現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(4)new

1、第4章IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4.1 IP網(wǎng)絡(luò)概述學(xué)習(xí)要點(diǎn)及要求：1了解IP網(wǎng)絡(luò)的含義、特點(diǎn)2了解TCP/IP協(xié)議一IP網(wǎng)絡(luò)含義IP網(wǎng)絡(luò)是以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。二IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)是由各種不同類(lèi)型和規(guī)模的、獨(dú)立運(yùn)行和管理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的全球范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：包括各種局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和廣域網(wǎng)(WAN)等。將不同國(guó)家和地區(qū)的各網(wǎng)絡(luò)通過(guò)普通電話(huà)線(xiàn)、中高速數(shù)據(jù)專(zhuān)線(xiàn)、衛(wèi)星、微波、光纜等通信線(xiàn)路連接起來(lái)即構(gòu)成IP網(wǎng)絡(luò)。三IP網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)IP網(wǎng)絡(luò)作為一種最有發(fā)展前景的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于整個(gè)社會(huì)，并起著十分重要的作用。近十年來(lái)，全世界電話(huà)用戶(hù)的增長(zhǎng)率平均為5%10%左右，而

2、由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和普及，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈指數(shù)式增長(zhǎng)，平均年增長(zhǎng)率達(dá)25%40%。IP：實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用于交換信息的基本包(Packet)格式。IP包：是一種事先定義好的格式，通常由包頭(Header)和一些數(shù)據(jù)組成。數(shù)據(jù)：可以是部分文件、終端應(yīng)用程序和E-mail等。在IP網(wǎng)絡(luò)上，所有的信息都將被劃分為獨(dú)立的IP包，每個(gè)IP包可以沿自己的路徑通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。IP網(wǎng)特性：1IP網(wǎng)是一個(gè)無(wú)連接的系統(tǒng)在Internet上的機(jī)器之間沒(méi)有建立連接，數(shù)據(jù)被組裝成數(shù)據(jù)分組，分組頭有終點(diǎn)地址，沿途路由器根據(jù)地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，將數(shù)據(jù)分組送到終點(diǎn)。在數(shù)據(jù)分組的傳輸過(guò)程中并不需要事先建立連接。2IP網(wǎng)采用自適應(yīng)性路

3、由可依據(jù)網(wǎng)絡(luò)在特定時(shí)間的狀況，來(lái)選擇不同的路由器通過(guò)Internet。自適應(yīng)路由的可能結(jié)果是目標(biāo)端點(diǎn)的用戶(hù)接收到包的順序被打亂了，另一個(gè)可能結(jié)果是接收方包到達(dá)的速率不同。3IP網(wǎng)是“盡其所能”的網(wǎng)絡(luò)Internet盡最大努力傳輸，但是如果出現(xiàn)了問(wèn)題或者找不到目的主機(jī)，數(shù)據(jù)就被丟棄。在大多數(shù)情況下，常駐終端用戶(hù)主機(jī)的TCP能重發(fā)丟失的或損壞的包。4IP網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層用IP協(xié)議互聯(lián)，避免了異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)在鏈路層互聯(lián)的困難。5IP網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用是分離的，便于發(fā)展各種應(yīng)用。4.2 IP網(wǎng)基本模型IP網(wǎng)采用分層體系結(jié)構(gòu)，其模型包括了層次結(jié)構(gòu)和各功能描述兩方面的內(nèi)容。每一層提供特定的功能，層與層之間相互獨(dú)立，當(dāng)

4、需要改變某一層的功能時(shí)，不會(huì)影響其他層。一OSI 參考模型開(kāi)放系統(tǒng)互連模型OSIOSI是一個(gè)描述網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的模型，其標(biāo)準(zhǔn)保證了各種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的兼容性、互操作性。OSI 參考模型將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的功能劃分為七個(gè)層次。由低到高分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話(huà)層、表示層、應(yīng)用層。1至3層負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，又稱(chēng)介質(zhì)層。4至7層在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)之上，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕址Q(chēng)為主機(jī)層。物理層：實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備之間的物理連接，涉及到通信在信道上傳輸?shù)脑急忍亓?。主要處理各種接口及物理傳輸介質(zhì)問(wèn)題。數(shù)據(jù)鏈路層：指沿著網(wǎng)絡(luò)鏈路在相鄰結(jié)點(diǎn)之間移動(dòng)數(shù)據(jù)的技術(shù)規(guī)范。發(fā)送方把輸入數(shù)據(jù)分裝在

5、數(shù)據(jù)幀里。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)幀在計(jì)算機(jī)之間的無(wú)差錯(cuò)傳遞。數(shù)據(jù)鏈路層還支持工作站的網(wǎng)絡(luò)接口卡所用的軟件驅(qū)動(dòng)程序。網(wǎng)橋和交換器是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)層：定義網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通信用的協(xié)議，為信息確定地址，把邏輯地址和名字翻譯成物理地址。為處在兩個(gè)不同地理位置上的終端設(shè)備之間提供連接和路徑選擇。傳輸層：處理數(shù)據(jù)的實(shí)際操作，負(fù)責(zé)錯(cuò)誤的確認(rèn)和恢復(fù)，確保信息可靠傳遞。在必要時(shí)，可對(duì)信息重新打包，把過(guò)長(zhǎng)信息分成小包發(fā)送；而在接收端，把這些小包重構(gòu)成初始的信息。會(huì)話(huà)層：處理兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)之間連接的建立和維護(hù)。表示層：它包含了處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)格式的協(xié)議。從應(yīng)用層獲得數(shù)據(jù)并把它們格式化以供網(wǎng)絡(luò)通信使用。應(yīng)用層：為在OS

