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同乐城娱乐注册送38:以太网教程:路由器



最简单的收集可以想象成单线的总线,各个谋略机可以经由过程向总线发送分组以相互通信。但跟着收集中的谋略机数目增长,这就很弗成行了,会孕育发生许多问题:

1、带宽资本耗尽。

2、每台谋略机都挥霍许多光阴处置惩罚无关的广播数据。

3、收集变得无法治理,任何差错都可能导致全部收集瘫痪。

4、每台谋略机都可以监听到其他谋略机的通信。

把收集分段可以办理这些问题,但同时你必须供给一种机制使不合网段的谋略机可以相互通信,这平日涉及到在一些ISO收集协议层选择性地在网段间传送数据,我们来看一下收集协议层和路由器的位置。

我们可以看到,路由器位于收集层。本文假定收集层协议为IPv4,由于这是最盛行的协议,此中涉及的观点与其他收集层协议是类似的。

一、路由与桥接

路由相对付2层的桥接/互换是高层的观点,不涉及收集的物理细节。在可路由的收集中,每台主机都有同样的收集层地址款式(如IP地址),而无论它是运行在以太网、令牌环、FDDI照样广域网。收集层地址平日由两部分构成:收集地址和主机地址。

网桥只能连接数据链路层相同(或类似)的收集,路由器则不合,它可以连接随意率性两种收集,只要主机应用的是相同的收集层协议。

二、衔吸收集层与数据链路层

收集层下面是数据链路层,为了它们可以互通,必要“粘合”协议。ARP(地址解析协议)用于把收集层(3层)地址映射到数据链路层(2层)地址,RARP(反向地址解析协议)则反之。

虽然ARP的定义与收集层协议无关,但它平日用于解析IP地址;最常见的数据链路层因此太网。是以下面的ARP和RARP的例子基于IP和以太网,但要留意这些观点对其他协议也是一样的。

1、地址解析协议

收集层地址是由收集治理员定义的抽象映射,它不去关心下层是哪种数据链路层协议。然而,收集接口只能根据2层地址来相互通信,2层地址经由过程ARP从3层地址获得。

并不是发送每个数据包都必要进行ARP哀求,回应被缓存在本地的ARP表中,这样就削减了收集中的ARP包。ARP的掩护对照轻易,是一个对照简单的协议。

2、简介

假如接口A想给接口B发送数同乐城娱乐注册送38据,并且A只知道B的IP地址,它必须首先查找B的物理地址,它发送一个含有B的IP地址的ARP广播哀求B的物理地址,接口B收到该广播后,向A回应其物理地址。

留意,虽然所有接口都收到了信息,但只有B回应该哀求,这包管了回应的精确且避免了过时的信息。要留意的是,当A和B不在同一网段时,A只向下一跳的路由器发送ARP哀求,而不是直接向B发送。

下图为接管到ARP分组后的处置惩罚,留意发送者的对被存到接管ARP哀求的主机的本地ARP表中,一样平常A想与B通信时,B可能也必要与A通信。

3、IP地址冲突

ARP孕育发生的问题中最常见的是IP地址的冲突,这是因为两个不合的主机IP地址相同孕育发生的,在任何互联的收集中,IP地址必须是独一的。这时会收到两个ARP回应,分手指出了不合的硬件地址,这是严重的差错,没有简单的办理法子。

为了避免呈现这类差错,当接口A初试化时,它发送一个含有其IP地址的ARP哀求,假如没有收到回应,A就假定该IP地址没有被应用。我们假定接口B已经应用了该IP地址,那么B就发送一个ARP回应,A就可以知道该IP地址已被应用,它就不能再应用该IP地址,而是返回差错信息。这样又孕育发生一个问题,假设主机C含有该IP地址的映射,是映射到B的硬件地址的,它收到接口A的ARP广播后,更新其ARP表使之指向A的硬件地址。为了办理这个差错,B再次发送一个ARP哀求广播,这样主机C又更新其ARP表再次指向B的硬件地址。这时收集的状态又回到先前的状态,有可能C已经向A发送了应该发送给B的IP分组,这很不幸,然则由于IP供给的是无包管的传输,以是不会孕育发生大年夜的问题。

