第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)基礎(chǔ)本章內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)接入技術(shù)因特網(wǎng)的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的傳輸層協(xié)議1第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)基礎(chǔ)本章內(nèi)容15.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念？網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的動(dòng)力：更大范圍的資源共享網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：HOST-LAN、LAN－LAN/WAN25.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念？網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的動(dòng)力：更大范圍的資源共網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層次從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次觀點(diǎn)來(lái)考察，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可在四個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)：

物理層

數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層以上3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層次從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次觀點(diǎn)來(lái)考察，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可在四個(gè)物理層：中繼器/集線器

在電纜段之間復(fù)制比特流。

沒(méi)有地址概念，因此從本質(zhì)上不能算是網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層物理層中繼器集線器電纜段2電纜段14物理層：中繼器/集線器網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)物理層數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋/交換機(jī)

在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。

根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的信息（MAC地址）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層網(wǎng)橋交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)段1網(wǎng)段25物理層數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋/交換機(jī)

在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層：路由器

在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文分組。

根據(jù)分組中的邏輯地址（IP地址）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層路由器鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)16鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層：路由器

在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文分更高層：網(wǎng)關(guān)

連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層/傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層/傳輸層物理層網(wǎng)關(guān)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)1應(yīng)用層/傳輸層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)27更高層：網(wǎng)關(guān)

連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)LAN的互聯(lián)

本地互聯(lián)

特點(diǎn)：范圍有限、主干（Backbone）采用局域網(wǎng)技術(shù)，如FDDI、Ethernet、TokenRing互聯(lián)層次：鏈路層（網(wǎng)絡(luò)層）互聯(lián)設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)（有時(shí)可采用路由器）

遠(yuǎn)程互聯(lián)

特點(diǎn)：范圍大、主干采用廣域網(wǎng)技術(shù)，如ISDN、X.25、DDN、ATM、FR、ADSL等互聯(lián)層次：網(wǎng)絡(luò)層或更高層（鏈路層）互聯(lián)設(shè)備：路由器、網(wǎng)關(guān)（有時(shí)可采用遠(yuǎn)程網(wǎng)橋）8LAN的互聯(lián)本地互聯(lián)8LAN1LAN2中繼器或HUBLAN1LAN2網(wǎng)橋或交換機(jī)LAN1LAN2路由器LAN1路由器LAN2路由器WAN本地遠(yuǎn)程9LAN1LAN2中繼器或HUBLAN1LAN2網(wǎng)橋或交換機(jī)L網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的歸納

物理層：使用中繼器或集線器在不同的電纜段之間復(fù)制位信號(hào)，無(wú)尋址功能；數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋或交換機(jī)在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，用MAC地址尋址；網(wǎng)絡(luò)層：使用路由器在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組，用IP地址尋址；傳輸層及應(yīng)用層：使用網(wǎng)關(guān)提供更高層次的互連，用端口號(hào)或其他特定標(biāo)識(shí)尋址。10網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的歸納物理層：使用中繼器或集線器在不同的電纜段之5.2因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有開(kāi)放性。1974年，斯坦福大學(xué)的兩位研究員瑟夫（cerf）和康恩（kahn）提出了開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的四項(xiàng)原則：小型化、自治：每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以自行運(yùn)作，當(dāng)需要進(jìn)行網(wǎng)間互聯(lián)時(shí)無(wú)需改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。盡力而為的服務(wù)：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)僅提供盡力而為的服務(wù)，如果需要可靠的通信，則由發(fā)送端通過(guò)重傳丟失的報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)狀態(tài)路由器：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的路由器不保存任何現(xiàn)行連接中已經(jīng)發(fā)送過(guò)的信息流狀態(tài)。非集中控制：在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中不存在全局性的控制機(jī)制。115.2因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有開(kāi)放因特網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的典型例子。為滿足開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的要求，因特網(wǎng)從1983年開(kāi)始引入并使用TCP/IP協(xié)議棧(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)。TCP/IP不是單一的協(xié)議，而是由數(shù)十個(gè)具有一定層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成的一個(gè)協(xié)議集。而TCP和IP是該協(xié)議中兩個(gè)最重要的協(xié)議。整個(gè)TCP/IP協(xié)議集的框架被稱(chēng)為T(mén)CP/IP體系結(jié)構(gòu)或簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)CP/IP。由于TCP/IP協(xié)議在因特網(wǎng)中的廣泛使用，現(xiàn)在人們常常把TCP/IP協(xié)議稱(chēng)為因特網(wǎng)協(xié)議。12因特網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的典型例子。12

因特網(wǎng)協(xié)議棧和協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用層(FTP,Telnet,SMTP,HTTP,DNS,SNMP)傳輸層(TCP,UDP)網(wǎng)絡(luò)層(IP,ICMP,ARP,RARP,IGMP)鏈路層(PPP,HDLC,以太網(wǎng),令牌環(huán)網(wǎng))物理層TCP/IP協(xié)議棧第1層第2層第3層第4層第5層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDUs)段(Segment)數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)幀(Frame)位流(Bits)報(bào)文(Message)13因特網(wǎng)協(xié)議棧和協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用層(FTP,Telnet,S5.3因特網(wǎng)的接入因特網(wǎng)的接入是指如何把用戶的計(jì)算機(jī)連接到因特網(wǎng)的接入點(diǎn)——因特網(wǎng)的邊緣路由器因特網(wǎng)接入采用了廣域網(wǎng)連接技術(shù)。從用戶類(lèi)型劃分，因特網(wǎng)接入分為：住宅（居民區(qū)）接入機(jī)構(gòu)接入移動(dòng)用戶接入145.3因特網(wǎng)的接入因特網(wǎng)的接入是指如何把用戶的計(jì)算機(jī)連接居民區(qū)因特網(wǎng)接入:撥號(hào)和ADSL模擬調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話網(wǎng)撥號(hào)上網(wǎng)用戶計(jì)算機(jī)通過(guò)電話撥號(hào)與因特網(wǎng)服務(wù)提供商建立連接，在用戶本地環(huán)路上傳輸?shù)氖悄M信號(hào)撥號(hào)接入的速率最高不超過(guò)56kb/s

ADSL（非對(duì)稱(chēng)用戶線路）在用戶本地電話線環(huán)路上采用數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)，能夠在一條上同時(shí)提供話音服務(wù)和數(shù)據(jù)通信服務(wù)，但其下行傳輸速率可達(dá)到8Mb/s，上行傳輸速率也能達(dá)到將近1Mb/s上下行速率不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)非常適用于上網(wǎng)目的以因特網(wǎng)瀏覽為主的用戶15居民區(qū)因特網(wǎng)接入:撥號(hào)和ADSL模擬調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話網(wǎng)撥號(hào)居民區(qū)因特網(wǎng)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器HFC：HybridFiberCoax（光纖同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)）非對(duì)稱(chēng)：下行可達(dá)10Mb/s，上行為1Mb/sHFC將家庭用戶連接到ISP的路由器若干個(gè)家庭用戶共享10Mb/s訪問(wèn)帶寬；關(guān)注點(diǎn)：擁塞，規(guī)?？刂茊?wèn)題。應(yīng)用：在國(guó)內(nèi)的個(gè)別地區(qū)試點(diǎn)。16居民區(qū)因特網(wǎng)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器HFC：HybridFi居民區(qū)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器Diagram:/cmic/diagram.html17居民區(qū)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器Diagram:http://機(jī)構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)公司/大學(xué)局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)連接到端接路由器以太網(wǎng)(Ethernet):