6、I模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù)。ISO/OSI參考模型并不是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際中許多網(wǎng)絡(luò)把多層的功能合并在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。二TCP/IP分層模型TCP/IP是傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議，它代表了一組因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議。目的是將各種結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)通過(guò)TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。TCP/IP采用分層體系結(jié)構(gòu)，每一層完成特定的功能，各層之間相互獨(dú)立，采用標(biāo)準(zhǔn)接口傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流動(dòng)可看作是從一層傳遞到另一層，從一個(gè)協(xié)議傳遞到另一個(gè)協(xié)議。TCP/IP共有5個(gè)層次：1應(yīng)用層：直接為IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供服務(wù)。應(yīng)用層間傳送應(yīng)用數(shù)據(jù)。2傳輸層以UDP/TCP為標(biāo)志，允許具有相同IP地址的不同機(jī)器獨(dú)立接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，為

7、應(yīng)用程序提供端到端通信功能。即傳送TCP/UDP數(shù)據(jù)。3網(wǎng)絡(luò)層該層以IP為標(biāo)志，定義了標(biāo)準(zhǔn)的分組格式和協(xié)議，提供基于IP地址的、不可靠的、盡最大能力的、面向無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層間傳送IP數(shù)據(jù)。4鏈路層：數(shù)據(jù)組裝成數(shù)據(jù)幀。負(fù)責(zé)幀數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)之間的無(wú)差錯(cuò)傳遞。5物理層在兩個(gè)設(shè)備之間建立連接，主要處理各種接口及物理傳輸介質(zhì)問(wèn)題三TCP/IP協(xié)議簇TCP/IP協(xié)議簇基于分層原則,每層都明確定義功能和用途，各層功能相對(duì)獨(dú)立。相鄰層間都由協(xié)議準(zhǔn)確定義邊界接口，通過(guò)接口通信。如圖4-1所示。1IP協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP是點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議， 核心問(wèn)題是尋徑，它向上層提供統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)報(bào)，使得各種物理幀的

8、差異對(duì)上層協(xié)議不復(fù)存在。主要功能包括：無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳送、數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇。(1)無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸IP對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行無(wú)連接的最優(yōu)的傳送路由選擇。特點(diǎn)：不可靠：因?yàn)榉纸M可能丟失、重復(fù)、延遲或不按序到達(dá)等；無(wú)連接：每個(gè)分組都是獨(dú)立對(duì)待，從一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的分組序列，可經(jīng)過(guò)不同的傳輸路徑；盡力傳送：因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)軟件盡力發(fā)送每個(gè)分組，并不隨意地放棄分組，只有當(dāng)資源用完或低層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)才可能出現(xiàn)不可靠性。(2)IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)是一個(gè)基本傳輸單元，包含頭部和數(shù)據(jù)。格式見(jiàn)圖4-2。數(shù)據(jù)報(bào)頭部包含了源地址和目的地址以及一個(gè)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)容的類(lèi)型字段。各字段的定義如下：版本：長(zhǎng)度為4bit，指示所使用

9、的IP協(xié)議版本。頭標(biāo)長(zhǎng)：長(zhǎng)度為4bit，指示以字(字長(zhǎng)為32bit)為單位的報(bào)頭長(zhǎng)度。服務(wù)類(lèi)型：長(zhǎng)度為8bit，規(guī)定了數(shù)據(jù)報(bào)的處理方式?？傞L(zhǎng)度：長(zhǎng)度為16bit，指示整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，最長(zhǎng)可達(dá)216-1個(gè)字節(jié)。標(biāo)識(shí)字段：長(zhǎng)度為16bit，標(biāo)識(shí)分組屬于哪個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，以便重組數(shù)據(jù)報(bào)。標(biāo)志字段：長(zhǎng)度為2bit，值為0表示片未完，為1表示不分片。片偏移字段：長(zhǎng)度為14bit，指示本片數(shù)據(jù)在原始數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)中的偏移量。生成時(shí)間字段：長(zhǎng)度為8bit，用于設(shè)置本數(shù)據(jù)報(bào)最大生存時(shí)間，以秒為單位。協(xié)議字段：長(zhǎng)度為8bit，指示產(chǎn)生該數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)傳送的第4層協(xié)議，大多數(shù)IP傳輸層用的是TCP，實(shí)質(zhì)上表示數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)的

10、格式。頭標(biāo)檢驗(yàn)和字段：長(zhǎng)度為16bit，用于確保數(shù)據(jù)報(bào)頭數(shù)據(jù)的完整性。源IP地址字段和目的IP地址字段：源IP地址字段和目的IP地址字段各占32bit，表示IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送者和接收者。選項(xiàng)字段：長(zhǎng)度為24bit，用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、調(diào)試、保密及其他。數(shù)據(jù)區(qū)：用于封裝IP用戶(hù)數(shù)據(jù)。(3)IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸IP數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)幀傳輸，當(dāng)IP協(xié)議收到一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，將物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀頭加到前面形成一幀。一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀攜帶一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的這種傳輸方式叫做數(shù)據(jù)報(bào)封裝。數(shù)據(jù)報(bào)封裝是將IP數(shù)據(jù)報(bào)直接映射到網(wǎng)絡(luò)物理幀的方式。如圖4-3所示。(4)IP數(shù)據(jù)報(bào)路由選擇IP路由選擇是指從源主機(jī)到目的主機(jī)之間選擇一條傳輸路