代理ARP简化了主机的治理,然则增添了收集的通信量(不是很显着),并且可能必要较大年夜的ARP缓存,每个不在本网的IP地址都被创建一个表项,都映射到网关的硬件地址。在应用代理ARP的主机看来,天下就象一同乐城娱乐注册送38个大年夜的没有路由器物理收集。

三、IP地址

在可路由的收集层协议中,协议地址必须含有两部分信息:收集地址和主机地址。存贮这种信息最显着的措施是用两个分离的域,这样我们必须斟酌到两个域的最大年夜长度,有些协议(如IPX)便是这样的,它在小型和中型的收集里可以事情的很好。

另一种规划是削减主机地址域的长度,如24位收集地址、8位主机地址,这样就有了较多的网段,但每个网段内同乐城娱乐注册送38的主机数目很少。这样一来,对付多于256个主机的收集,就必须分配多个网段,其问题是很多的收集给路由器造成了难以忍受的包袱。

IP把收集地址和主机地址一路包装在一个32位的域里,无意偶尔主机地址部分很短,无意偶尔很长,这样可以有效使用地址空间,削减IP地址的长度,并且收集数目不算多。有两种将主机地址分离出来的措施:基于类的地址和无类其余地址。

1、主机和网关

主机和网关的差别常孕育发生肴杂,这是因为主机意义的转变。在RFC中(1122/3和1009)中定义为:

主机是连接到一个或多个收集的设备,它可以向任何一个收集发送和从其接管数据,但它从不把数据从一个收集传向另一个。

网关是连接到多于一个收集的设备,它选择性的把数据从一个收集转发到其它收集。

换句话说,以前主机和网关的观点被人工地区分开来,那时谋略机没有足够的能力同时用作主机和网关。主机是用户事情的谋略机,或是文件办事器等。今世的谋略机的能力足以同时担当这两种角色,是以,今世的主机定义应该如斯:

上面只先容了三种子网掩码:255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0,它们是字节对齐的子网掩码。然则也可以在字节中心对其进行划分,这里不进行具体解说,请参拍照关的TCP/IP册本。

子网使我们可以拥有新的规模的收集,包括很小的用于点到点连接的收集(如掩码255.255.255.252,30位的收集地址,2位的主机地址:两个主机的子网),或中型收集(如掩码255.255.240.0,20位收集地址,12位主机地址:4094个主机的子网)。

留意DNS被设计为只容许字节对齐的IP收集(在in-addr.arpa.域中)。

4、超网(su同乐城娱乐注册送38pernetting)

超网是与子网类似的观点--IP地址根据子网掩码被分为自力的收集地址和主机地址。然则,与子网把大年夜收集分成多幼年收集相反,它是把一些小收集组合成一个大年夜收集--超网。

假设现在有16个C类收集,从201.66.32.0到201.66.47.0,它们可以用子网掩码255.255.240.0统一表示为收集201.66.32.0。然则,并不是随意率性的地址组都可以这样做,例如16个C类收集201.66.71.0到201.66.86.0就不能形成一个统一的收集。不过这着同乐城娱乐注册送38实不要紧,只要策略适合,总能找到相宜的一组地址的。

5、可变宗子网掩码(VLSM)

假如你想把你的收集分成多个不合大年夜小的子网,可以应用可变宗子网掩码,每个子网可以应用不合长度的子网掩码。例如:假如你按部门划分收集,一些收集的掩码可以为255.255.255.0(多半部门),其它的可为255.255.252.0(较大年夜的部门)。

6、无种别地址(CIDR)

因特网上的主机数量增长越过了本来的设想,虽然还远没达到232,但地址已经呈现匮乏。1993年颁发的RFC1519--无种别域间路由CIDR(Classless Inter-Domain Routing)--是一个考试测验办理此问题的措施。CIDR试图延长IPv4的寿命,与128位地址的IPv6不合,它并不能终极办理地址空间的耗尽,但IPv6的实现是个宏大年夜的义务,因特网今朝还没有做好筹备。CIDR给了我们缓冲的筹备光阴。