共享或?qū)＞€電纜將端系統(tǒng)連接端系統(tǒng)和路由器10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s以太網(wǎng)應(yīng)用:企事業(yè)單位,家庭用戶普遍使用的LAN18機(jī)構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)公司/大學(xué)局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入共享的無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)把端系統(tǒng)連接到路由器無(wú)線LAN使用無(wú)線頻譜替代有線介質(zhì)e.g，802.11a/b/g11Mb/s、54Mb/s廣域無(wú)線訪問(wèn)CDPD：通過(guò)蜂窩式網(wǎng)絡(luò)無(wú)線訪問(wèn)ISP路由器basestationmobilehostsrouter因特網(wǎng)19無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入共享的無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)把端系統(tǒng)連接到路由器basem5.4因特網(wǎng)的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議包括：SLIP、PPP、HDLC相關(guān)的議題還包括：通過(guò)局域網(wǎng)接入因特網(wǎng)時(shí)ARP與IP的交互問(wèn)題。因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議主要包括：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP網(wǎng)絡(luò)控制信息協(xié)議ICMP路由協(xié)議組播協(xié)議IGMP205.4因特網(wǎng)的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議包括：20點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議一方發(fā)，一方收；一條鏈路：比廣播信道簡(jiǎn)單的多無(wú)需介質(zhì)訪問(wèn)控制不必進(jìn)行MAC尋址e.g.，撥號(hào)鏈路，ISDN線路等常見(jiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議：SLIP(SerialLineInternetProtocol)PPP(Point-to-PointProtocol)SDLC：SynchronousDataLinkControl(SNA的面向比特的數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程)HDLC：Highleveldatalinkcontrol(ISO高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)21點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議一方發(fā)，一方收；一條鏈路：比廣播信道簡(jiǎn)單PPP設(shè)計(jì)要求[RFC1557]幀封裝:將網(wǎng)絡(luò)層的分組封裝到數(shù)據(jù)鏈路層的幀中同時(shí)可以承載任意網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)(不僅僅是IP)提供向上分用的能力位流透明:在數(shù)據(jù)字段中，必須能攜帶任意組合的位流錯(cuò)誤檢測(cè)(但無(wú)需校正)網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商:客戶端可以學(xué)習(xí)/配置對(duì)方提供的網(wǎng)絡(luò)地址22PPP設(shè)計(jì)要求[RFC1557]幀封裝:將網(wǎng)絡(luò)層的分PPP無(wú)需做的工作錯(cuò)誤校正/恢復(fù)流量控制有序遞交支持多點(diǎn)鏈路(e.g.，輪詢)錯(cuò)誤恢復(fù)、流量控制、分組的有序遞交都被移到更高層（在端點(diǎn)，或者說(shuō)端到端）去解決了!23PPP無(wú)需做的工作錯(cuò)誤校正/恢復(fù)錯(cuò)誤恢復(fù)、流量控制、分組的有PPP數(shù)據(jù)幀F(xiàn)lag：幀定界符(7EH)Address：固定為FFHControl：缺省為03H，表示為無(wú)編號(hào)幀Protocol：數(shù)據(jù)類(lèi)型，即幀中攜帶的數(shù)據(jù)屬于哪一個(gè)上層協(xié)議(LCP,IP,IPCP,…)24PPP數(shù)據(jù)幀F(xiàn)lag：幀定界符(7EH)24PPP數(shù)據(jù)幀Info：所攜帶的上層數(shù)據(jù)Check：CRC校驗(yàn)和，用于進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)25PPP數(shù)據(jù)幀Info：所攜帶的上層數(shù)據(jù)25字節(jié)填充（ByteStuffing）“數(shù)據(jù)透明”要求：數(shù)據(jù)中必須可以包括幀中flag字段的固定位模式：01111110（7EH）Q:如何判斷這個(gè)<01111110>到底是數(shù)據(jù)還是flag?A:異步鏈路采用字節(jié)填充法解決（同步鏈路則使用與HDLC相同的位填充法）發(fā)送方：數(shù)據(jù)中的所有<01111110>字節(jié)都用2字節(jié)序列<01111101,01011110>（7DH,5EH）代替數(shù)據(jù)中的所有<01111101>（7DH）都用2字節(jié)序列<01111101,01011101>（7DH,5DH）代替接收方：進(jìn)行相反的操作26字節(jié)填充（ByteStuffing）“數(shù)據(jù)透明”要求：字節(jié)填充Flag位模式出現(xiàn)在發(fā)送數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)中的Flag位模式被轉(zhuǎn)換成“雙字節(jié)模式”10101027字節(jié)填充Flag位模式出現(xiàn)在發(fā)送數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)中的Flag位模式因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層與IP協(xié)議因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層功能：路由表路由協(xié)議路由選擇RIP,OSPF,BGPIP協(xié)議地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)報(bào)格式分組處理ICMP協(xié)議錯(cuò)誤報(bào)告路由器“信令”傳輸層:TCP,UDP數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層IGMP協(xié)議組播信息交互組播路由選擇28因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層與IP協(xié)議因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層功能：路由表路由協(xié)議I網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議組成因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議分成四部分：網(wǎng)際協(xié)議（IP）、路由選擇協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)控制信息協(xié)議（ICMP）和組播協(xié)議（IGMP）。網(wǎng)際協(xié)議：決定了網(wǎng)絡(luò)層的編址機(jī)制，數(shù)據(jù)報(bào)的格式（網(wǎng)絡(luò)層的PDU），各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的字段所應(yīng)采取的動(dòng)作。IP協(xié)議有兩個(gè)版本，IPv4[RFC791]和IPv6[RFC2373，RFC2460]。路由選擇協(xié)議：決定數(shù)據(jù)報(bào)在發(fā)送過(guò)程中由信源到信宿所經(jīng)過(guò)的路由器。網(wǎng)絡(luò)控制信息協(xié)議：可以為用戶提供網(wǎng)絡(luò)中的各種運(yùn)行信息。組播協(xié)議：由于數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送無(wú)須建立過(guò)程和響應(yīng)信息，因此可以支持因特網(wǎng)上的多點(diǎn)同時(shí)傳送，但由于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議設(shè)計(jì)上的限制，多點(diǎn)傳送解決起來(lái)比較復(fù)雜。29網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議組成因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議分成四部分：網(wǎng)際協(xié)議（IP）網(wǎng)際協(xié)議IP－InternetProtocolIP是因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)議提供數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）的投遞服務(wù)（主機(jī)到主機(jī)）在不同的數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)操作IP的數(shù)據(jù)報(bào)投遞服務(wù)是非連接的，不可靠的非連接數(shù)據(jù)報(bào)之間沒(méi)有相互的依賴關(guān)系；不能保證報(bào)文的有序投遞。不可靠數(shù)據(jù)報(bào)的投遞沒(méi)有任何品質(zhì)保證（QoS），數(shù)據(jù)報(bào)可能被正確投遞，可能被丟棄。30網(wǎng)際協(xié)議IP－InternetProtocolIP是因特網(wǎng)IP地址IP地址:32bit的邏輯地址,用來(lái)標(biāo)識(shí)主機(jī)或路由器的網(wǎng)絡(luò)接口；網(wǎng)絡(luò)接口:用于連接主機(jī)與路由器之間的物理鏈路：路由器有多個(gè)接口主機(jī)可能有一個(gè)，也可能有多個(gè)接口IP地址只與設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口有關(guān)IP地址書(shū)寫(xiě)方法：32bit劃分為4個(gè)字節(jié)寫(xiě)成點(diǎn)分的4個(gè)十進(jìn)制數(shù)7=1101111100000001000000010000000122311131IP地址IP地址:32bit的邏輯地址,用來(lái)標(biāo)識(shí)主機(jī)或路IP地址IP地址包括2個(gè)部分:

網(wǎng)絡(luò)地址（網(wǎng)絡(luò)號(hào)）主機(jī)地址（主機(jī)號(hào)）網(wǎng)絡(luò)是什么?

（從IP地址的視角）具有相同網(wǎng)絡(luò)地址的設(shè)備接口，或不經(jīng)過(guò)路由器就可以物理上相互通達(dá)的設(shè)備7由3個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)組成的互聯(lián)網(wǎng)(對(duì)于以223開(kāi)頭的IP地址，前24位

為網(wǎng)絡(luò)地址)LAN32IP地址IP地址包括2個(gè)部分:223.1IP地址為討論“網(wǎng)絡(luò)”的說(shuō)法，重新審視IP地址：“分類(lèi)”編址：to55to55to55to55Range0NetID10110NetID1110MulticastAddressHostIDNetIDHostIDHostIDClassABCD8bits8bits8bits8bits最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)=27-2=126最大主機(jī)數(shù)=224-2=16777214最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)=214=16384最大主機(jī)數(shù)=216-2=65534最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)=221=2097152最大主機(jī)數(shù)=28-2=25433IP地址為討論“網(wǎng)絡(luò)”的說(shuō)法，重新審視IP地址：1.0.0保留的IP地址以下這些IP地址具有特殊的含義:

00...000000...000011...111111...1111本機(jī)本網(wǎng)中的主機(jī)局域網(wǎng)中的廣播回路(Loopback)00...00主機(jī)號(hào)1111...1111網(wǎng)絡(luò)號(hào)127任意值0000...0000網(wǎng)絡(luò)號(hào)對(duì)指定網(wǎng)絡(luò)的廣播網(wǎng)絡(luò)地址一般來(lái)說(shuō)，主機(jī)號(hào)部分為全“1”的IP地址保留用作廣播地址；主機(jī)號(hào)部分為全“0”的IP地址保留用作網(wǎng)絡(luò)地址。34保留的IP地址以下這些IP地址具有特殊的含義:00...0劃分子網(wǎng)為什么要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)？IP分類(lèi)不合理，地址空間利用率低美國(guó)的某些機(jī)構(gòu)擁有的地址空間甚至比其他一些國(guó)家的全部地址空間還大每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都指定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址將使路由表太大增加了路由器成本查找路由耗時(shí)增加路由器之間交換的路由信息增加兩級(jí)IP地址不夠靈活不能充分利用已申請(qǐng)到的地址資源擴(kuò)充新的網(wǎng)絡(luò)如何在現(xiàn)有的地址范圍中建立多個(gè)網(wǎng)絡(luò)？35劃分子網(wǎng)為什么要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)？35劃分子網(wǎng)（Subnetting）又稱(chēng)子網(wǎng)尋址或子網(wǎng)路由選擇方法：從IP地址的主機(jī)編號(hào)部分“借用”若干位作為子網(wǎng)編號(hào)主機(jī)編號(hào)部分相應(yīng)縮短例如：原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)：借用2位劃分子網(wǎng)后：和

子網(wǎng)的特點(diǎn)：多個(gè)子網(wǎng)可以運(yùn)行在同一物理網(wǎng)絡(luò)上。劃分子網(wǎng)后，原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)外仍呈現(xiàn)為一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)，外面看不見(jiàn)其內(nèi)部的子網(wǎng)結(jié)構(gòu)。即：劃分子網(wǎng)完全是該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的事務(wù)，與外部無(wú)關(guān)。0000101000000101

xxxxxxxxxxxxxxxx網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)子網(wǎng)1：0000101000000101

01

xxxxxxxxxxxxxx網(wǎng)絡(luò)號(hào)

子網(wǎng)號(hào)主機(jī)號(hào)子網(wǎng)2：0000101000000101

10

xxxxxxxxxxxxxx網(wǎng)絡(luò)號(hào)

子網(wǎng)號(hào)主機(jī)號(hào)36劃分子網(wǎng)（Subnetting）0000101000000Subnet110.5.64.xSubnet210.5.128.x路由器兩個(gè)子網(wǎng)之間的通信必須通過(guò)路由器才能實(shí)現(xiàn)，但物理連接不一定非要通過(guò)路由器，子網(wǎng)可以運(yùn)行在同一物理網(wǎng)絡(luò)上。37Subnet1Subnet2路由器兩個(gè)子網(wǎng)之間的通信必須在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行多個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)1的主機(jī)子網(wǎng)2的主機(jī)38在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行多個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)1的主機(jī)子網(wǎng)2的主機(jī)38劃分子網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)

所有目的地址為10.5.x.x的分組均到達(dá)此路由器.....3子網(wǎng).1.2.3子網(wǎng).439劃分子網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)對(duì)外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)所有子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的作用使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)了解子網(wǎng)劃分的結(jié)構(gòu)使邊緣路由器了解子網(wǎng)劃分的結(jié)構(gòu)子網(wǎng)掩碼的格式子網(wǎng)掩碼也是32bit長(zhǎng)的二進(jìn)制數(shù)，由一串連續(xù)的1后跟一串連續(xù)的0組成；前面的1與網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)對(duì)應(yīng)，后面的0與主機(jī)號(hào)對(duì)應(yīng)。如前面的例子：子網(wǎng)結(jié)構(gòu)為：0000101000000101

ss

xxxxxxxxxxxxxx子網(wǎng)掩碼為：1111111111111111

11

xxxxxxxxxxxxxx寫(xiě)成十進(jìn)制數(shù)為：40子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的作用40不劃分子網(wǎng)時(shí)，各類(lèi)IP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為：A類(lèi)：B類(lèi)：C類(lèi)：已知IP地址和子網(wǎng)掩碼，如何計(jì)算子網(wǎng)地址？用子網(wǎng)掩碼和IP地址“相與”（AND操作），結(jié)果就是子網(wǎng)地址。例如：IP地址，子網(wǎng)掩碼。則可計(jì)算出的子網(wǎng)地址為00001010000001010110000000000001AND)1111111111111111110000000000000000001010000001010100000000000000(=)推論：若兩個(gè)IP地址具有完全相同的子網(wǎng)地址，則它們?cè)谕蛔泳W(wǎng)中。41不劃分子網(wǎng)時(shí)，各類(lèi)IP地址默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為：推論：若兩個(gè)IPQ.如何在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中找出所有的網(wǎng)絡(luò)?拿掉路由器；整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成了若干個(gè)“被隔離的網(wǎng)絡(luò)孤島”；每個(gè)“孤島”就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Q:右圖中1）包含了幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)？2）每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)地址分別是什么？(假定網(wǎng)絡(luò)掩碼為)742Q.如何在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中找出所有的網(wǎng)絡(luò)?2IP編址：CIDR（無(wú)類(lèi)域間路由）分類(lèi)編址：地址空間的利用率低，地址空間面臨耗盡；e.g.，一個(gè)B類(lèi)網(wǎng)址可以容納65K臺(tái)主機(jī),但可能被一個(gè)只有2K臺(tái)主機(jī)的企業(yè)占據(jù)。CIDR:

ClasslessInterDomainRouting地址的網(wǎng)絡(luò)部分長(zhǎng)度任意，不再分為固定的幾種類(lèi)型；地址格式:a.b.c.d/x，x為地址中網(wǎng)絡(luò)部分的位數(shù)。11001000000101110001000000000000networkparthostpart/2343IP編址：CIDR（無(wú)類(lèi)域間路由）分類(lèi)編址：11001000IP編址：言猶未盡...Q:ISP如何得到整塊的地址?A:

ICANN：InternetCorporationforAssigned

NamesandNumbers（因特網(wǎng)名稱(chēng)和編號(hào)組織）分配地址管理DNS批準(zhǔn)域名，解決紛爭(zhēng)Q:單位或企業(yè)如何獲得網(wǎng)絡(luò)地址?A:向ISP申請(qǐng)（在單位內(nèi)部，則向網(wǎng)絡(luò)中心申請(qǐng)）44IP編址：言猶未盡...Q:ISP如何得到整塊的地址?4IP數(shù)據(jù)報(bào)格式verTotallength32bitsdata(可變長(zhǎng)度,一般為一個(gè)TCP或UDP數(shù)據(jù)段)16-bitidentifierInternetchecksumtimetolive32bitsourceIPaddressIP協(xié)議版本號(hào)首部長(zhǎng)度(bytes)余留步跳（每經(jīng)過(guò)一個(gè)

路由器都要減1）用于分段/重裝數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度(bytes)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的上層協(xié)議是什么head.lentypeofservice數(shù)據(jù)“類(lèi)型”flgsfragmentoffsetupperlayer32bitdestinationIPaddressOptions(ifany)E.g.時(shí)間戳，記錄路由標(biāo)記，定義要訪問(wèn)的路由器校驗(yàn)和45IP數(shù)據(jù)報(bào)格式verTotallength32bitsIP路由選擇為分組選擇一條從源主機(jī)到目的主機(jī)的最佳路徑。可選路徑不止一條路徑可能要跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)路由選擇功能的設(shè)備是路由器。對(duì)每一個(gè)接收到的分組，路由器必須確定從哪條路徑將其轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由器根據(jù)其內(nèi)部保存的一張路由表轉(zhuǎn)發(fā)分組。路由表中存放了到達(dá)其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息。目的網(wǎng)絡(luò)地址下一跳（路由器）地址（NextHop）其他（各種標(biāo)志、子網(wǎng)掩碼、接口、…）路由選擇46IP路由選擇為分組選擇一條從源主機(jī)到目的主機(jī)的最佳路徑。路路由表的基本內(nèi)容R1R2R1的路由表.目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器地址直接（從s0）直接（從s1）defaults0s147路由表的基本內(nèi)容1如何根據(jù)路由表進(jìn)行路由選擇路由選擇：根據(jù)路由表找到一條到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路徑（實(shí)際上是查找輸出接口）。想一想：為何不是“找到一條到達(dá)目的主機(jī)的路徑”？從兩個(gè)方面考慮：如何減小路由表中的路徑數(shù)量（在因特網(wǎng)的骨干鏈路中尤其重要）與目的主機(jī)的連接只有兩種類(lèi)型：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路和廣播型網(wǎng)絡(luò)（LAN）有些情況下，路由表中也可設(shè)置到達(dá)目的主機(jī)的路由。路由選擇的基本方法：取出收到的分組中的目的IP地址，并提取出目的網(wǎng)絡(luò)地址；用目的網(wǎng)絡(luò)地址在路由表中查找：若目的網(wǎng)絡(luò)與路由器直接相連，則“直接交付”；如果找到匹配的表項(xiàng)，則將分組發(fā)送到該表項(xiàng)指定的下一跳路由器；如果未找到，則搜索路由表中有無(wú)“default”的表項(xiàng)：如果有，就將將分組發(fā)送到該表項(xiàng)指定的下一跳路由器；如果沒(méi)有，則發(fā)送一個(gè)“主機(jī)不可達(dá)”或“網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)”的出錯(cuò)信息給發(fā)出該分組的計(jì)算機(jī)。

