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網路前綴不同怎麼聚合

發布時間:2023-06-01 09:51:21

『壹』 計算機網路(四)網路層

主要任務是把分組從源端傳到目的端,為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網路層傳輸單位是數據報。

鏈路層數據幀可封裝數據的上限稱為最大傳送單元MTU

標識:同一數據報的分片使用同一標識。

中間位DF(Don』t Fragment):

最低位MF(More Fragment):

片偏移:指出較長分組分片後,某片在原分組中的相對位置。以8B為單位。除了最後一個分片,每個分片長度一定是8B的整數倍。

IP地址:全世界唯一的32位/4位元組標識符,標識路由器主機的介面。IP地址::={<網路號>,<主機號>}

有一些IP地址是不能用的,有其特殊的作用,如:

網路地址轉換NAT(Network Address Translation):在專用網連接到網際網路的路由器上安裝NAT軟體,安裝了NAT軟體的路由器叫NAT路由器,它至少有一個有效的外部全球IP地址。

此外,為了網路安全,劃分出了部分IP地址和私有IP地址,私有IP地址網段如下:

路由器對目的地址是私有IP地址的數據報一律不進行轉發。

分類的IP地址的弱點:

某單位劃分子網後,對外仍表現為一個網路,即本單位外的網路看不見本單位內子網的劃分。

路由器轉發分組的演算法:

無分類域間路由選擇CIDR:

CIDR記法:IP地址後加上「/」,然後寫上網路前綴(可以任意長度)的位數。e.g. 128.14.32.0/20

CIDR把網路前綴都相同的連續的IP地址組成一個「CIDR地址塊」。

使用CIDR時,查找路由表可能得到幾個匹配結果(跟網路掩碼按位相與),應選擇具有最長網路前綴的路由。前綴越長,地址塊越小,路由越具體。

將多個子網聚合成一個較大的子網,叫做構成超網,或路由聚合。方法:將網路前綴縮短(所有網路地址取交集)。

由於在實際網路的鏈路上傳送數據幀時,最終必須使用MAC地址。

ARP協議:完成主機或路由器IP地址到MAC地址的映射。

ARP協議使用過程:

ARP協議4種典型情況:

動態主機配置協議DHCP是 應用層 協議,使用 客戶/伺服器 方式,客戶端和服務端通過 廣播 方式進行交互,基於 UDP

DHCP提供即插即用聯網的機制,主機可以從伺服器動態獲取IP地址、子網掩碼、默認網關、DNS伺服器名稱與IP地址,允許地址重用,支持移動用戶加入網路,支持在用地址續租。

DHCP工作流程如下:

ICMP協議支持主機或路由器:包括差錯(或異常)報告和網路探詢,分部發送特定ICMP報文

ICMP差錯報告報文(5種):

不應發送ICMP差錯報文的情況:

ICMP詢問報文:

ICMP的應用:

32位IPv4地址空間已分配殆盡,這時,可以採用更大地址空間的新版本的IPv6,從根本上解決地址耗盡問題

IPv6數據報格式如下圖

IPv6的主要特點如下:

IPv6地址表示形式:

零壓縮:一連串連續的0可以被一對冒號取代。雙冒號表示法在一個地址中僅可出現一次。

IPv6基本地址類型:

IPv6向IPv4過渡的策略:

R1的路由表/轉發表如下:

最佳路由:「最佳」只能是相對於某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。

路由演算法可分為

由於網際網路規模很大且許多單位不想讓外界知道自己的路由選擇協議,但還想連入網際網路,可以採用自治系統來解決

自治系統AS:在單一的技術管理下的一組路由器,而這些路由器使用一種AS內部的路由選擇協議和共同的度量以確定分組在該AS內的路由,同時還使用一種AS之間的路由協議以確定在AS之間的路由。

