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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,IP地址概
2、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,携带子网的网络掩码,从图中可以
3、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.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?:2
4、 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-15.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CLDN汇总,子网划分实例一,C 类地址
5、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 广播地址:下个子网-1.所以2 个子网的广播地址分别是依次类推.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是192.168.10.1 到192.168.10.62;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
6、2.主机数=2 的14 次方-2=163823.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5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.16.0.1 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
7、,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
8、,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
9、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 VLSM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
10、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
11、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:130bFF01:0:0:0:0:0:0:1 FF01:10:0:0:0:0
12、:0:0:1:10:0:0:0:0:0:0:0:,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
13、:/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
14、,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FE80:/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
15、自动指派地址无状态的自动配置DHCPv6(stateful),5 IPv4和IPv6,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
16、议,IPv6 路由类型:StaticRIPng(RFC 2080)OSPFv3(RFC 2740)IS-IS for IPv6MP-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
17、用 IPv6传输报文称为 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 IP
18、v4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！,