11、由的過(guò)程。路由選擇方式：直接路由選擇和間接路由選擇。直接路由選擇就是將數(shù)據(jù)報(bào)從一臺(tái)主機(jī)直接傳送到另一臺(tái)主機(jī)，是物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路由選擇。源主機(jī)與目的主機(jī)不在同一網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)報(bào)傳送將通過(guò)若干個(gè)網(wǎng)關(guān)，間接路由選擇指為數(shù)據(jù)報(bào)選擇下一個(gè)網(wǎng)關(guān)的過(guò)程。IP數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)一次只經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并不知道整個(gè)路徑，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一張路由表，指明從該節(jié)點(diǎn)到目的主機(jī)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑。2IGMP協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)組消息協(xié)議IGMP負(fù)責(zé)點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。3ICMP網(wǎng)際控制協(xié)議負(fù)責(zé)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備狀態(tài)發(fā)出和檢查報(bào)文，為IP提供差錯(cuò)報(bào)告。ICMP報(bào)文必須經(jīng)過(guò)兩次封裝：第一次將其封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分；第二次又將該IP數(shù)據(jù)

12、報(bào)封裝在物理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀中。ICMP報(bào)文格式如圖4-4所示。其中：類(lèi)型占1個(gè)字節(jié)，指示ICMP報(bào)文的類(lèi)型，如表4-2所示。代碼占1個(gè)字節(jié)，提供關(guān)于報(bào)文類(lèi)型的詳細(xì)信息，包括錯(cuò)誤類(lèi)型和狀態(tài)信息；校驗(yàn)和占2個(gè)字節(jié)，提供整個(gè)ICMP報(bào)文的校驗(yàn)和；數(shù)據(jù)區(qū)，包括差錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭和該數(shù)據(jù)報(bào)的64bit 數(shù)據(jù)，以幫助確定出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)。4ARP/RARP地址解析協(xié)議/反向地址解析協(xié)議ARP負(fù)責(zé)由IP地址到物理地址(MAC地址)的轉(zhuǎn)換。RARP完成物理地址到IP地址的轉(zhuǎn)換。5TCP協(xié)議/UDP協(xié)議傳輸控制協(xié)議/用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議TCP提供面向連接的可靠的傳輸服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)流量和差錯(cuò)控制。UDP建立在IP協(xié)議之上，提供無(wú)連接

13、數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。它把用戶(hù)數(shù)據(jù)分解為多個(gè)數(shù)據(jù)包后發(fā)送給接收方。數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃杂捎脩?hù)程序保證。UDP的優(yōu)點(diǎn)：執(zhí)行代碼小、系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小、處理速度快。一般情況下，TCP和UDP共存于一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中，前者提供可靠性服務(wù)，后者提供高效率服務(wù)。高可靠性的TCP用于一次傳輸要交換大量報(bào)文的情形；高效率的UDP用于一次傳輸交換少量報(bào)文的情形，其可靠性由應(yīng)用程序提供。TCP的主要特點(diǎn)是可靠性很高，因?yàn)樗峁┟嫦蜻B接的流傳輸。流是一個(gè)無(wú)報(bào)文丟失、重復(fù)和失序的正確的數(shù)據(jù)序列。流相當(dāng)于一個(gè)管道，從一端放入什么，從另一端可以照原樣取出什么。面向連接是在實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸前，必須在信源端與信宿端建立一條連接。連接建立成功，則可開(kāi)始傳輸

14、數(shù)據(jù)。傳輸完畢，需要釋放連接。面向連接傳輸?shù)拿恳粋€(gè)報(bào)文都需接收端確認(rèn)，未確認(rèn)報(bào)文被認(rèn)為是出錯(cuò)報(bào)文。TCP采用的技術(shù)有：確認(rèn)和超時(shí)重傳、流量控制及擁塞控制等。(1)TCP段格式在兩個(gè)TCP模塊之間交換的包稱(chēng)為段，段是TCP傳輸數(shù)據(jù)的基本單位，分為頭部和數(shù)據(jù)區(qū)兩大部分，格式如圖4-5所示。TCP段中各字段的定義為：源端口：呼叫端口的號(hào)；目的端口：被叫端口的號(hào)；序列號(hào)：用于確保數(shù)據(jù)到達(dá)的正確順序；確認(rèn)號(hào)：用來(lái)確認(rèn)接收到的數(shù)據(jù)，包含所期待的下一個(gè)TCP字段的編號(hào)；頭部長(zhǎng)度：報(bào)頭的字?jǐn)?shù)（字長(zhǎng)為32位）；保留：設(shè)置為0，以備將來(lái)使用；碼位：指出段的目的與內(nèi)容；窗口：接收方能接收的字節(jié)數(shù)；校驗(yàn)和：報(bào)頭和數(shù)據(jù)