一個AS內的所有網路都屬於一個行政單位來管轄,一個自治系統的所有路由器在本自治系統內都必須連通。

路由選擇協議

RIP是一種分布式的基於距離向量的路由選擇協議,是網際網路的協議標准,最大優點是簡單。

RIP協議要求網路中每一個路由器都維護從它自己到其他每一個目的網路的唯一最佳距離 [1] 記錄(即一組距離)。 RIP協議只適用於小互聯網。

RIP是應用層協議,使用 UDP 傳送數據。一個RIP報文最多可包括25個路由,如超過,必須再用一個RIP報文傳送。

RIP協議的交換

路由器剛開始工作時,只知道直接連接的網路的距離(距離為1),接著每一個路由器也只和數目非常有限的相鄰路由器交換並更新路由信息。

經過若干次更新後,所有路由器最終都會知道到達本自治系統任何一個網路的最短距離和下一跳路由器的地址,即「收斂」。

RIP的特點:當網路出現故障時,要經過比較長的時間(例如數分鍾) 才能將此信息傳送到所有的路由器,「慢收斂」。

對地址為X的相鄰路由器發來的RIP報文,修改此報文中的所有項目:把「下一跳」欄位中的地址改為X,並把所有的「距離」欄位+1。

開放最短路徑優先OSPF協議:「開放」標明OSPF協議不是受某一家廠商控制,而是公開發表的;「最短路徑優先」是因為使用了Dijkstra提出的最短路徑演算法SPF。OSPF最主要的特徵就是使用分布式的鏈路狀態協議。 OSPF直接用IP數據報傳送。

OSPF的特點:

為了使OSPF 能夠用於規模很大的網路,OSPF 將一個自治系統再劃分為若干個更小的范圍,叫做區域。每一個區域都有一個32 位的區域標識符(用點分十進製表示)。區域也不能太大,在一個區域內的路由器最好不超過200 個。

BGP 所交換的網路可達性的信息就是要到達某個網路所要經過的一系列AS。當BGP 發言人互相交換了網路可達性的信息後,各BGP 發言人就根據所採用的策略從收到的路由信息中找出到達各AS 的較好路由。

一個BGP 發言人與其他自治系統中的BGP 發言人要交換路由信息,就要先建立TCP 連接,即通過TCP傳送,然後在此連接上交換BGP 報文以建立BGP 會話(session),利用BGP 會話交換路由信息。 BGP是應用層協議,藉助TCP傳送。

BGP協議特點:

BGP-4的四種報文

組播提高了數據傳送效率。減少了主幹網出現擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同一個物理網路,也可以來自不同的物理網路(如果有組播路由器的支持)。

IP組播地址讓源設備能夠將分組發送給一組設備。屬於多播組的設備將被分配一個組播組IP地址(一群共同需求主機的相同標識)。

組播地址范圍為224.0.0.0~239.255.255.255(D類地址),一個D類地址表示一個組播組。只能用作分組的目標地址。源地址總是為單播地址。

同單播地址一樣,組播IP地址也需要相應的組播MAC地址在本地網路中實際傳送幀。組播MAC地址以十六進制值01-00-5E打頭,餘下的6個十六進制位是根據IP組播組地址的最後23位轉換得到的。

TCP/IP 協議使用的乙太網多播地址的范圍是:從01-00-5E-00-00-00到01-00-5E-7F-FF-FF .

收到多播數據報的主機,還要在IP 層利用軟體進行過濾,把不是本主機要接收的數據報丟棄。

ICMP和IGMP都使用IP數據報傳遞報文。組播路由器知道的成員關系只是所連接的區域網中有無組播組的成員。

IGMP工作的兩個階段:

只要有一個主機對某個組響應,那麼組播路由器就認為這個組是活躍的;如果經過幾次探詢後沒有一個主機響應,組播路由器就認為本網路上的沒有此組播組的主機,因此就不再把這組的成員關系發給其他的組播路由器。

組播路由協議目的是找出以源主機為根節點的組播轉發樹。構造樹可以避免在路由器之間兜圈子。對不同的多播組對應於不同的多播轉發樹;同一個多播組,對不同的源點也會有不同的多播轉發樹。

組播路由選擇協議常使用的三種演算法:

移動IP技術是移動結點(計算機/伺服器等)以 固定的網路IP地址 ,實現跨越不同網段的 漫遊 功能,並保證了基於網路IP的網路許可權在漫遊過程中不發生任何改變。

路由器是一種具有多個輸入埠和多個輸出埠的專用計算機,其任務是轉發分組。

若路由器處理分組的速率趕不上分組進入隊列的速率,則隊列的存儲空間最終必定減少到零,這就使後面再進入隊列的分組由於沒有存儲空間而只能被丟棄。 路由器中的輸入或輸出隊列產生溢出是造成分組丟失的重要原因。

路由器(網路層)可以互聯兩個不同網路層協議的網段。
網橋(鏈路層)可以互聯兩個物理層和鏈路層不同的網段。
集線器(物理層)不能互聯兩個物理層不同的網段。

路由表根據路由選擇演算法得出的,主要用途是路由選擇,總用軟體來實現。

轉發表由路由表得來,可以用軟體實現,也可以用特殊的硬體來實現。轉發表必須包含完成轉發功能所必需的信息,在轉發表的每一行必須包含從要到達的目的網路到輸出埠和某些MAC地址信息的映射。

『貳』 三個IP地址聚合後的可用地址數

如果你是認為10題正確,那你的思路是正確的,梁毀這類題計算也沒問題。第9題是錯誤的,答案不可能是那幾個數字,正確的橡畝備應該是62,這個你應該能計算。

至於 為什麼是錯誤的,做為常識,無論是否聚合,總之掩碼確定後,地址總數一定是2的指數次方個,就是2,4,8,16,32,64,128……,去耐皮除首尾兩地址,可用地址數減2即可。第9題三個地址末段保證高兩位為10,所以掩碼是26位,即6位子網位,2^6=64個。可用地址為62個。

『叄』 關於ip地址聚合的一個問題,入門題

解:IP地址聚合悶並,就是把兩個(注意是2個哦)小網路合並為一個大網路,主要是通過修改子網位實現。通俗點說就是合為一個網段。要計算IP地址聚合後的地址,其實就是比較幾個IP的網路前綴,相同的部分有多少位,這多少位就是聚合後的IP,子網掩碼就是把相同的網路前綴變為1,剩下的為0,算螞悄跡出十進制就可以了。
1、59.67.79.128/28的二進制為:59.67.79.100 00000
59.67.79.144/28的二進制為:59.67.79.100 10000
這2個IP聚合後的IP為:59.67.79.100 00000,即59.67.79.128/27(因為有27位相同)。
59.67.79.160/27的二進制為:59.67.79.10100000
前2個IP聚合後的結果與第三個IP聚合後的IP為:59.67.79.128/26(因為有26位相同),主機位位數為:32-26=6位,所以有效地址數為:(2^6)-2=62個。
2、 59.81.1.128/28的二進制為:59.81.1.100 00000
59.81.1.144/28的二進制為:59.81.1.100 10000
這2個IP聚合後的IP為:59.81.1.100 00000,即59.81.1.128/27(因為有27位相同)。
因為59.81.1.128/27與59.81.1.160/28的網路位數不同,所以它們不能聚合。
因為59.81.1.128/27的有效運凳地址數是:(2^5)-2=30個,59.81.1.160/28的有效地址數是:(2^4)-2=14個,所以題目3個IP地址塊聚合後的有效地址數是:30+14=44個。