目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器地址直接（從s0）直接（從s1）default48如何根據(jù)路由表進(jìn)行路由選擇路由選擇：根據(jù)路由表找到一條到達(dá)目路由表的維護(hù)路由表如何建立？如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變化進(jìn)行更新？靜態(tài)路由：由網(wǎng)絡(luò)管理員設(shè)置并隨時(shí)更新網(wǎng)絡(luò)管理員的工作負(fù)擔(dān)重，容易出錯(cuò)，適應(yīng)性差；簡(jiǎn)單、開(kāi)銷(xiāo)小，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)態(tài)路由：路由器運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況動(dòng)態(tài)地維護(hù)減輕了網(wǎng)絡(luò)管理員的工作負(fù)擔(dān)重；實(shí)時(shí)性好，適應(yīng)性好；能夠滿足大型網(wǎng)絡(luò)的需要；因要搜集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)有所增加，實(shí)現(xiàn)也比較復(fù)雜。因特網(wǎng)中的路由器采用的都是動(dòng)態(tài)路由。49路由表的維護(hù)路由表如何建立？如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變化進(jìn)行更新？49動(dòng)態(tài)路由的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由（建立、維護(hù)、更新）需要借助路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)，路由協(xié)議有兩大類(lèi)：全局路由協(xié)議依據(jù)完整的網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)湫畔⒂?jì)算到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。因?yàn)楸緟f(xié)議需要了解每條網(wǎng)絡(luò)鏈路的狀態(tài)，故也稱(chēng)其為鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（LinkStateRoutingProtocol，L-S）。路由計(jì)算在所有路由器中完成，運(yùn)行L-S協(xié)議的每個(gè)路由器都要向所有路由器發(fā)送與自己相鄰的路由器的鏈路狀態(tài)信息，內(nèi)容包括：路由器所連接的網(wǎng)絡(luò)鏈路；該鏈路的狀態(tài)：連通性、開(kāi)銷(xiāo)、速度、距離、時(shí)延等信息。通過(guò)互相通告鏈路狀態(tài)，每個(gè)路由器最終都可以建立一個(gè)關(guān)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，再使用Dijkstra算法即可計(jì)算出到達(dá)各網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。典型的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議是OSPF（OpenShortestPathFirst）。Dijkstra算法是一種計(jì)算連通圖中的最短路徑的方法。50動(dòng)態(tài)路由的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由（建立、維護(hù)、更新）需要借助路由協(xié)議實(shí)局部路由協(xié)議通過(guò)一系列重復(fù)的、分布的方式來(lái)計(jì)算最佳路徑。每個(gè)路由器開(kāi)始只知道與其直接相連的鏈路的信息。通過(guò)與相鄰路由器的通信和一系列反復(fù)的計(jì)算，路由器可以逐漸獲得到達(dá)某些網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑信息。因?yàn)樾枰私饷織l鏈路的距離，故也稱(chēng)其為距離矢量路由協(xié)議（DistanceVectorRoutingProtocol，D-V）。距離矢量協(xié)議計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中鏈路的距離矢量，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果構(gòu)造路由表。每一個(gè)路由器工作時(shí)會(huì)定期向相鄰路由器發(fā)送消息，消息的內(nèi)容就是自己的整個(gè)路由表，其中包括：目的網(wǎng)絡(luò)的地址；到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的下一跳路由器地址；到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過(guò)的距離。運(yùn)行距離矢量協(xié)議的路由器會(huì)根據(jù)相鄰路由器發(fā)送過(guò)來(lái)的信息，更新自己的路由表。典型的距離矢量路由協(xié)議是RIP（RoutingInformationProtocol）。

51局部路由協(xié)議51IP路由協(xié)議具有的共性動(dòng)態(tài)地學(xué)習(xí)、計(jì)算到達(dá)網(wǎng)絡(luò)中各子網(wǎng)的路由并插入到路由表中。如果到達(dá)一個(gè)子網(wǎng)有多條合法路由，那么將最好的一條放到路由表中。當(dāng)路由表中的路由不再合法時(shí)，則通告給其他路由器，并從自己的路由表中刪除該路由。盡快地加入新的路由，或者用更好的路由替代失效的路由。阻止循環(huán)路由。52IP路由協(xié)議具有的共性動(dòng)態(tài)地學(xué)習(xí)、計(jì)算到達(dá)網(wǎng)絡(luò)中各子網(wǎng)的路由IP路由協(xié)議的層次因特網(wǎng)被劃分為許多自治系統(tǒng)（AutonomousSystem，AS），每個(gè)AS都是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。AS的特點(diǎn)：它有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)內(nèi)采用何種路由選擇協(xié)議。一個(gè)AS內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)都屬于一個(gè)組織或機(jī)構(gòu)管轄并在本AS內(nèi)是連通的。根據(jù)路由協(xié)議是為AS內(nèi)部的路由優(yōu)化還是為AS之間的路由優(yōu)化，因特網(wǎng)把路由協(xié)議分為兩大類(lèi)：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）：如RIP、OSPF等；外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）：如BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）。53IP路由協(xié)議的層次因特網(wǎng)被劃分為許多自治系統(tǒng)（AutonomAS、IGP和EGPAS1AS2AS3EGPEGPEGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGP54AS、IGP和EGPAS1AS2AS3EGPEGPEGPIGARP協(xié)議和RARP協(xié)議ARP將一個(gè)已知的IP地址映射到MAC地址。想一想：為何要進(jìn)行映射？（后面將給出答案）映射方法：已知：IP地址1）檢查本地ARP高速緩存表，若找到IP地址對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，則取出表項(xiàng)中的MAC地址；2）若IP地址不包含在表中，就向網(wǎng)上發(fā)廣播來(lái)尋找。具有該IP地址的目的站用其MAC地址作為響應(yīng)。ARP只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)。55ARP協(xié)議和RARP協(xié)議ARP將一個(gè)已知的IP地址映射到MAAC我需要的MAC地址IP=MAC=???我就是，這是我的MAC地址！IP=MAC=08-00-00-20-2C-0ABARP操作的例子：A想知道的MAC地址56AC我需要IP=我為什么需要地址解析協(xié)議？或者說(shuō)，為何要進(jìn)行地址映射？Answer：在因特網(wǎng)中，數(shù)據(jù)分組傳輸使用的是IP地址（邏輯地址）；而在局域網(wǎng)中，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要使用物理地址（MAC地址）。許多因特網(wǎng)的主機(jī)位于局域網(wǎng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)分組到達(dá)局域網(wǎng)時(shí)，需要把IP地址轉(zhuǎn)換成MAC地址，然后把分組封裝在局域網(wǎng)鏈路層的幀中，才能發(fā)送到該主機(jī)。57為什么需要地址解析協(xié)議？或者說(shuō)，為何要進(jìn)行地址映射？578.4.5ARP與IP的交互例子：由R對(duì)A到B的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由的過(guò)程ARB在LAN1中，所有的主機(jī)都具有111.111.111.xxx的IP地址形式。LAN2中的所有主機(jī)都具有222.222.222.xxx的IP地址形式。假設(shè)主機(jī)11要發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到主機(jī)22。發(fā)送主機(jī)的鏈路層協(xié)議必需指出該目的主機(jī)的MAC地址。那么發(fā)送主機(jī)會(huì)使用哪個(gè)MAC地址?是22的MAC地址49-BD-D2-C7-56-2A嗎？目的MAC地址為49-BD-D2-C7-56-2A的幀能穿越路由器嗎？588.4.5ARP與IP的交互例子：由R對(duì)A到B的數(shù)據(jù)包進(jìn)實(shí)際上，發(fā)送主機(jī)在發(fā)送分組之前，就已經(jīng)知道目的主機(jī)不在本地LAN上（只要比較目的主機(jī)和發(fā)送主機(jī)的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址部分便可得知），所以必須將分組發(fā)送給路由器，由路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。路由器的IP地址（Windows中稱(chēng)為缺省網(wǎng)關(guān)）在發(fā)送主機(jī)中已經(jīng)預(yù)先設(shè)置（在本例中為10）。現(xiàn)在的問(wèn)題是：發(fā)送主機(jī)如何得到路由器接口的MAC地址呢？當(dāng)然是使用ARP協(xié)議！一旦發(fā)送主機(jī)獲得了路由器接口的MAC地址，就可以生成一個(gè)數(shù)據(jù)幀，發(fā)送給路由器。LAN1上的路由器接口收到了發(fā)給它的數(shù)據(jù)幀后，將封裝在其中的分組提交給網(wǎng)絡(luò)層。這樣，分組就成功地從主機(jī)發(fā)送到了路由器上！59實(shí)際上，發(fā)送主機(jī)在發(fā)送分組之前，就已經(jīng)知道目的主機(jī)不在本地L接下來(lái)，路由器還必須將分組發(fā)送到目的地。路由器首先需要選擇適當(dāng)?shù)慕涌趤?lái)轉(zhuǎn)發(fā)，這項(xiàng)工作路由器可以通過(guò)查詢路由表來(lái)完成。路由表告訴路由器：“需要通過(guò)20接口轉(zhuǎn)發(fā)該分組”。于是，路由器把分組送到該接口。最后，接口將分組傳送給其適配器，組成新的數(shù)據(jù)幀，并廣播到LAN2中。這時(shí)，數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址才是真正的最終目的主機(jī)的MAC地址。路由器又是如何知道最終目的主機(jī)的MAC地址呢？還是使用ARP協(xié)議！路由器通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)中的目的IP地址和ARP協(xié)議來(lái)得到目的主機(jī)的MAC地址。60接下來(lái)，路由器還必須將分組發(fā)送到目的地。60RARP協(xié)議：把MAC地址映射為IP地址用于無(wú)盤(pán)工作站環(huán)境無(wú)盤(pán)工作站沒(méi)有磁盤(pán)，配置的IP地址無(wú)法保存。RARP的基本思想：網(wǎng)絡(luò)中配置一臺(tái)RARP服務(wù)器；RARP服務(wù)器中有一張MAC地址與IP地址的映射表；由網(wǎng)絡(luò)管理員預(yù)先配置好地址映射過(guò)程：無(wú)盤(pán)工作站啟動(dòng)時(shí)，從硬件配置中讀出MAC地址，并將其封裝在RARP請(qǐng)求報(bào)文中，廣播到網(wǎng)上；RARP服務(wù)器收到請(qǐng)求報(bào)文后，在映射表中檢查有無(wú)對(duì)應(yīng)表項(xiàng)。若找到，將對(duì)應(yīng)的IP地址裝入響應(yīng)報(bào)文中發(fā)回給請(qǐng)求者。RARP也只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)。61RARP協(xié)議：把MAC地址映射為IP地址61IP地址:如何分配?主機(jī)的IP地址有兩種分配策略：由網(wǎng)絡(luò)管理員手工分配（靜態(tài)分配）；動(dòng)態(tài)分配：DHCP協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol）網(wǎng)絡(luò)中需設(shè)置一臺(tái)DHCP服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)管理員在DHCP服務(wù)器中預(yù)先定義一個(gè)IP地址池。分配過(guò)程：需要申請(qǐng)IP地址的主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中廣播“DHCPdiscover”報(bào)文網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器用“DHCPoffer”報(bào)文響應(yīng)主機(jī)發(fā)送IP地址請(qǐng)求：“DHCPrequest”報(bào)文DHCP服務(wù)器從地址池中取出一個(gè)未分配的IP地址發(fā)送給請(qǐng)求者：“DHCPack”報(bào)文62IP地址:如何分配?主機(jī)的IP地址有兩種分配策略：62ICMP協(xié)議：InternetControlMessageProtocol用于主機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)之間交換網(wǎng)絡(luò)層信息報(bào)告錯(cuò)誤:unreachablehost,network,port,protocol進(jìn)行request/reply應(yīng)答(ping命令)同處于網(wǎng)絡(luò)層但“凌駕”于IP之上：ICMP報(bào)文需要封裝到IP分組中進(jìn)行傳輸ICMP報(bào)文（教材p322）:type和code兩個(gè)字段的含義見(jiàn)右。Type