15、字段的校驗(yàn)和，目的是確定段到達(dá)時(shí)是否發(fā)生錯(cuò)誤；緊急指針：指出緊急數(shù)據(jù)的位置；選項(xiàng)：用于提供TCP的增強(qiáng)功能；數(shù)據(jù)：上層協(xié)議數(shù)據(jù)。(2)TCP連接連接建立三次握手的方法：第一次，發(fā)送端機(jī)發(fā)出連接請(qǐng)求CR，該請(qǐng)求中包括發(fā)送端機(jī)的初始報(bào)文序號(hào)；第二次，接收端機(jī)收到CR后，發(fā)回連接確認(rèn)；第三次，發(fā)關(guān)端機(jī)向接收端機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，并包括對(duì)接收端機(jī)初始序號(hào)的確認(rèn)。數(shù)據(jù)傳輸連接建立后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。確認(rèn)與超時(shí)重發(fā)在數(shù)據(jù)傳輸中，由于通信線(xiàn)路存在著干擾和噪聲，致使數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)或丟失。采用確認(rèn)與超時(shí)重傳機(jī)制，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。連接釋放服務(wù)器完成其中工作后，釋放連接。(3)流量控制數(shù)據(jù)的流量控制由接收端進(jìn)行

16、。在連接建立期間，每一端分配接收緩沖區(qū)空間供連接使用。進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)流入接收緩沖區(qū)，直到與TCP端口相關(guān)的應(yīng)用程序取走數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。(4)擁塞控制大量數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)入網(wǎng)關(guān),致使網(wǎng)關(guān)超載而引起嚴(yán)重延遲的現(xiàn)象。采用滑動(dòng)窗口技術(shù)，通過(guò)限制發(fā)送端輸入報(bào)文的速率來(lái)控制擁塞。6應(yīng)用層協(xié)議 虛擬終端協(xié)議TELNET、文件傳輸協(xié)議FTP、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP、域名系統(tǒng)DNS、超文本傳送協(xié)議HTTP、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP。四網(wǎng)絡(luò)地址用來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，常用的網(wǎng)絡(luò)地址有數(shù)據(jù)鏈路層地址，介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址和網(wǎng)絡(luò)層IP地址。1.數(shù)據(jù)鏈路層地址用來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的每個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)連接，通常末端系統(tǒng)只有一個(gè)物理連接，即一個(gè)

17、數(shù)據(jù)鏈路層地址，但路由器等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備可能有多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)連接，因此，具有多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層地址。2.MAC地址用于標(biāo)識(shí)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層的地址，對(duì)于某個(gè)局域網(wǎng)接口來(lái)說(shuō)，MAC地址是唯一的，不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)相同的MAC地址，MAC存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)接口卡中。3.IP地址IP地址存在于網(wǎng)絡(luò)層，一個(gè)IP地址對(duì)應(yīng)一臺(tái)主機(jī)，屏蔽了物理網(wǎng)絡(luò)地址的差異，目前廣泛使用IPv4協(xié)議。IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被寫(xiě)成由句點(diǎn)分開(kāi)的4個(gè)十進(jìn)制數(shù)的形式，如20。每一個(gè)IP地址通常由兩部分組成，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，網(wǎng)絡(luò)號(hào)用于標(biāo)識(shí)主機(jī)所屬的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)用于標(biāo)識(shí)給定的網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)特定的主機(jī)。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

18、中的不同主機(jī)應(yīng)具有相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，不同的主機(jī)號(hào)，任意兩個(gè)可互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有不同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。(1)IP地址分類(lèi)通常分成5類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)、D類(lèi)和E類(lèi)。圖4-6所示。A類(lèi)地址空間： 55B類(lèi)地址空間： 55C類(lèi)地址空間： 55D類(lèi)地址用于組播E類(lèi)地址用于實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)地址除了一般地標(biāo)識(shí)一臺(tái)主機(jī)外，還有幾種具有特殊意義的特殊形式： 廣播地址主機(jī)號(hào)全為“1”的網(wǎng)絡(luò)地址用于廣播之用，叫做廣播地址，又稱(chēng)為直接廣播地址。在網(wǎng)間網(wǎng)上的任何一點(diǎn)均可向其他任何網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接廣播。缺點(diǎn)：要知道信宿

19、網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。 有限廣播32比特全為“1”的網(wǎng)間網(wǎng)地址用于本網(wǎng)廣播，該地址叫做有限廣播地址?？刹恢辣揪W(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)?！?”地址各位全為“0”的網(wǎng)絡(luò)號(hào)被解釋成“本”網(wǎng)絡(luò)。 回送地址A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址127是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試以及本地機(jī)進(jìn)程間通信，叫做回送地址。TCP/IP協(xié)議規(guī)定：含網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；主機(jī)和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播任何尋徑信息。主機(jī)號(hào)全“0”全“1”的地址不能用作一臺(tái)主機(jī)的有效地址。A類(lèi)地址主要用于主機(jī)數(shù)量很多的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址都具有一個(gè)8位的網(wǎng)絡(luò)前綴，最多可定義126個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多有16777214臺(tái)主機(jī)。B類(lèi)地址主要用于中規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。最多