『肆』 域名前綴怎麼設置

問題一:怎麼設置域名前綴是bbs 域名解析 主機名的話寫bbs 後面的話可以ip 也可以做別名這個東西

問題二:域名前綴怎麼寫 那些注冊域名他會自動提供一個開頭給你的所以這里沒辦法如果收費的域名才能隨便改開頭那個字母

問題三:域名加前綴是怎麼加進去的? 在DNS裡面做設置即可。螞物

問題四:域名解析怎麼實現不加前綴就打開? 通常在域名解析後台的前綴設置@就可以了。

問題五:新網的域名,怎麼設置成前綴有WWW和沒有WWW均可訪問? 不填 放空即可

問題六:域名解析該怎麼設置 域名償析一般做A記錄解析即可,把域名解析到空間的IP地址。
子域名也是需要解析的,如果用*.代替所有的話,這種稱為泛解析,做泛解析以後,所有的子域名的解析都是生效的,以及加的一級域名也是可以生效的,但是不加的主域名的解析卻不能生效了,這是泛解析的一個弊端。實際上也是一級域名,跟不加的主域名是一樣的。
在綁定的時候,你解析了哪條域名,綁定哪條就可以了,因為只有域名解析生效了,綁定以後才可以用。
一般沒有用IP地址來訪問網站的,都是用域名進行訪磨模問,而且如果用IP地址進行訪問的話,不容易記,如果讓別人用IP訪問你的網站,是非常不方便的。

問題七:域名CNAME解析怎麼設置 域名 CNAME 解析設置方法:
1、登錄阿里雲/萬網【管理控制台】。
2、點擊主導航欄【產品與服務】--【雲解析】,進入域名解析列表頁。
3、點擊要解析的域名,進入解析記錄頁。
4、進入解析記錄頁後,點擊【添加解析】按鈕,開始設置解析記錄。
5、若要設置 CNAME 解析記錄,將記錄類型選擇為 CNAME;主機記錄即域名前綴,可任意填寫【如:或@(@表示空)】;記錄值填寫為當前域名指向的另一個域名;解析線路,TTL 默認即可。
6、填寫完成後,點擊保存按鈕,完成解析設置。

問題八:網站域名怎麼加前綴? 按你的描述應該沒問題,有可能是沒有生效,再等一段時間看是否能訪問,如果不行,請在追問

問題九:域名前綴怎麼弄 億佰數據,220元起建網站:
・ 價值58元的國際頂級域名一個
・ 價值98元虛擬主機
・ 獨立網頁空間100MB
・ 支持PHP/asp/WAP
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問題十:靜態IP里的網路前綴長度、域名1、域名2怎麼填? 網路前綴長度:16 對亥 子網掩碼:255.255.0.0網路前綴長度:18 對應 子網掩碼:255.255.240.0網路前綴瞎物緩長度:24 對應 子網掩碼:255.255.255.0域名1 8.8.8.8域名2 4.4.4.4

『伍』 路由匯聚的演算法實現

1)將各子網地址的網段以二進制寫出。
2)比較,從第1位比特開始進行比較,將從開始不相同的比特到末尾位填充為0。由此得到的地址為匯總後的網段的網路地址,其網路位為連續的相同的比特的位數。
假設下面有4個網路:
172.18.129.0/24
172.18.130.0/24
172.18.132.0/24
172.18.133.0/24
如果這四個進行路由匯聚,能覆蓋這四個網路的匯總地址是:
172.18.128.0/21
演算法為:129的二進制代碼是10000001
130的二進制代碼是10000010
132的二進制代碼是10000100
133的二進制代碼是10000101
這四個數的前五位相同都是10000,所以加上前面的172.18這兩部分相同的位數,網路號就是8+8+5=21。而10000000的十進制數是128,所以,路由匯聚的Ip地址就是172.18.128.0。所以最終答案就是172.18.128.0/21。
使用前綴地址來匯總路由能夠將好李昌路由條目保持為可管理的,而它帶來的優點是:
1、路由更加有效
2、減少重新計算路由友扒表或匹配路由時的CPU周期
3、減少路由器的內存消耗
4、在網路發生變化時可以更快的收斂
5、容易排錯
路由匯聚比CIDR的要求低,它描述了網路的匯總,這個匯總的網路是有類的網路或是無類的網路的匯總,聚合在邊界路由協議(BGP)中使用的更多。
此外,雖然不是傳統的方法,也可以將有類的子網進行匯總擾悶。

『陸』 無分類編址CIDR(構成超網)