Code

description

00echoreply(ping)30workunknown37dest.hostunknown40sourcequench(congestioncontrol-notused)

80echorequest(ping)90routeadvertisement100routerdiscovery110TTLexpired120badIPheader63ICMP協(xié)議：InternetControlMessag最常用的是“目的地?zé)o法到達(dá)”和“回聲”消息。AB廣域網(wǎng)發(fā)數(shù)據(jù)給Z到Z的數(shù)據(jù)用ICMP通知A”我不知道如何到達(dá)Z？”目的端無(wú)法到達(dá)路由器R用ICMP消息通知目的地“不可達(dá)”R64最常用的是“目的地?zé)o法到達(dá)”和“回聲”消息。AB廣域網(wǎng)發(fā)數(shù)據(jù)ABB可以到達(dá)嗎？ICMP回聲請(qǐng)求可以，我在這里。ICMP回聲應(yīng)答用PING命令產(chǎn)生的回聲請(qǐng)求及回聲應(yīng)答pingxxx.xxx.xxx.xxx65ABB可以到ICMP回聲請(qǐng)求可以，ICMP回聲應(yīng)答用PIIPv6初始的動(dòng)機(jī)：

IPv4的32-bit地址空間預(yù)計(jì)在2008年將全部分配完畢。IPv6的地址多達(dá)2128（340萬(wàn)億億億億），地球上每平方米可分配0.668億億億個(gè)IP地址。其他動(dòng)機(jī)：改革首部格式幫助加速處理和加速轉(zhuǎn)發(fā)；改革首部，以實(shí)現(xiàn)QoS；新型“任意播-Anycast”地址的實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)在若干備份服務(wù)器中尋求“最佳”路由。IPv6分組格式：固定長(zhǎng)度的40byte首部；不支持分組的分割。可以使地球表面每粒沙子都有一個(gè)IP地址。66IPv6初始的動(dòng)機(jī)：IPv4的32-bit地址空間預(yù)計(jì)在2IPv6首部Priority（Trafficclass）:確定數(shù)據(jù)流中各分組的優(yōu)先級(jí)。FlowLabel:標(biāo)識(shí)不同“flow”中的分組，以便按各自的“需求”進(jìn)行處理。Nextheader:后面的附加報(bào)頭（如果有的話）的類(lèi)型;對(duì)于最后一個(gè)報(bào)頭，則用來(lái)說(shuō)明傳送數(shù)據(jù)的上層協(xié)議是什么。67IPv6首部Priority（Trafficclass）其他不同于IPv4的修改Checksum：完全取消，以減少每個(gè)步跳上的處理時(shí)間Options：允許使用,但不再是首部的內(nèi)容,而是由“NextHeader”字段說(shuō)明ICMPv6：ICMP的新版本新增報(bào)文類(lèi)型，e.g.“PacketTooBig”組播管理功能68其他不同于IPv4的修改Checksum：完全取消，以減少每從IPv4向IPv6遷移并不是所有的路由器都能夠在同一時(shí)刻升級(jí)不能采用“易幟日”的辦法；但是網(wǎng)絡(luò)如何能夠在IPv4和IPv6路由器共存的情況下運(yùn)行?兩種建議的途徑：雙棧(DualStack)：某些具有雙棧(v6,v4)的路由器可以將兩種地址格式進(jìn)行“翻譯-translate”隧道(Tunneling)：IPv6可以作為IPv4的載荷通過(guò)IPv4的路由器，即把IPv6的分組封裝在IPv4的分組中在IPv4網(wǎng)絡(luò)中傳輸。69從IPv4向IPv6遷移并不是所有的路由器都能夠在同一時(shí)刻升雙棧(DualStack)方式雙棧路由器70雙棧(DualStack)方式雙棧路由器70隧道（Tunneling）在必要時(shí)將IPv6封裝到IPv4中71隧道（Tunneling）在必要時(shí)將IPv6封裝到IPv4中IPv6如何影響下一代互聯(lián)網(wǎng)？

IPv6可以為任何你所能想象到的東西提供固定的IP地址IPv6不僅可以為每一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)終端提供了固定的IP地址，而且提供了人與人、人與物乃至于物與物之間通信的可能。

移動(dòng)通信行業(yè)將是IPv6最早和最大的受益方移動(dòng)IPv6適用于數(shù)量龐大的移動(dòng)終端，它提供了足夠的地址空間可以為在公共互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的每個(gè)移動(dòng)終端分配一個(gè)IPv6地址。在全球范圍內(nèi)解決了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)技術(shù)之間的移動(dòng)性問(wèn)題。IPv6在中國(guó)據(jù)報(bào)道，到2005年底，我國(guó)建成覆蓋全國(guó)主要城市的IPv6網(wǎng)絡(luò)，覆蓋城市達(dá)20個(gè)，接入節(jié)點(diǎn)達(dá)300個(gè)。