20、可以有16382個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多有65534臺(tái)主機(jī)。C類(lèi)地址主要用于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，最多有2097150個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)有254臺(tái)主機(jī)。(2)IP地址分配IP地址分配有以下兩種方式：靜態(tài)地址：只能由網(wǎng)絡(luò)管理員按網(wǎng)絡(luò)編址統(tǒng)一分配、設(shè)置和修改。優(yōu)點(diǎn)：配置簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：IP地址的利用率低。動(dòng)態(tài)地址：IP地址可由多臺(tái)設(shè)備按需動(dòng)態(tài)使用，當(dāng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，服務(wù)器就為設(shè)備分配一個(gè)IP地址，連接斷開(kāi)后地址收回，供其他設(shè)備連接使用。優(yōu)點(diǎn)：IP地址利用率高；缺點(diǎn)：配置復(fù)雜，需要使用動(dòng)態(tài)IP地址協(xié)議。(3)地址與域名由于IP地址使用數(shù)字表達(dá)，比較難以記憶，因此，在因特網(wǎng)中采用域名來(lái)表示因特網(wǎng)主機(jī)。域名與IP地址一一

21、對(duì)應(yīng)，例如新浪網(wǎng)主機(jī)的域名為 （IP地址為96），當(dāng)用戶(hù)鍵入域名，相應(yīng)的主機(jī)上的域名服務(wù)軟件執(zhí)行一次局部域名的查詢(xún)，即域名服務(wù)器在DNS數(shù)據(jù)庫(kù)中查找名字，并找到相應(yīng)的IP地址。4子網(wǎng)及可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，為了向網(wǎng)絡(luò)管理員提供額外的靈活性，通常將網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)小的子網(wǎng)，子網(wǎng)地址通常由網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)分配，每個(gè)子網(wǎng)地址是唯一的。子網(wǎng)地址包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)、一個(gè)在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的子網(wǎng)號(hào)，以及在本子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)號(hào)。為了創(chuàng)建一個(gè)子網(wǎng)地址，網(wǎng)絡(luò)管理員從主機(jī)域“借”位并把它們指定為子網(wǎng)域，例如，網(wǎng)絡(luò)管理員決定為/16網(wǎng)絡(luò)配置64個(gè)子網(wǎng)（26），每個(gè)子

22、網(wǎng)最多支持1022個(gè)主機(jī)（210-2）時(shí)，可以從主機(jī)域中“借”出6位做為子網(wǎng)號(hào)。子網(wǎng)掩碼用于辨別IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)地址，哪部分為主機(jī)地址，由1和0組成，長(zhǎng)32位，子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，它的主機(jī)部分全都是0，默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是，B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是，C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是。當(dāng)把一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)分成幾個(gè)不相等的部分時(shí)，每部分將具有自已唯一的子網(wǎng)掩碼，可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼可以使子網(wǎng)的大小反映出每個(gè)劃分中需要的主機(jī)地址。例如：某公司目前使用的是一個(gè)C類(lèi)地址192.168.10.x，它需要建立3個(gè)子網(wǎng)。子網(wǎng)A有50臺(tái)主機(jī)，子網(wǎng)B有25臺(tái)

23、主機(jī)，子網(wǎng)C有10臺(tái)主機(jī)。利用VLSM，我們可以設(shè)子網(wǎng)A掩碼為92(最多可支持62臺(tái)主機(jī))，子網(wǎng)B掩碼為24(最多可支持30臺(tái)主機(jī))，子網(wǎng)C掩碼為40(最多可支持14臺(tái)主機(jī))。在因特網(wǎng)上，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)把其他網(wǎng)絡(luò)看成是一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)，并不清楚其它網(wǎng)絡(luò)是否包含子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。如有一個(gè)C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，它的網(wǎng)絡(luò)地址是，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部劃分了一些子網(wǎng)，假設(shè)另一個(gè)IP地址為的一臺(tái)計(jì)算機(jī)想將數(shù)據(jù)發(fā)送給該網(wǎng)絡(luò)中IP地址為192.168.10.

24、2的計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)在因特網(wǎng)上傳輸，直到到達(dá)該C類(lèi)網(wǎng)的路由器，路由器的工作是確定將數(shù)據(jù)發(fā)送給C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)子網(wǎng)。首先，路由器從收到的數(shù)據(jù)包中提取目的IP地址，確定其中哪部分是網(wǎng)絡(luò)域，哪部分是子網(wǎng)域，設(shè)該類(lèi)子網(wǎng)掩碼為92，將其與IP地址進(jìn)行以下邏輯與(AND)操作。這兩個(gè)數(shù)與操作后，得到子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址為，路由器將把數(shù)據(jù)發(fā)送給該子網(wǎng)。將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與（AND）后得到的結(jié)果即為主機(jī)號(hào)。設(shè)計(jì)B類(lèi)、C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以參照表4-3，表4-4來(lái)確定子網(wǎng)數(shù)、主機(jī)數(shù)和子網(wǎng)掩碼。5子網(wǎng)設(shè)計(jì)舉例建設(shè)一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)，首先要