  劃分子網雖然在一定程度上提高了IP地址空間的利用,但是在2011年,整個IPv4的地址空間最終被消耗殆盡。為了解決這個問題,提出了 無分類編址 的方法。
  劃分子網在一個區域網中它的子網號的長度是固定的,即所有的子網的掩碼都是相同的,之後提出變長的子網掩碼進一步提高IP地址資源利用率,無分類編址就是在變長子網掩碼的基礎上研究出的方法。

  無分類編址又稱 無分類域間路由選擇CIDR (讀音「sider」卜物唯),CIDR將型培32位IP地址劃分為前後兩個部分,前面的部分稱為 網路前綴 或簡稱為 前綴 ,用來指明網路,後面的部分則用來指明主機。
  IP地址: {<前綴部分>,<主機號>}

  下圖表示三種編址方式的圖示

  (1) CIDR消除了傳統的A類、B類和C類地址以及劃分子網的概念。

  (2) CIDR還使用 「斜線記法」 ,或稱為 CIDR記法 ,即在IP地址後面加上「/」,然後寫上 網路前綴所佔的位數 。如128.14.35.7/20。

  (3) CIDR把網路前綴相同的連續的IP地址組成一個 CIDR地址塊 。只需要知道CDIR地址塊中的任意一個地址,就可以知道這個CIDR地址塊的起始地址(最小地址)和最大地址,以及CIDR地址塊中的地址數螞野。

  (4) 為了方便路由選擇,CIDR使用32位 地址掩碼 。地址掩碼由一串1和一串0組成,而1的個數就是網路前綴的長度。如上圖所示, 斜線記法中,斜線後的數字就是地址掩碼中1的個數。
  所以 CIDR融合了子網地址和子網掩碼,方便子網的劃分。

  將多個子網聚合成一個較大子網,叫做 構成超網 ,或 路由聚合
  方法:將網路前綴縮短。

  例如網路1: 203.1.0.0/17 和網路2: 206.1.128.0/17 ,可以將這兩個子網聚合成一個更大的子網 206.1.0.0/16 ,如下圖所示。

『柒』 在ipv6協議中,地址類型是由格式前綴區分的,ipv6可聚合全球單播地址的格式前綴是什麼急需答案!

網上資料挺多的,看ipv6地址類型介紹就可以了。
RFC 1884定義了幾種不同類型的IPv6單播地址。有可聚合全球單播地址、NSAP地址、IPX地址、鏈路本地地址、站點本此慶地址等。
可聚合全球單播地址包括地址格式的起始3位為「001」的所有森好握地址。即前綴是襪肢「001」

『捌』 計算機網路-網路層-超網

在一個劃分子網的網路中可同時使用幾個不同的子網掩碼。使用變長子網掩碼VLSM(Variable Length Subnet Mask)可進一步提高IP地址資源的利用率。在VLSM的基礎上又進一步研究出無分類編址方法,它的正式名字是 無分類域間路由選擇CIDR (Classless Inter-Domain Routing,CIDR的讀音是「sider'」)。

CIDR最主要的特點有兩個汪團:

(I)CIDR把32位的IP地址劃分為前後兩個部分。前面部分是「網路前綴」(network-prefix)(或簡稱為「前綴」),用來指明網路,後面部分則用來指明主機。因此CIDR使IP地址從三級編址(使用子網掩碼)又回到了兩級編址,但這已是無分類的兩級編址。其記法是:

            IP地址:={<網路前綴>,<主機號>}   (4-3)

CIDR還使用「斜線記法」(slash notation),或稱為CIDR記法,即在IP地址後面加上斜線「/」,然念稿後寫上網路前綴所佔的位數。

(2)CIDR把網路前綴都相同的連續的IP地址組成一個「CIDR地址塊」。我們只要知道CIDR地址塊中的任何一個地址,就可以知道這個地址塊的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址塊中的地址數。例如,已知IP地址128.14.35.7/20是某CIDR地址塊中的一個地址,現在把它寫成二進製表示,其中的前20位是網路前綴,而後面的12位是主機號:

            128.14.35.7/20= 1000 0000 0000 1110 0010 0011 0000 0111

這個地址所在的地址塊中的最小地址和最大地址可以很方便地得出:找出 地址掩碼(斜線後面的數字個數是掩碼地址1的個數, 20位)中1和0的交界處 發生在地址中的哪一個位元組。現在是在第三個位元組,取後面12 都寫成0是最小地址,寫成1為最大地址。

最小地址:128.14.32.0       1000  0000 0000 1110 0010 0000 0000 0000

最大地址:128.14.47.255   1000 0000 0000 1110 0010 1111 1111 1111

以上這兩個特殊地址的主機號是全0和全1的地址。一般並不使用。通常只使用在這兩個特殊地址之間的地址。 這個地址塊共有2^12個地址(2 的主機號位數次冪) 。我們可以用地址塊中的最小地址和網路前綴的位數指明這個地址塊。例如,上面的地址塊可記為128.14.32.0/20。在不需要指出地址塊的起始地址時,也可把這樣的地址塊簡稱為「/20地址塊」。

為了更方便地進行路由選擇,CIDR使用32位的地址掩碼(address mask)。地址掩碼由一串1和一串0組成,而1的個數就是網路前綴的長度。雖然CIDR不使用子網了,但由於目前仍有一些網路還使用子網劃分和子網掩碼,因此CIDR使用的地址掩碼也可繼續稱為子網掩碼。例如,/20地址塊的地址掩碼是:1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000(20個連續的1)。 斜線記法中,斜線後面的數字就是地址掩碼中1的個數。

在「CIDR不使用子網」是指CIDR並沒有在32位地址中指明若干位作為子網欄位。但分配到一個CIDR地址塊仔陵孝的單位,仍然可以在本單位內根據需要劃分出一些子網。這些子網也都只有一個網路前綴和一台主機號欄位,但子網的網路前綴比整個單位的網路前綴要長些。例如,某單位分配到地址塊/20,就可以再繼續劃分為8個子網(即需要從主機號中借用3位來劃分子網)。這時每一個子網的網路前綴就變成23位(原來的20位加上從主機號借來的3位),比該單位的網銘前綴多了3位。

由於一個CIDR地址塊中有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址塊來查找目的網路。這種地址的聚合常稱為 路由聚合 (route aggregation),它使得路由表中的一個項目可以表示原來傳統分類地址的很多個(例如上干個)路由, 路由聚合也稱為構成超網 (supemetting)。路由聚合有利於減少路由器之間的路由選擇信息的交換,從而提高了整個互聯網的性能。

CIDR記法有多種形式,例如,地址塊10.0.0.0/10可簡寫為10/10,也就是把點分十進制中低位連續的0省略。另一種簡化表示方法是在網路前綴的後面加一個星號*,如:0000101000*意思是:在星號*之前是網路前綴,而星號◆表示P地址中的主機號,可以是任意值。

前綴位數不是8的整數倍時,需要進行簡單的計算才能得到一些地址信息。表47給出了最常用的CIDR地址塊。表中的K表示2^10=1024,網路前綴小於13或大於27都較少使用。在「包含的地址數」中沒有把全1和全0的主機號除外。

從表4-7可看出,每一個CIDR地址塊中的地址數一定是2的整數次冪。CIDR地址塊多數可以包含多個C類地址(是一個C類地址的2」倍,n是整數),這就是「 構成超網 」這一名詞的來源。

使用CIDR的一個好處就是可以更加有效地分配PV4的地址空間,可根據客戶的需要分配適當大小的CIDR地址塊。假定某ISP已擁有地址塊206.0.64.0/18(相當於有64個C類網路)。現在某大學需要800個IP地址。ISP可以給該大學分配一個地址塊206.0.68.0/22,它包括1024(即2^10)個1P地址,相當於4個連續的C類(/24地址塊),占該ISP擁有的地址空間的1/16。這個大學然後可自由地對本校的各系分配地址塊,而各系還可再劃分本系的地址塊。