IPv6地址的爭(zhēng)奪戰(zhàn)截止到2004年6月，全球已分配的606個(gè)IPv6地址塊中，中國(guó)只占有11塊，申請(qǐng)的地址數(shù)量?jī)H占全球已申請(qǐng)數(shù)的1.8%，且都為缺省的/32(“/32”相當(dāng)于2128-32，即296個(gè)IPv6地址)。而美國(guó)、日本、德國(guó)、荷蘭、英國(guó)5個(gè)國(guó)家所分配到的地址總數(shù)已占全球已申請(qǐng)數(shù)的一半，約為48%。72IPv6如何影響下一代互聯(lián)網(wǎng)？IPv6可以為任何你所能想象5.5因特網(wǎng)傳輸層協(xié)議提供運(yùn)行在不同主機(jī)中進(jìn)程間的邏輯通信；傳輸協(xié)議僅運(yùn)行在端系統(tǒng)中；傳輸vs.網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)層:在端系統(tǒng)間進(jìn)行通信；傳輸層:在進(jìn)程間進(jìn)行通信；傳輸層依賴于網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)，反過(guò)來(lái)又加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)。applicationtransportnetworkdatalinkphysicalapplicationtransportnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicallogicalend-endtransport735.5因特網(wǎng)傳輸層協(xié)議提供運(yùn)行在不同主機(jī)中進(jìn)程間的邏輯通信傳輸層協(xié)議Internet的兩類(lèi)傳輸服務(wù):可靠的，按序點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遞交：TCP擁塞控制流量控制連接建立不可靠的（“盡力而為”），無(wú)序的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或廣播遞交：UDP不能提供的服務(wù)：實(shí)時(shí)性帶寬承諾可靠的廣播通信applicationtransportnetworkdatalinkphysicalapplicationtransportnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicalnetworkdatalinkphysicallogicalend-endtransport74傳輸層協(xié)議Internet的兩類(lèi)傳輸服務(wù):applicatiapplicationtransportnetworkMP2applicationtransportnetwork復(fù)用/分用(Multiplexing/Demultiplexing)回顧：segment（段）-傳輸層實(shí)體間交換數(shù)據(jù)的單位receiverHtHn將接收到的段提交給正確的應(yīng)用層進(jìn)程。segmentsegmentMapplicationtransportnetworkP1MMMP3P4segmentheaderapplication-layerdata分用：75applicationMP2application復(fù)用/分用復(fù)用/分用復(fù)用/分用：基于發(fā)送方、接收方的端口號(hào)和IP地址：源/目的端口號(hào)存在于每個(gè)段中。傳輸層從多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程獲取數(shù)據(jù)，然后對(duì)它們進(jìn)行封裝。源端口

#宿端口

#32bits應(yīng)用層數(shù)據(jù)(報(bào)文)其他首部字段TCP/UDP段格式復(fù)用：76復(fù)用/分用復(fù)用/分用：傳輸層從多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程獲取數(shù)據(jù)，然傳輸層端口號(hào)在TCP和UDP的段頭中有兩個(gè)端口號(hào)源端口號(hào)（sourceport-number）宿端口號(hào)（destinationport-number）TCP使用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)執(zhí)行發(fā)送和接收的應(yīng)用進(jìn)程，端口號(hào)可以幫助TCP來(lái)分離字節(jié)流并且把相應(yīng)字節(jié)傳遞給正確的應(yīng)用程序。根據(jù)IP地址和端口號(hào)就可以唯一地確定信宿主機(jī)中某個(gè)特定進(jìn)程。端口號(hào)可以是半永久的和臨時(shí)的：服務(wù)器端在一個(gè)半永久性的端口上來(lái)監(jiān)聽(tīng)客戶端的訪問(wèn)請(qǐng)求。客戶端使用臨時(shí)端口在本地標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)話。客戶端的端口只在使用TCP服務(wù)時(shí)候才存在，而服務(wù)器端口只要服務(wù)器進(jìn)程在運(yùn)行就一直存在。77傳輸層端口號(hào)在TCP和UDP的段頭中有兩個(gè)端口號(hào)77端口號(hào)是一個(gè)16比特的二進(jìn)制數(shù)，其取值范圍從0～65535。網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的任何網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都有一個(gè)或多個(gè)端口號(hào)與之對(duì)應(yīng)。端口號(hào)分為三類(lèi)：從0～1023的端口號(hào)被稱(chēng)為眾所周知的端口號(hào)（well-knownnumbers）并被限制使用——這些端口號(hào)已分配給標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：如HTTP、FTP、SMTP等。眾所周知的端口號(hào)的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)[RFC1700]；或訪問(wèn)/assignments/port-numbers。從1024～49151的端口號(hào)稱(chēng)為注冊(cè)端口號(hào)，用來(lái)標(biāo)識(shí)那些已經(jīng)向IANA注冊(cè)的應(yīng)用。從49152～65535的端口號(hào)稱(chēng)為私有端口號(hào)，是非注冊(cè)的，并且可以動(dòng)態(tài)地分配給任何應(yīng)用進(jìn)程。78端口號(hào)是一個(gè)16比特的二進(jìn)制數(shù)，其取值范圍從0～65535。一些常見(jiàn)的“眾所周知的”端口號(hào)FTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP2123255369161TCP/UDP應(yīng)用層傳輸層20HTTP80網(wǎng)絡(luò)層IP79一些常見(jiàn)的“眾所周知的”端口號(hào)FSTDTS212325536端口使用舉例主機(jī)A服務(wù)器Bsourceport:xdest.port:23sourceport:23dest.port:x端口的使用:簡(jiǎn)單的telnet應(yīng)用Web客戶端主機(jī)AWeb服務(wù)器BWeb客戶端主機(jī)CSourceIP:CDest.IP:Bsourceport:ydest.port:80SourceIP:CDest.IP:Bsourceport:xdest.port:80端口的使用:Web服務(wù)器SourceIP:ADestIP:Bsourceport:xdest.port:80….….….….主頁(yè)1主頁(yè)280端口使用舉例主機(jī)A服務(wù)器Bsourceport:xsUDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議[RFC768]“最簡(jiǎn)約的”Internet傳輸協(xié)議提供“盡力而為的”服務(wù)，UDP數(shù)據(jù)段允許：丟失應(yīng)用數(shù)據(jù)不按序到達(dá)無(wú)連接：在UDP收發(fā)雙方之間無(wú)需握手信號(hào)；每個(gè)UDP數(shù)據(jù)段的操作都互相獨(dú)立。為什么需要UDP?無(wú)需建立連接（連接過(guò)程會(huì)增加延遲）簡(jiǎn)單：在收發(fā)雙方之間沒(méi)有連接狀態(tài)段首部較短無(wú)擁塞控制：UDP可按需要隨時(shí)發(fā)送81UDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議[RFC768]“最簡(jiǎn)約的”InUDP：(續(xù))經(jīng)常在流媒體中使用對(duì)傳輸速率敏感對(duì)傳輸可靠性不敏感允許數(shù)據(jù)丟失UDP的其他用途：DNSSNMP若需要通過(guò)UDP進(jìn)行可靠傳輸，需要在應(yīng)用層增加可靠性措施在應(yīng)用程序中——程序員必須考慮出錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制!UDP數(shù)據(jù)報(bào)格式源端口#宿端口#32bits應(yīng)用層數(shù)據(jù)（報(bào)文）lengthchecksumUDP段的字節(jié)數(shù),包括首部82UDP：(續(xù))經(jīng)常在流媒體中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)格式源端口TCP協(xié)議RFCs:793,1122,1323,2018,2581點(diǎn)對(duì)點(diǎn)一個(gè)發(fā)送方，一個(gè)接收方

