計算機通信與網(wǎng)絡(luò)教程4

第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.1網(wǎng)絡(luò)互連概述8.1.1基本概念網(wǎng)絡(luò)連接：網(wǎng)絡(luò)互連：系統(tǒng)互通：網(wǎng)絡(luò)互連體制：逐段法體制——直接轉(zhuǎn)換。端到端法體制——簡介轉(zhuǎn)換。8.1.2網(wǎng)絡(luò)互連涉及的內(nèi)容互連設(shè)備：網(wǎng)間尋址：路由選擇：流量與擁塞限制：分片與重組：第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.2網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)8.2.1物理層互連互聯(lián)原理：（參見書中）中繼器：增加信號/比特傳遞距離。共享式集線器：以幀為單位增加信號/比特傳遞距離。8.2.2鏈路層互連互聯(lián)原理：（參見書中）網(wǎng)橋：實現(xiàn)MAC幀格式的轉(zhuǎn)換和傳輸轉(zhuǎn)發(fā)。交換式集線器/交換機：透亮網(wǎng)橋（查表；廣播；記錄）。源路由網(wǎng)橋（廣播發(fā)覺；選擇；填寫幀頭）。8.2.3網(wǎng)絡(luò)層互連互聯(lián)原理：（參見書中）不同的尋址方式。不同的最大分組長度。不同的網(wǎng)絡(luò)訪問機制。不同的流量調(diào)整手段。不同的差錯復(fù)原方法。不同的狀態(tài)報告途徑。不同的路由選擇技術(shù)。不同的服務(wù)模式。（連接服務(wù)、無連結(jié)服務(wù)）路由器/網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)B

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口A系統(tǒng)A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)B接口B路由器結(jié)構(gòu)第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)8.3.1網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)及IP服務(wù)8.3.2IP地址IP地址組成：網(wǎng)絡(luò)識別號net_id

主機識別號host_idIP地址類別：子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼：無類別域間路由選擇：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT：

源IP端口目的IP端口協(xié)議172.20.130.1AA202.115.128.3380TCP172.20.130.2BB202.115.128.3380TCP202.115.143.16NAT-port1

202.115.128.3380TCP202.115.143.16NAT-port2202.115.128.3380TCP第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.3IP數(shù)據(jù)報一個3000字節(jié)的UDP報文在以太網(wǎng)傳輸?shù)姆制?48014804020+148020+148020+400110010101101011x0100000000000000110010101101011x0100000101110010110010101101011x000000101110010路由過程：（參見書中）路由表：（參見書中）第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.4IP路由干脆路由：地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP/RARP。間接路由：默認網(wǎng)關(guān)。MACAIPAIPBDataCRCIPAIPBMACAMACB=?IPAIPBMACAMACBMACBMACDIPc第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.5IP路由算法路由信息協(xié)議RIP目的鏈路跳數(shù)A-0目的鏈路跳數(shù)B-0目的鏈路跳數(shù)C-0目的鏈路跳數(shù)D-0目的鏈路跳數(shù)E-0A11A31C21C51B11C12B21A22B41A42E51E41E61B62C62D31E32D61D42D52第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity開放式最短路徑優(yōu)先OSPF鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫鄰居鏈路代價版本A—BA—DB—AB—CB—EC—BC—ED—AD—EE—BE—CE—D131242536456111111111111000000000000OSPF消息：Hello，發(fā)覺和維護鄰居可達性；摘要，向鄰居通告自己的版本信息；懇求，要求具體的某條鏈路狀態(tài)信息；更新，泛洪通告被要求的鏈路消息；確認，對收到的更新消息進行確認?！蕖?1(1,3)第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity邊界路由協(xié)議BGP路徑向量和路徑屬性：名稱功能OPEN建立鄰接關(guān)系，如果對方同意則用KEEPALIVE確認。UPDATE發(fā)送路由更新消息，通告對等體對端一條可用的路由或者撤銷不可用路由。根據(jù)UPDATE消息可構(gòu)造出AS間的拓撲關(guān)系，進而得到AS路徑向量，選定合適的路由。KEEPALIVE保持對等體對端可達的心跳機制。NOTIFICATION通告出錯信息（消息頭錯誤、OPEN錯誤、UPDATE錯誤）。第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.6互連網(wǎng)限制報文ICMPICMP報文格式與傳遞：ICMP差錯報文：不可達信宿報告；超時報告；參數(shù)出錯報告。ICMP限制報文：擁塞控制；路由和重定向。ICMP懇求/應(yīng)答報文：回應(yīng)請求與應(yīng)答；時間戳請求與應(yīng)答；地址模請求與應(yīng)答。第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.7IPv6簡化報頭和敏捷擴展：層次化地址結(jié)構(gòu)：