25、根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)計(jì)完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)編址方案，應(yīng)該考慮其子網(wǎng)地址足夠大，以支持所需要的主機(jī)數(shù)。建議按以下步驟定義子網(wǎng)掩碼：(1)將要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為2的m次方。m表示占用主機(jī)地址的位數(shù)。(2)將m從高位到低位占用主機(jī)地址m位后轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。如m為4,則主機(jī)地址為11110000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為240，即為最終確定的子網(wǎng)掩碼。如果是C類(lèi)網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為40；如果是B類(lèi)網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為；如果是A類(lèi)網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為。例：將一個(gè)C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)分成4個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)可支持62臺(tái)主機(jī)。若我們用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192.128.20，則該C類(lèi)網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)

26、IP地址就是54，現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)劃分為4個(gè)部分，步驟如下：因22=4，取m=2，則二進(jìn)制為11，占用主機(jī)地址的高位即為11000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為192。這樣就可確定該子網(wǎng)掩碼為：92，4個(gè)子網(wǎng)的設(shè)計(jì)分別為：子網(wǎng)1：子網(wǎng)地址=主機(jī)地址=2廣播地址=3子網(wǎng)2：子網(wǎng)地址=4 主機(jī)地址=5 26廣播地址=27子網(wǎng)3：子網(wǎng)地址=192.128.

27、20.128主機(jī)地址=2990廣播地址=91子網(wǎng)4：子網(wǎng)地址=92主機(jī)地址=9354廣播地址=55總之，當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)VLSM網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們將要考慮以下問(wèn)題：當(dāng)前或?qū)?lái)在這一級(jí)別總共需要多少個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)前或?qū)?lái)在這一級(jí)別的子網(wǎng)中，最大的子網(wǎng)需要容納多少臺(tái)主機(jī)。在每一個(gè)級(jí)別，設(shè)計(jì)者應(yīng)該保證有足夠數(shù)量的子網(wǎng)和主機(jī)可用，且最好是留有一個(gè)比特的余地。4.3 寬帶IP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求:1. 了解寬帶IP網(wǎng)的概念2. 了解DWDM/SDH/ATM

28、網(wǎng)上傳輸IP的技術(shù)3. 熟悉寬帶IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案寬帶IP網(wǎng)是指因特網(wǎng)的路由器、中繼通信線(xiàn)路、用戶(hù)接入線(xiàn)路和用戶(hù)終端都是寬帶的，通常中繼線(xiàn)帶寬為幾至幾十Gbit/s，接入帶寬為1100Mbit/s。隨著寬帶IP技術(shù)的發(fā)展，在IP網(wǎng)上傳輸話(huà)音、視頻等業(yè)務(wù)，保證服務(wù)質(zhì)量等問(wèn)題正逐步得到解決，通信、廣播、計(jì)算機(jī)三網(wǎng)將融合匯聚到寬帶IP網(wǎng)上。IP業(yè)務(wù)即將成為通信業(yè)務(wù)的主流，但傳統(tǒng)電信傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)是DWDM、SDH、ATM而不是IP，因此，近年發(fā)展了在這些網(wǎng)上傳輸IP的多種方法，如IP Over ATM，IP Over SDH，IP Over DWDM等。一IP Over ATM技術(shù)ATM即異步

29、轉(zhuǎn)移模式，是ITU-T為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)制定的信息傳遞模式。ATM是面向連接的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采取資源預(yù)定，用虛電路邏輯連接后再通信，存在著相應(yīng)的信令選路規(guī)程和地址結(jié)構(gòu)。ATM的優(yōu)勢(shì)：具有速度快、容量大、高可靠的服務(wù)質(zhì)量保證、無(wú)級(jí)帶寬分配、自愈能力強(qiáng)、安全等，它集中了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，可以保證話(huà)音、數(shù)據(jù)、圖像及多媒體信息傳輸中的QoS，較適合做骨干網(wǎng)。IP over ATM的基本原理：將IP數(shù)據(jù)包在ATM層封裝為ATM信元，數(shù)據(jù)以ATM信元的形式在信道中傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)接收到一個(gè)IP數(shù)據(jù)包時(shí)，先根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的IP地址進(jìn)行處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)。再按已計(jì)算的路由在ATM網(wǎng)上建立虛電路(VC

30、)。數(shù)據(jù)包在此VC上以直通方式傳輸而不再經(jīng)過(guò)路由器的地址解析處理。利用ATM構(gòu)建因特網(wǎng)骨干網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)網(wǎng)絡(luò)帶寬大幅度提高，ATM能提供從155Mbit/s到2.5Gbit/s的端口速率，將來(lái)甚至可提供10Gbit/s的端口速率；(2) 服務(wù)質(zhì)量能得到保證；(3)端口數(shù)量多，吞吐量大，能顯著降低設(shè)備費(fèi)用；(4)可靠性、可擴(kuò)展性和可管理性大大提高。IP與ATM技術(shù)的結(jié)合，可以保證服務(wù)質(zhì)量和可靠性，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)的要求。難點(diǎn)在于，ATM是面向連接的技術(shù)，而IP是面向無(wú)連接的技術(shù)。IP協(xié)議有自己的尋址方式和相應(yīng)的選路功能，而ATM技術(shù)也存在相應(yīng)的信令、選路規(guī)程和地址結(jié)構(gòu)，且ATM網(wǎng)內(nèi)部開(kāi)

