和IPv6,开启IPv6,RouterX(config)#,开启IPV6功能,为接口配置IPV6地址,RouterX(config-if)#,ipv6 unicast-routing,ipv6 address ipv6prefix/prefix-length eui-64,5 IPv4和IPv6,IPv6地址配置实例,5 IPv4和IPv6,配置IPv6的RIPng,RouterX(config)#,开启IPV6的RIP功能,RouterX(config-if)#,在接口上配置IPV6 的RIP功能,显示不同的rip进程,显示IPV6路由表中由RIPng发现的路由,ipv6 router rip tag,ipv6 rip tag enable,show ipv6 rip,show ipv6 route rip,5 IPv4和IPv6,RIPng配置举例,5 IPv4和IPv6,谢 谢!,
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