Exploration_Network_Chapter_05_CN.ppt

OSI 网络层 网络基础——第五章 学习目标 确定网络层在说明从一台终端设备到另一台终端设备的通信时所起的作用。 分析最常用的网络层协议 Internet 协议 (IP) 及其提供无连接服务和尽力服务方面的功能。 了解将设备划分（即分组）为网络时使用的指导原则。 了解设备的分层编址及其如何实现网络之间的通信。 了解有关路由、下一跳地址和转发到目的网络的数据包的基础知识。 课程目录 5.1 IPv4 5.2 网络——将主机划分为组 5.3 路由——数据包的处理方式 5.4 路由过程：了解路由的途径 5.5 实验 5.1 IPv4 5.1.1 网络层——从主机到主机的通信 网络层 为每个终端设备之间通过网络交换数据的片段提供服务 基本过程: 编址 封装 路由 解封装 协议 Internet 协议第四版 (IPv4) Internet 协议第六版 (IPv6) AppleTalk Novell 互联网分组交换协议 (IPX) 无连接网络服务 (CLNS/DECNet) 5.1.2 IPv4协议——网络层协议示例 IPv4的作用 通过Internet为用户传送数据 5.1.3 IPv4协议——无连接 无连接服务 5.1.4 IPv4协议——尽力 尽力服务 (不可靠) 5.1.5 IPv4协议——介质无关性 介质无关性 最大传输单位 (MTU)：每种介质可以传输的最大 PDU 大小. 对数据包进行分片： 中间设备 - 通常是路由器 - 从一种介质向具有较小 MTU 的介质转发数据包时分割数据包的过程 5.1.6 IPv4数据报——封装传输层PDU IPv4 封装传输层数据段或数据报，以便网络将其传送到目的主机。 在任何情况下，数据包的数据部分，即封装的传输层 PDU，在网络层的各个过程中都将保持不变。 5.1.7 IPv4 数据包头 5.1.7 IPv4 数据包头 典型IP数据包 5.2 网络——将主机分割为组 5.2.1 网络——将主机划分为共同组 划分网络 将主机划分到有共同因素的组 划分依据 地理位置 用途 所有权 5.2.2 为何要将主机划分为网络？——性能 分割大型网络，将需要通信的主机划分到一起，可以降低网间的流量。 广播含于网络之中。就此意义而言，网络也称为广播域。 5.2.3为何要将主机划分为网络？——安全 根据所有权划分网络就意味着可以禁止、允许或监控与每个网络各自范围之外的资源相互访问。 5.2.4为何要将主机划分为网络？——地址管理 分割大型网络，将需要通信的主机划分到一起，可以减少因所有主机都需要知道所有地址而产生的不必要开销。 5.2.5 如何划分网络？——分层编址 5.2.6 划分网络——从网络生成网络 5.3 路由——数据包的处理方式 5.3.1 设备参数——支持网络外部通信 5.3.2 IP数据包——端到端传送数据 5.3.3 网关——网络的出口 网关是连接到本地网络的路由器接口。 如果数据包目的地址的网络部分与发送主机的网络不同，则必须将该数据包路由到发送网络以外。 5.3.4 路由——通往网络的路径 路由有三个主要特点： 目的网络 下一跳 度量 路由表 路由协议. 5.3.5 目的网络 5.3.6 下一跳——数据包的下一目的地 5.3.7 数据包转发——将数据包发往其目的主机 转发到下一跳路由器 有一个匹配条目 没有匹配条目但是存在默认路由 转发到目的主机 直接连接的网络 丢弃 没有匹配条目也没有默认路由 5.4 路由过程：了解路由的途径 5.4.1 路由协议 用来共享路由 5.4.2 静态路由 在路由器上手工配置 5.4.3 动态路由 动态路由协议是路由器动态共享其路由协议所依据的规则集。. 常用的路由协议包括： 路由信息协议 (RIP) 增强型内部网关路由协议 (EIGRP) 开放最短路径优先 (OSPF) 总结 需要解释为什么要将网络化分成一个个的小网 介绍各IPv4各字段的定义，作用 可参看教材5.1.7的动画 封装时上层数据不改变。 各层的协议可以独立发展，不依赖于其它层的发展，如IPv4-IPv6的发展。 介质无关特性主要是说IP可以运行于各种介质之上。 IP层所要考虑的问题仅是MTU及framenting 说明为什么不可靠，其实是和上页的无连接服务相关的。 要说明，可靠由上层提供，并不是使用IP服务的应用程序就不可靠。 简化了三层头部信息，减小负载 对于一些不需要可靠性的应用来说，如果ip层还是提供可靠性，则属浪费。 解释什么是无连接服务，可和TCP的面向连接服务对比。 学生可能混淆IP、TCP在不同层次上的连接性问题，注意提示层次性 优点：维护量小，自动适应网络变化 缺点：对路由器要求较高、会消耗一定的链路带宽，可能出现不可预知的路由问题