31、銷(xiāo)較大，IP數(shù)據(jù)包裝在ATM信元中，傳輸能力損失大約20%。二IP Over SDH/SONET技術(shù)IP Over SDH/SONET是指在SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)上直接運(yùn)行IP業(yè)務(wù)。SDH即數(shù)字同步體系。SONET是指同步光網(wǎng)絡(luò)，我國(guó)數(shù)字傳輸平臺(tái)大規(guī)模采用SDH網(wǎng)絡(luò)。SDH的主要特點(diǎn)是提供同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理。優(yōu)點(diǎn)：(1)IP數(shù)據(jù)包通過(guò)PPP協(xié)議直接映射到SDH/SONET幀結(jié)構(gòu)上，省去了中間的ATM層，簡(jiǎn)化了IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率；IP Over SDH具有較高吞吐量，較低協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)，較高帶寬利用率，可以緩解廣域網(wǎng)中帶寬資源緊張的問(wèn)題，適用于IP業(yè)務(wù)占主要地位

32、的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。以Internet網(wǎng)為無(wú)連接IP網(wǎng)，繼續(xù)采用路由器為核心構(gòu)建廣域網(wǎng)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較容易，大大降低了建設(shè)費(fèi)用。(2)將IP網(wǎng)絡(luò)建立在SDH/SONET傳輸平臺(tái)上，兼容各種不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可以很容易地跨越地區(qū)和國(guó)界，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；(3)IP Over SDH由于采用PPP協(xié)議技術(shù)，可以對(duì)現(xiàn)有的多種成熟網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行封裝，支持多協(xié)議傳送；(4)IP Over SDH在單一業(yè)務(wù)需要大量傳送數(shù)據(jù)報(bào)的網(wǎng)絡(luò)中是比較理想的解決方案。缺點(diǎn)：(1)擁塞控制能力差；(2)不能提供較好的服務(wù)質(zhì)量QoS；(3)對(duì)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，需處理龐大、復(fù)雜的路由表，而且路由表查找困難，路由信息占用較大的

33、帶寬。三IP Over WDMIP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，WDM是物理層技術(shù)，IP業(yè)務(wù)不能夠直接在WDM網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，需要經(jīng)過(guò)中間的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行適配，再放到WDM上面進(jìn)行傳輸，從而構(gòu)成了從IP到WDM的多層協(xié)議棧。構(gòu)成多層協(xié)議棧的原因主要為：(1)IP業(yè)務(wù)同WDM光波長(zhǎng)相比，其線(xiàn)路速率很低，必須經(jīng)過(guò)一定的速率適配才能充分地利用波長(zhǎng)帶寬；(2)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商發(fā)展了各自的協(xié)議體系以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在各個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行信息交換需要一定的協(xié)議轉(zhuǎn)換過(guò)程；(3)采用多層協(xié)議?？梢约嫒莠F(xiàn)有技術(shù)，發(fā)揮各協(xié)議層的優(yōu)點(diǎn)。ATM的目標(biāo)是承載多業(yè)務(wù)、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和QoS保證；SDH的目標(biāo)則主要是針對(duì)電路交換式業(yè)

34、務(wù)提供高容量的傳輸。未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)，從協(xié)議層次上來(lái)看，目前光網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展方向是簡(jiǎn)化從IP到WDM的適配過(guò)程，其方案為IP層結(jié)合MPLS提供流量工程以及QoS保證，將SONET/SDH的一些幀功能在光傳輸層實(shí)現(xiàn)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，目前網(wǎng)絡(luò)功能正向網(wǎng)絡(luò)邊緣轉(zhuǎn)移，網(wǎng)絡(luò)核心功能簡(jiǎn)單化，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在光網(wǎng)絡(luò)中的透明傳輸。簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以得到的好處有：(1)避免了在SONET/ATM設(shè)備上所花費(fèi)的開(kāi)銷(xiāo)；(2)結(jié)合光層和IP層的路由功能，提供動(dòng)態(tài)的波長(zhǎng)路由；(3)結(jié)合光層和IP層的恢復(fù)功能，提供類(lèi)似于SDH的恢復(fù)性能，滿(mǎn)足目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：(1)開(kāi)放性和支持多業(yè)務(wù)的能力

35、；(2)靈活性和易升級(jí)的可擴(kuò)展能力；(3)高效而靈活的保護(hù)和恢復(fù)策略；(4)簡(jiǎn)單有效的網(wǎng)絡(luò)控制管理功能。四IP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建在構(gòu)建IP網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)管理、IP業(yè)務(wù)開(kāi)展等方面存在的問(wèn)題：(1)Internet的業(yè)務(wù)特性與傳統(tǒng)電話(huà)業(yè)務(wù)不相同：業(yè)務(wù)量的分布模型不同、IP業(yè)務(wù)具有自相似性、具有非對(duì)稱(chēng)屬性、從理論上說(shuō)IP網(wǎng)是無(wú)級(jí)全互聯(lián)網(wǎng)。因此，IP業(yè)務(wù)的普及必將對(duì)網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)架和業(yè)務(wù)特性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。(2)由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步太快，許多技術(shù)都在相互滲透，技術(shù)的發(fā)展往往存在著很大的不確定性。(3)網(wǎng)絡(luò)管理正逐漸從網(wǎng)元管理上升到端到端業(yè)務(wù)層的管理，隨著IP用戶(hù)的增多，業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)所承受的壓力也將越來(lái)越大。(4)由于