從圖4-25可以清楚地看出地址聚合的概念。這個ISP共擁有64個C類網路。如果不採用CIDR技術,則在與該SP的路由器交換路由信息的每一個路由器的路由表中,就需要有64個項目,但採用地址聚合後,就只需用路由聚合後的一個項目206.0.64.0/18就能找到該ISP,同理,這個大學共有4個系,在1SP內的路由器的路由表中,也需使用206.0.68.022這個項目。這個項目好比是大學的收發室。凡寄給這個大學任何一個系的郵件,郵遞員都不考慮大學各個系的地址,而是把這些郵件集中投遞到大學的收發室,然後由大學的收發室再進行下一步的投遞。這樣就減輕了v遞員的工作量(相當於簡化了路由表的查找)。

從圖4-25下面表格中的二進制地址可看出,把四個系的路由聚合為大學的一個路由(即構成超網),是將網路前綴縮短。 網路前綴越短,其地址塊所包含的地址數就越多。而在三級結構的P地址中,劃分子網是使網鉻前綴變長。

在使用CIDR時,由於採用了網路前綴這種記法,IP地址由網路前綴和主機號這兩個部分組成,因此在路由表中的項目也要有相應的改變。這時, 每個項目由「網路前綴」和「下一跳地址」組成 。但是在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結果。這樣就帶來一個間題:我們應當從這些匹配結果中選擇哪一條路由呢?

答案是:應當從匹配結果中 選擇具有最長網路前綴的路由 。這叫做 最長前綴匹 配longest-.prefix matching) ,這是因為網鉻前綴越長,其地址塊就越小,因而路由就越具體(more specific)。最長前綴匹配又稱為最長匹配或最佳匹配,為了說明最長前綴匹配的概念。

假定大學下屬的四系希望IS把轉發給四系的數據報直接發到四系面不要經過大學的路由器,但又不願意改變自己使用的P地址塊。因此,在SP的路由器的路由表中,至少要有以下兩個項目,即206.0.68.0/22(大學)和206.0.71.128/25(四系)。現在假定ISP收到一個數據報,其目的IP地址為D=206.0.71.130。把D分別和路由表中這兩個項目的掩碼逐位相「與」(AND操作)。將所得的逐位AND操作的結果按順序寫在下面:

D和 1111 1111 1111 1111 1111 11 00 0000  0000逐位相「與」 = 206.0.68.0/22 匹配

D和 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1 000 0000逐位相「與」 = 206.0.71.128/25 匹配

不難看出,現在同一個IP地址D可以在路由表中找到兩個目的網路(大學和四系)和該地址相匹配。根據 最長前綴(1的位數) 匹配的原理,應當選擇後者,把收到的數據報轉發到後一個目的網路(四系),即選擇兩個匹配的地址中更具體的一個。

從以上的討論可以看出,如果IP地址的分配一開始就採用CIDR,那麼我們可以按網路所在的地理位置來分配地址塊,這樣就可大大減少路由表中的路由項目。例如,可以將世界劃分為四大地區,每一地區分配一個CIDR地址塊:

地址塊194/7(194.0.0.0至195255.255,25)分配給歐洲:

地址塊198/7(198.0.0.0至199.255.255,255)分配給北類洲

地址塊2007(200.0.0.0至201255.255.255)分配給中美洲和南美洲:

地址塊202/7(202.0.0.0至203255.255.255)分配給亞洲和太平洋地區,

上面的每一個地址塊包含有釣3200萬個地址,這種分配地址的方法就使得IP地址與地理位置相關聯。它的好處是可以大大壓縮路由表中的項目數。例如,凡是從中國發往北美的IP數據報(不管它是地址塊198/7中的哪一個地址)都先送交位於美國的一個路由器,因此在路由表中使用一個項目就行了。

使用CIDR後,由於要尋找最長前綴匹配,使路由表的查找過程變得更加復雜了。當路由表的項目數很大時,怎樣設法減小路由表的查找時間就成為一個非常重要的問題。例如,連接路由器的線路的速率為10Gbit/s,而分組的平均長度為2000bit,那麼路由器就應當平均每秒鍾能夠處理500萬個分組(常記為5Mpps)。或者說,路由器處理一個分組的平均時間只有200s(1ns=10^-9秒)。因此,查找每一個路由所需的時間是非常短的。