可靠，按序的字節(jié)流無(wú)“報(bào)文邊界”，無(wú)結(jié)構(gòu)，但有順序流量控制采用接收窗口機(jī)制，通過(guò)設(shè)置窗口大小控制流量發(fā)送&接收緩存83TCP協(xié)議RFCs:793,1122,1323,全雙工數(shù)據(jù)傳輸在同一連接上雙向傳輸MSS：maximumsegmentsize最大段字節(jié)數(shù)＝1500,536,512面向連接握手過(guò)程(交換控制信息)：在交換數(shù)據(jù)前初始化收發(fā)雙方的狀態(tài)。采用“三次握手”過(guò)程建立連接。84全雙工數(shù)據(jù)傳輸84TCP段格式sourceport#destport#32bits應(yīng)用數(shù)據(jù)(可變長(zhǎng)度)sequencenumberacknowledgementnumberrcvrwindowsizeptrurgentdatachecksumFSRPAUheadlennotusedOptions(可變長(zhǎng)度)URG:urgentdata（一般不用）ACK:ACK#validPSH:pushdatanow(一般不用)RST,SYN,FIN:connectionestab(setup,teardowncommands)接收方一次能夠接收的字節(jié)數(shù)按發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)計(jì)算(不是按段數(shù)!)Internetchecksum(asinUDP)85TCP段格式sourceport#destportTCPSeq.#和ACK#Seq.#:該數(shù)據(jù)段第一個(gè)字節(jié)在（整個(gè)報(bào)文）字節(jié)流中“順序編號(hào)”ACK#:期望對(duì)方發(fā)來(lái)的“下一個(gè)”字節(jié)的編號(hào)有多少字節(jié)已被確認(rèn)Q:接收方如何接受失序的數(shù)據(jù)段？A:TCP沒(méi)有定義-由程序設(shè)計(jì)者決定HostAHostBSeq=42,ACK=79,data=‘C’Seq=43,ACK=80Usertypes‘C’hostACKsreceiptofechoed‘C’hostACKsreceiptof‘C’,echoesback‘C’Seq=79,ACK=43,data=‘C’time簡(jiǎn)單的telnet場(chǎng)景86TCPSeq.#和ACK#Seq.#:HostAHoTCP連接的建立：三次握手例如：A、B兩個(gè)主機(jī)要建立連接（由A發(fā)起）A→B方向消息含義A←BA←BA→BSYNSYNACKACK我的初始序號(hào)是X序號(hào)用于跟蹤通信順序，確保多個(gè)包傳輸時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)丟失。通信雙方建立連接時(shí)必須互相交換各自的初始序號(hào)。知道了，你的序號(hào)是X我的初始序號(hào)是Y知道了，你的序號(hào)是Y握手123合并.87TCP連接的建立：三次握手例如：A、B兩個(gè)主機(jī)要建立連接（由TCP通過(guò)三次握手來(lái)建立連接AB發(fā)送SYN消息(SEQ=x)收到SYN消息(SEQ=x)發(fā)送SYN消息(SEQ=y,ACK=x+1)收到SYN消息(SEQ=y,ACK=x+1)發(fā)送確認(rèn)(ACK=y+1)收到確認(rèn)(ACK=y+1)雙方連接建立88TCP通過(guò)三次握手來(lái)建立連接AB發(fā)送SYN消息(SEQ=x)AB發(fā)送FIN消息(SEQ=x)接收FIN消息(SEQ=x)TCP發(fā)送確認(rèn)(ACK=x+1)①接收ACK消息(ACK=x+1)A→B的連接斷開(kāi)(半關(guān)閉)但A仍可接收數(shù)據(jù)TCP發(fā)送確認(rèn)(ACK=y+1)接收確認(rèn)(ACK=y+1)B→A的連接斷開(kāi)TCP通過(guò)四次握手來(lái)釋放連接應(yīng)用進(jìn)程釋放連接通知應(yīng)用進(jìn)程①應(yīng)用進(jìn)程釋放連接②發(fā)送FIN消息②

(SEQ=y,ACK=x+1)接收FIN消息(SEQ=y)89AB發(fā)送FIN消息(SEQ=x)接收FIN消息(SEQ=x)TCP流量控制接收端:顯式地向發(fā)送端通告自己的接收緩存的大小(動(dòng)態(tài)變化)RcvWindow

（見(jiàn)TCP段格式）發(fā)送端:需要保存已經(jīng)發(fā)送的，但未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)。發(fā)送端不可發(fā)送太多、太快以至于使接收端的緩存出現(xiàn)溢出。流量控制接收端緩存RcvBuffer

=接收端的TCP緩存大小RcvWindow=緩存中空閑的部分90TCP流量控制接收端:顯式地向發(fā)送端通告自己的接收緩存的*TCP傳輸?shù)耐禃r(shí)間(RTT)和超時(shí)TCP每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段，就重置一次計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器設(shè)置的重傳時(shí)間已到但還未收到確認(rèn)，就必須重傳這一報(bào)文段。TCP采用了一種自適應(yīng)算法：記錄每個(gè)報(bào)文段發(fā)出的時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的確認(rèn)報(bào)文段收到的時(shí)間，二者之差就是報(bào)文段的往返時(shí)延稱(chēng)為SampleRTT91*TCP傳輸?shù)耐禃r(shí)間(RTT)和超時(shí)TCP每發(fā)送一個(gè)報(bào)文段Q:如何設(shè)置TCP超時(shí)的值?A:應(yīng)比RTT長(zhǎng)一點(diǎn)注意：RTT會(huì)變喲!!太短：很多報(bào)文段重傳時(shí)間太早，給網(wǎng)絡(luò)造成許多不必要的負(fù)荷。太長(zhǎng)：對(duì)數(shù)據(jù)段丟失的反應(yīng)太慢，效率降低。Q:如何估算RTT?SampleRTT：對(duì)從開(kāi)始發(fā)送報(bào)文段到收到ACK響應(yīng)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量：忽略重傳、積欠ACKed數(shù)據(jù)段。SampleRTT是會(huì)變化的，要設(shè)法使估算的RTT“更平滑”使用若干新近的測(cè)量結(jié)果，而不僅僅是最近一次的SampleRTT。92Q:如何設(shè)置TCP超時(shí)的值?Q:如何估算RTT?92EstimatedRTT=(1-x)*EstimatedRTT+x*SampleRTT指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均（EWMA）給定樣本的影響隨指數(shù)形式快速遞減X的典型量值：0.125（1/8）設(shè)置超時(shí)值EstimtedRTT加上“安全邊際(safetymargin)”，如果EstimatedRTT變化較大→加大安全邊際。Timeout=EstimatedRTT+4*DeviationDeviation(偏差)=(1-x)*Deviation+x*|SampleRTT-EstimatedRTT|93EstimatedRTT=(1-x)*Estimated*TCP擁塞控制兩個(gè)“階段”slowstart（慢啟動(dòng)）congestionavoidance（擁塞避免）重要變量：CongwinThreshold：定義兩個(gè)慢啟動(dòng)之間，擁塞控制階段的門(mén)限值“刺探”可用帶寬：

理想情況：全速傳輸(Congwin越大越好)沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失增加Congwin直到出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失(擁塞)數(shù)據(jù)丟失時(shí)：減小Congwin，然后重新開(kāi)始進(jìn)行“刺探”94*TCP擁塞控制兩個(gè)“階段”“刺探”可用帶寬：94TCPSlowstart（慢啟動(dòng)）窗口尺寸按指數(shù)遞增(每隔RTT)(不算太慢!)丟失事件：超時(shí)或出現(xiàn)三次重復(fù)的ACKsinitialize:Congwin=1for(eachsegmentACKed)Congwin++until(losseventORCongWin>threshold)Slowstart算法HostAonesegmentRTTHostBtimetwosegmentsfoursegments95TCPSlowstart（慢啟動(dòng)）窗口尺寸按指數(shù)遞增(每TCP擁塞避免/*slowstartisover*//*Congwin>threshold*/Until(lossevent){everywsegmentsACKed:Congwin++}threshold=Congwin/2Congwin=1performslowstart擁塞避免11:在出現(xiàn)三次重復(fù)的ACK后，TCPReno將跳過(guò)slowstart(快速恢復(fù))在此階段，Congwin以線性方式增長(zhǎng)，發(fā)生超時(shí)，門(mén)限值減半96TCP擁塞避免/*slowstartisover小結(jié)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和接入因特網(wǎng)的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層與IP協(xié)議IP路由ARP協(xié)議和RARP協(xié)議ARP與IP的交互IP地址的分配（DHCP）ICMP協(xié)議因特網(wǎng)的傳輸層傳輸層的多任務(wù)處理與端口無(wú)連接的傳輸：UDP協(xié)議面向連接的傳輸：TCP協(xié)議97小結(jié)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和接入97第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)基礎(chǔ)本章內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)接入技術(shù)因特網(wǎng)的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的傳輸層協(xié)議98第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)基礎(chǔ)本章內(nèi)容15.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念？網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的動(dòng)力：更大范圍的資源共享網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：HOST-LAN、LAN－LAN/WAN995.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念？網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的動(dòng)力：更大范圍的資源共網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層次從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次觀點(diǎn)來(lái)考察，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可在四個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)：

物理層

數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層以上100網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層次從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次觀點(diǎn)來(lái)考察，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可在四個(gè)物理層：中繼器/集線器

在電纜段之間復(fù)制比特流。

沒(méi)有地址概念，因此從本質(zhì)上不能算是網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層物理層中繼器集線器電纜段2電纜段1101物理層：中繼器/集線器網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)物理層數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋/交換機(jī)

在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。

根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的信息（MAC地址）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層網(wǎng)橋交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)段1網(wǎng)段2102物理層數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋/交換機(jī)