36、IP網(wǎng)絡(luò)的特殊性，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)時(shí)，要采取相應(yīng)的措施對(duì)網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)進(jìn)行安全保護(hù)。1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4-9(1) 一級(jí)骨干網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)設(shè)置原則:每省設(shè)置一個(gè)一級(jí)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，在二級(jí)網(wǎng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。某些一級(jí)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以作為核心節(jié)點(diǎn)，核心節(jié)點(diǎn)間采用全網(wǎng)狀連接。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)只存在一個(gè)非核心節(jié)點(diǎn)的骨干節(jié)點(diǎn)時(shí)，原則上此節(jié)點(diǎn)至少與兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)直連。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)存在多個(gè)非核心節(jié)點(diǎn)的骨干節(jié)點(diǎn)時(shí)應(yīng)分別連接到不同核心節(jié)點(diǎn)。骨干節(jié)點(diǎn)之間允許相互連接。一級(jí)骨干網(wǎng)上應(yīng)選擇樞紐節(jié)點(diǎn)作為國(guó)際出入口節(jié)點(diǎn)。骨干節(jié)點(diǎn)功能：提供與其他骨干節(jié)點(diǎn)的連接；提供與二級(jí)網(wǎng)匯接節(jié)點(diǎn)的連接；提供節(jié)點(diǎn)之間的路由選擇機(jī)制；轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)；提供網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)

37、制；提供相關(guān)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制；國(guó)際出入口節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接來(lái)自所有一級(jí)骨干節(jié)點(diǎn)的國(guó)際業(yè)務(wù)。(2) 二級(jí)骨干網(wǎng)二級(jí)骨干網(wǎng)由位于各城市和地區(qū)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。二級(jí)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間采用不完全網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)業(yè)務(wù)流量、流向和管理等因素，可在二級(jí)網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)為普通節(jié)點(diǎn)。匯接節(jié)點(diǎn)應(yīng)至少與兩個(gè)一級(jí)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接連接，普通節(jié)點(diǎn)應(yīng)至少與一個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)連接。原則上兩個(gè)二級(jí)骨干網(wǎng)只能通過(guò)一級(jí)骨干網(wǎng)互連。匯接節(jié)點(diǎn)的功能：匯接從屬于它的IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)；轉(zhuǎn)接來(lái)自本二級(jí)網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)；轉(zhuǎn)接出入本二級(jí)網(wǎng)的業(yè)務(wù)；提供用戶(hù)直接接入的業(yè)務(wù)；普通節(jié)點(diǎn)的功能：匯接從屬于它的IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)，提供用戶(hù)直接接入的業(yè)務(wù)。(3)

38、 IP城域網(wǎng)在省內(nèi)城市和地區(qū)可根據(jù)業(yè)務(wù)需求組建IP城域網(wǎng)。在城域網(wǎng)內(nèi)多個(gè)節(jié)點(diǎn)中可設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)為普通節(jié)點(diǎn)。匯接節(jié)點(diǎn)應(yīng)與二級(jí)網(wǎng)匯接節(jié)點(diǎn)直接連接，普通節(jié)點(diǎn)應(yīng)至少與一個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)連接。也可以不設(shè)置匯接節(jié)點(diǎn)，IP城域網(wǎng)內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)都直接與二級(jí)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接。2 IP城域網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)IP城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)一般分為3層，即核心層、匯聚層和接入層，城域網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)和匯接節(jié)點(diǎn)又統(tǒng)稱(chēng)為骨干節(jié)點(diǎn)。IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-10所示。(1)核心層核心層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與IP廣域骨干網(wǎng)的互聯(lián)，提供城市的高速I(mǎi)P數(shù)據(jù)出口。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)重點(diǎn)考慮可靠性和可擴(kuò)展性。核心層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，一般情況下

39、，大城市控制在36個(gè)左右，普通城市控制在24 個(gè)左右。核心層物理鏈路可采用環(huán)形、網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)之間帶寬為1G10G(與Internet節(jié)點(diǎn)互聯(lián)帶寬1G2.5G)。設(shè)備可采用吉比特線(xiàn)速路由器。(2)匯聚層匯聚層位于核心層與接入層之間，匯聚層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)匯集分散的接入點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，提供流量控制和用戶(hù)管理功能。匯聚層節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和位置的選定應(yīng)與當(dāng)?shù)氐墓饫w和業(yè)務(wù)開(kāi)展?fàn)顩r相關(guān)，一般在城市的遠(yuǎn)郊和所轄縣城設(shè)置匯聚層節(jié)點(diǎn)。對(duì)于傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商，匯聚節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在目標(biāo)交換局的所在局點(diǎn)。核心層節(jié)點(diǎn)與匯聚層節(jié)點(diǎn)之間采用星形連接，在光纖可以保證的情況下，每個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)最好能夠與兩個(gè)核心層節(jié)點(diǎn)相連。節(jié)點(diǎn)之間帶寬為155M(POS)2.5G。設(shè)備可采用高性能路由器、高端口密度的千兆三層以太網(wǎng)交換機(jī)或綜合匯聚平臺(tái)。(3)接入層負(fù)責(zé)提供各種類(lèi)型用戶(hù)的接入，且在必要時(shí)提供用戶(hù)