此例只涉及了直接连接的主机,那么目的主机在远程收集中若何呢?假如你经由过程IP地址为201.66.37.254的网干系接到收集73.0.0.0,那么你可以在路由表中增添这样一项:

目的 掩码 网关 标志 接口

73.0.0.0 255.0.0.0 201.66.37.254 UG eth0

此项奉告主机所有目的地为收集73.0.0.0内主机的分组经由过程201.66.37.254路由以前。标志G(gateway)表示此项把分组导向外部网关。类似的,也可以定义经由过程网关到达特定主机的路由,增添标志H(host):

目的 掩码 网关 标志 接口

91.32.74.21 255.255.255.255 201.66.37.254 UGH eth0

下面是路由表的根基,除了特殊表项之外:

目的 掩码 网关 标志 接口

127.0.0.1 255.255.255.255 127.0.0.1 UH lo0

default 0.0.0.0 201.66.37.254 UG eth1

第一项是loopback接口,用于主机给自己发送数据,平日用于测试和运行于IP之上但必要本地通信的利用。这是到特定地址127.0.0.1的主机路由(接口lo0是IP协议栈内部的“假”网卡)。第二项十分故意思,为了防止在主机上定义到因特网上每一个可能到达收集的路由,可以定义一个缺省路由,假如在路由表中没有与目的地址相匹配的项,该分组就被送到缺省网关。多半主机简单地经由过程一个网卡连接到收集,是以只有经由过程一个路由器到其它收集,这样在路由表中只有三项:loopback项、本地子网项和缺省项(指向路由器)。

2、重叠路由

假设在路由表中有下列重叠项:

目的 掩码 网关 标志 接口

1.2.3.4 255.255.255.255 201.66.37.253 UGH eth0

1.2.3.0 255.255.255.0 201.66.37.254 UG eth0

1.2.0.0 255.255.0.0 201.66.37.253 UG eth1

201.66.37.0 255.255.255.0 201.66.37.74 U eth0

201.66.39.0 255.255.255.0 201.66.39.21 U eth1

default 0.0.0.0 201.66.39.254 UG eth1

73.0.0.0 255.0.0.0 201.66.37.254 UG eth0

91.32.74.21 255.255.255.255 201.66.37.254 UGH eth0

该收集图示如下:

这些表项分手是怎么获得的呢?第一个是当路由表初始化时由路由软件加入的,第二、三个是当网卡绑定IP地址时自动创建的,另外三个必须手动加入,在UNIX系统中,这是经由过程敕令route来做的,可以由用户手工履行,也可以经由过程rc脚本在启动时履行。上述措施涉及的是静态路由,平日在启动时创建,并且没有手工干预的话将不再改变。

4、路由协议

主机和网关都可以应用称作动态路由的技巧,这使路由表可以动态改变。动态路由必要路由协议来增添和删除路由表项,路由表照样和静态路由一样地事情,只是其增加和删除是自动的。

有两种路由协议:内部的和外部的。内部协议在克己系统(AS)内部路由,而外部协议则在克己系统间路由。克己系统平日在统一的节制治理之下,例如大年夜的公司或大年夜学。小的站点经常是其因特网办事供给商克己系统的一部分。

这里只评论争论内部协议,很少有人涉及到以致据说外部协议。最常见的外部协议是外部网关协议EGP(External Gateway Protocol)和边缘网关协议BGP(Border Gateway Protocol),BGP是较新的协议,在徐徐地取代EGP。

5、ICMP重定向

ICMP平日不被看作路由协议,然则ICMP重定向却与路由协议的事情要领很类似,以是将在这里评论争论一下。假设现在有上面所给的六个表项的路由表,分组被送往201.66.43.33,看看路由表,除了缺省路由外,这并不能匹配任何路由。静态路由将其经由过程路由器201.66.39.254发送(trip 1),然则,该路由器知道所有发向子网201.66.43.0的分组应该经由过程201.66.39.253,是以,它把分组转发到适当的路由器(trip 2)。然则假如主机直接把分组发到201.66.39.253就会前进效率(trip 3)。如下图:

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