在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層：路由器

在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文分組。

根據(jù)分組中的邏輯地址（IP地址）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層應(yīng)用層物理層路由器鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)1103鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層：路由器

在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文分更高層：網(wǎng)關(guān)

連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層/傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層/傳輸層物理層網(wǎng)關(guān)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)1應(yīng)用層/傳輸層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)2104更高層：網(wǎng)關(guān)

連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)LAN的互聯(lián)

本地互聯(lián)

特點(diǎn)：范圍有限、主干（Backbone）采用局域網(wǎng)技術(shù)，如FDDI、Ethernet、TokenRing互聯(lián)層次：鏈路層（網(wǎng)絡(luò)層）互聯(lián)設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)（有時(shí)可采用路由器）

遠(yuǎn)程互聯(lián)

特點(diǎn)：范圍大、主干采用廣域網(wǎng)技術(shù)，如ISDN、X.25、DDN、ATM、FR、ADSL等互聯(lián)層次：網(wǎng)絡(luò)層或更高層（鏈路層）互聯(lián)設(shè)備：路由器、網(wǎng)關(guān)（有時(shí)可采用遠(yuǎn)程網(wǎng)橋）105LAN的互聯(lián)本地互聯(lián)8LAN1LAN2中繼器或HUBLAN1LAN2網(wǎng)橋或交換機(jī)LAN1LAN2路由器LAN1路由器LAN2路由器WAN本地遠(yuǎn)程106LAN1LAN2中繼器或HUBLAN1LAN2網(wǎng)橋或交換機(jī)L網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的歸納

物理層：使用中繼器或集線器在不同的電纜段之間復(fù)制位信號(hào)，無(wú)尋址功能；數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋或交換機(jī)在局域網(wǎng)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，用MAC地址尋址；網(wǎng)絡(luò)層：使用路由器在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組，用IP地址尋址；傳輸層及應(yīng)用層：使用網(wǎng)關(guān)提供更高層次的互連，用端口號(hào)或其他特定標(biāo)識(shí)尋址。107網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的歸納物理層：使用中繼器或集線器在不同的電纜段之5.2因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有開(kāi)放性。1974年，斯坦福大學(xué)的兩位研究員瑟夫（cerf）和康恩（kahn）提出了開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的四項(xiàng)原則：小型化、自治：每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以自行運(yùn)作，當(dāng)需要進(jìn)行網(wǎng)間互聯(lián)時(shí)無(wú)需改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。盡力而為的服務(wù)：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)僅提供盡力而為的服務(wù)，如果需要可靠的通信，則由發(fā)送端通過(guò)重傳丟失的報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)狀態(tài)路由器：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的路由器不保存任何現(xiàn)行連接中已經(jīng)發(fā)送過(guò)的信息流狀態(tài)。非集中控制：在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中不存在全局性的控制機(jī)制。1085.2因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有開(kāi)放因特網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的典型例子。為滿足開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的要求，因特網(wǎng)從1983年開(kāi)始引入并使用TCP/IP協(xié)議棧(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)。TCP/IP不是單一的協(xié)議，而是由數(shù)十個(gè)具有一定層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議組成的一個(gè)協(xié)議集。而TCP和IP是該協(xié)議中兩個(gè)最重要的協(xié)議。整個(gè)TCP/IP協(xié)議集的框架被稱(chēng)為T(mén)CP/IP體系結(jié)構(gòu)或簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)CP/IP。由于TCP/IP協(xié)議在因特網(wǎng)中的廣泛使用，現(xiàn)在人們常常把TCP/IP協(xié)議稱(chēng)為因特網(wǎng)協(xié)議。109因特網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的典型例子。12

因特網(wǎng)協(xié)議棧和協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用層(FTP,Telnet,SMTP,HTTP,DNS,SNMP)傳輸層(TCP,UDP)網(wǎng)絡(luò)層(IP,ICMP,ARP,RARP,IGMP)鏈路層(PPP,HDLC,以太網(wǎng),令牌環(huán)網(wǎng))物理層TCP/IP協(xié)議棧第1層第2層第3層第4層第5層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDUs)段(Segment)數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)幀(Frame)位流(Bits)報(bào)文(Message)110因特網(wǎng)協(xié)議棧和協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用層(FTP,Telnet,S5.3因特網(wǎng)的接入因特網(wǎng)的接入是指如何把用戶的計(jì)算機(jī)連接到因特網(wǎng)的接入點(diǎn)——因特網(wǎng)的邊緣路由器因特網(wǎng)接入采用了廣域網(wǎng)連接技術(shù)。從用戶類(lèi)型劃分，因特網(wǎng)接入分為：住宅（居民區(qū)）接入機(jī)構(gòu)接入移動(dòng)用戶接入1115.3因特網(wǎng)的接入因特網(wǎng)的接入是指如何把用戶的計(jì)算機(jī)連接居民區(qū)因特網(wǎng)接入:撥號(hào)和ADSL模擬調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話網(wǎng)撥號(hào)上網(wǎng)用戶計(jì)算機(jī)通過(guò)電話撥號(hào)與因特網(wǎng)服務(wù)提供商建立連接，在用戶本地環(huán)路上傳輸?shù)氖悄M信號(hào)撥號(hào)接入的速率最高不超過(guò)56kb/s

ADSL（非對(duì)稱(chēng)用戶線路）在用戶本地電話線環(huán)路上采用數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)，能夠在一條上同時(shí)提供話音服務(wù)和數(shù)據(jù)通信服務(wù)，但其下行傳輸速率可達(dá)到8Mb/s，上行傳輸速率也能達(dá)到將近1Mb/s上下行速率不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)非常適用于上網(wǎng)目的以因特網(wǎng)瀏覽為主的用戶112居民區(qū)因特網(wǎng)接入:撥號(hào)和ADSL模擬調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話網(wǎng)撥號(hào)居民區(qū)因特網(wǎng)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器HFC：HybridFiberCoax（光纖同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)）非對(duì)稱(chēng)：下行可達(dá)10Mb/s，上行為1Mb/sHFC將家庭用戶連接到ISP的路由器若干個(gè)家庭用戶共享10Mb/s訪問(wèn)帶寬；關(guān)注點(diǎn)：擁塞，規(guī)模控制問(wèn)題。應(yīng)用：在國(guó)內(nèi)的個(gè)別地區(qū)試點(diǎn)。113居民區(qū)因特網(wǎng)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器HFC：HybridFi居民區(qū)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器Diagram:/cmic/diagram.html114居民區(qū)接入:線纜調(diào)制解調(diào)器Diagram:http://機(jī)構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)公司/大學(xué)局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)連接到端接路由器以太網(wǎng)(Ethernet):

共享或?qū)＞€電纜將端系統(tǒng)連接端系統(tǒng)和路由器10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s以太網(wǎng)應(yīng)用:企事業(yè)單位,家庭用戶普遍使用的LAN115機(jī)構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng)公司/大學(xué)局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入共享的無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)把端系統(tǒng)連接到路由器無(wú)線LAN使用無(wú)線頻譜替代有線介質(zhì)e.g，802.11a/b/g11Mb/s、54Mb/s廣域無(wú)線訪問(wèn)CDPD：通過(guò)蜂窩式網(wǎng)絡(luò)無(wú)線訪問(wèn)ISP路由器basestationmobilehostsrouter因特網(wǎng)116無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入共享的無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)把端系統(tǒng)連接到路由器basem5.4因特網(wǎng)的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議包括：SLIP、PPP、HDLC相關(guān)的議題還包括：通過(guò)局域網(wǎng)接入因特網(wǎng)時(shí)ARP與IP的交互問(wèn)題。因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議主要包括：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP網(wǎng)絡(luò)控制信息協(xié)議ICMP路由協(xié)議組播協(xié)議IGMP1175.4因特網(wǎng)的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議包括：20點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議一方發(fā)，一方收；一條鏈路：比廣播信道簡(jiǎn)單的多無(wú)需介質(zhì)訪問(wèn)控制不必進(jìn)行MAC尋址e.g.，撥號(hào)鏈路，ISDN線路等常見(jiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議：SLIP(SerialLineInternetProtocol)PPP(Point-to-PointProtocol)SDLC：SynchronousDataLinkControl(SNA的面向比特的數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程)HDLC：Highleveldatalinkcontrol(ISO高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)118點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議一方發(fā)，一方收；一條鏈路：比廣播信道簡(jiǎn)單PPP設(shè)計(jì)要求[RFC1557]幀封裝:將網(wǎng)絡(luò)層的分組封裝到數(shù)據(jù)鏈路層的幀中同時(shí)可以承載任意網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)(不僅僅是