對無分類編址的路由表的最簡單的查找演算法就是對所有可能的前綴進行循環查找。例如,給定一個目的地址D。對每一個可能的網路前綴長度M,路由器從D中提取前M個位成一個網路前綴,然後查找路由表中的網路前綴。所找到的最長匹配就對應於要查找的路由。

"這種最簡單的演算法的明顯缺點就是查找的次數太多。最壞的情況是路由表中沒有這個路由。在這種情況下,演算法仍要進行32次(具有32位的網路前綴是一個特定主機路由)。就是要找到一個傳統的B類地址(即/16),也要查找16次。對於經常使用的歌認路由,這種演算法都要經歷31次不必要的查找。"

為了進行更加有效的查找,通常是把無分類編址的路由表存放在一種層次的數據結構中,然後自上而下地按層次進行查找。這里最常用的就是 二叉線索 (binary trie),它是一種特殊結構的樹。IP地址中從左到右的比特值決定了從根節點逐層向下層延伸的路徑,而二叉線索中的各個路徑就代表路由表中存放的各個地址。

圖4-26用一個例子來說明二叉線索的結構。圖中給出了5個IP地址。為了簡化二叉線索的結構,可以先找出對應於每一個P地址的唯一前綴(unique prefix)。所謂唯一前綴就是在表中所有的P地址中,該前綴是唯一的。這樣就可以用這些唯一前綴來構造二叉線索。在進行查找時,只要能夠和唯一前綴相匹配就行了。

從二叉線索的根節點自頂向下的深度最多有32層,每一層對應於IP地址中的一位。一個IP地址存入二叉線索的規則很簡單。先檢查IP地址左邊的第一位,如為0,則第一層的節點就在根節點的左下方;如為1,則在右下方。然後再檢查地址的第二位,構造出第二層的節點。依此類推,直到唯一前綴的最後一位。由於唯一前綴一般都小於32位,因此用唯一前綴構造的二叉線索的深度往往不到32層。圖中較粗的折線就是前綴0101在這個二叉線索中的路徑。二叉線索中的小圓圈是中間節點,而在路徑終點的小方框是葉節點(也叫做外部節點)。每個葉節點代表一個唯一前綴。節點之間的連線旁邊的數字表示這條邊在唯一前綴中對應的比特是0或1。

假定有一個IP地址是1001 1011    0111 1010   0000 0000     0000 0000,需要查找該地址是否在此二叉線索中。我們從最左邊查起。很容易發現,查到第三個字元(即前綴10後面的0)時,在二叉線索中就找不到匹配的,說明這個地址不在這個二叉線索中。

以上只是給出了二叉線索這種數據結構的用法,而並沒有說明「與唯一前綴匹配」和「與網路前綴匹配」的關系。顯然,要將二叉線索用於路由表中,還必須使二叉線索中的每一個葉節點包含所對應的網路前綴和子網掩碼。當搜索到一個葉節點時,就必須 將尋找匹配的目的地址和該葉節點的子網掩碼進行逐位「與」運算,看結果是否與對應的網路前綴相匹配 。若匹配,就按下一跳的介面轉發該分組。否則,就丟棄該分組。

總之,二叉線索只是提供了一種可以快速在路由表中找到匹配的葉節點的機制。但這是否和網路前綴匹配,還要和子網掩碼進行一次邏輯與的運算。

「為了提高二叉線索的查找速度,廣泛使用了各種 壓縮技術 。例如,在圖4-26中的最後兩個地址,其最前面的4位都是1011。因此,只要一個地址的前4位是1011,就可以跳過前面4位(即壓縮了4個層次)而直接從第5位開始比較。這樣就可以減少查找的時間。當然,製作經過壓縮的二叉線索需要更多的計算,但由於每一次查找路由表時都可以提高查找速度,因此這樣做還是值得的。」

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