單播地址類型組播地址選播/任意播地址即插即用連網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)層認證與加密：服務(wù)質(zhì)量保證：支持移動中通信：第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4互聯(lián)網(wǎng)中的新技術(shù)8.4.1第三層交換技術(shù)報文交換方式：路由式交換機

功能有限，速度快。特性：限制處理的協(xié)議（IP、以太網(wǎng)）；僅支持個別路由協(xié)議（RIP、OSPF）；監(jiān)聽ARP，建立IP到MAC的映射表；用ASIC降低路由代價、提高路由性能為目標。交換式路由器（現(xiàn)代Internet路由器）高效率線速路由與限制。特性：只針對IP；將盡可能多的功能構(gòu)造到硬件（查表、匹配計算等）；報文不退回到慢速通道處理（即便是處理失敗）；路由表足夠大。流交換方式：端系統(tǒng)驅(qū)動。網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動。特點：路由一次、隨后交換，在源和目的之間建立交換捷徑或直通路徑。Fast-IPNetFlowNHRP請求NHRP請求A和B－MAC封裝NHRP響應(yīng)A和B－MAC封裝NHRP響應(yīng)NFFC：NetFlow特征卡，保存IP到MAC的映射表；RSM：IP路由轉(zhuǎn)發(fā)模塊；SE：交換引擎。RSMNFFCSE第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4.2多協(xié)議標記交換——MPLS核心思想：邊緣路由，內(nèi)部交換。標記交換IPv6IPv4IPXAppleTalk……EthernetFDDIATMFRSDHADSL……轉(zhuǎn)發(fā)等效類FEC：標簽：DataData鏈路層PIC標簽網(wǎng)絡(luò)層PCI數(shù)據(jù)標記/標簽：Label(20bits)Exp(3bits)S(1bit)TTL(8bits）

轉(zhuǎn)發(fā)信息庫FIB：入口標記出口標記地址前綴輸出端口第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity轉(zhuǎn)發(fā)部件：1）從分組中抽取標記；2）在轉(zhuǎn)發(fā)信息庫FIB中檢索匹配的信息；3）依據(jù)對應(yīng)數(shù)據(jù)記錄的出口信息進行轉(zhuǎn)發(fā)。限制部件：1）捆綁標記和轉(zhuǎn)發(fā)等效類；2）發(fā)布捆綁信息給其他標記交換路由器；3）依據(jù)捆綁和發(fā)布結(jié)果以及路由協(xié)議構(gòu)造FIB。功能組件：標記交換路徑：點到點交換路徑：用于發(fā)布單播數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。多點到點交換路徑：多個入口對應(yīng)一個出口，適用于盡力而為的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。點到多點交換路徑：用于發(fā)布組播數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。多點到多點交換路徑：用于基于共享樹的組播數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。標記安排驅(qū)動方式拓撲驅(qū)動：依靠路由協(xié)議限制信息流驅(qū)動標記安排，建立交換路徑。懇求限制驅(qū)動：由懇求限制業(yè)務(wù)發(fā)起標記安排，如RSVP。業(yè)務(wù)流驅(qū)動：在業(yè)務(wù)流到達時，臨時發(fā)起安排，建立交換路徑。MPLS的優(yōu)點：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓撲變更時，與傳統(tǒng)的IP路由方式比，MPLS能夠供應(yīng)更快和更可預(yù)料的愛護實力和復(fù)原實力，即MPLS愛護。支持流量工程（TrafficEngineering）、虛擬私有網(wǎng)VPNs、其次層傳輸服務(wù)、多層覆蓋網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用。第八章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)間通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4.3移動IP技術(shù)目的：解決位置常常移動或運動過程中的電腦接入互聯(lián)網(wǎng)的問題。移動支持技術(shù)：歸屬IP地址——歸屬代理。轉(zhuǎn)交IP地址——異地代理。工