理论加强篇6CCNA网络层(免费阅读).ppt

1 理论加强篇6 网络层（二） 学习目标 描述路由器的功能 描述路由和路由协议的概念 描述网络层协议和功能 课程内容 网络层设备 路由器是网络的“边缘”设备 路由器的基本构成 路由器的核心作用是实现网络互连 路由器必须具备： 两个或两个以上的接口 协议至少实现到网络层 至少支持两种以上的子网协议 具有存储、转发和寻径的功能 路由器的作用 实现不同速率网络的适配 隔离广播，实施安全策略，保证网络安全 建立维护路由信息，实现数据包转发 分片与重组 备份、流量控制 异种网络互连 路由器的工作流程 课程内容 可路由协议 可路由协议：Routed Protocol 可路由协议属于网络层，封装网络层数据包，以实现数据包转发 常见的可路由协议：IP协议、IPX协议 路由协议 路由协议：Routing Protocol 路由协议属于应用层 与可路由协议协同工作，用于生成路由信息 常见的路由协议：RIP、OSPF、IS-IS、IPX RIP IP协议：无连接数据报传送 网间网的核心层是网络层和传输层，相应的核心协议便是IP和TCP。其中，IP协议的主要功能是无连接数据报传送、数据报寻径以及差错处理。这里我们讨论IP协议的第一大功能：无连接数据报传送。主要内容包括：IP数据报的格式、相应的规则与算法、揭示IP数据报如何构成网间网通信的基础。 IP协议：无连接数据报传送 1.IP层的特点和地位 2.TCP/IP可靠性思想 3.IP数据报 4.IP数据报选项 1. IP层的特点和地位 IP层是通信子网的最高层，提供无连接的数据报传输机制。因而通信子网是不可靠的：它只管将分组传往信宿机，在其通过的每一个站点，都不做检验，不发确认，也不保证分组的正确顺序。IP协议是点到点的。IP层对等实体间的通信不经过中间机器，对等实体所在机器位于同一物理网络，对等机器之间拥有直接的物理连接，IP层点到点通信的一个最大问题是寻径：根据IP地址如何确定通信的下一个站点。 网间网技术是解决通信子网异质性的技术。具体方法是在低层网络技术与高层应用程序之间增加一个中间层软件，以便抽象和屏蔽硬件细节，向用户提供通用网络服务。TCP/IP技术正是为包容物理网络技术的多样性而设计的，这种包容性主要体现在IP层中。IP协议向上层（主要是TCP层）提供统一的IP数据报，使得各物理帧的差异性对上层协议软件不复存在。因此，IP层协议是TCP/IP迈向异种网互连的第一步。下面将讨论IP协议对物理帧的统一机制：IP数据报。这种统一机制可以用下图来描述。 2. TCP/IP可靠性思想 IP协议采用无连接的数据报机制，对数据进行“尽力传送”。TCP/IP的可靠性体现在传输层，传输层协议之一TCP提供面向连接的服务，但传输层的另一个协议UDP却只提供无连接的服务。因为传输层是端到端的，所以TCP/IP的可靠性被称为端到端可靠性。 端到端可靠性思想有两个优点。第一，TCP/IP协议跟许多别的协议（如ISO/OSI，DNA）相比，显得简洁清晰。因为面向连接协议的复杂性比面向无连接协议高出许多，TCP/IP协议只在TCP层提供面向连接的服务，比若干层同时提供面向连接服务的协议族显然要简单。第二，TCP/IP的效率相当高。TCP/IP的通信子网是“尽力传送”方式的，只有TCP层为提供可靠性做必要的附加工作（建立连接、维护连接、拆除连接、确认应答、时间片处理）；不像ISO/OSI几乎每一层都要保证可靠性传输，大量重复。实践证明，TCP/IP的效率比ISO/OSI高，尤其是当低层网络技术很可靠时，TCP/IP的效率更加可观。 当然，若干层同时提供可靠性也有其独到的优点，因为下层越可靠，上层的可靠性负担越轻，实际上做的可靠性工作越少。当低层网络技术不可靠时，这种方式的优越性就体现出来：不可靠因素在下层得到很大程度的抑制，下层恢复传输错误的开销要小得多；传输错误到了上层才被发现，恢复起来开销就大了。 3. IP数据报 IP数据报有两层含义：第一指IP层的无连接数据报传输机制和IP层无连接服务；第二指IP层传输的数据单元及格式。二者是密切相关的：数据报机制要通过数据报格式来体现，而数据报格式只有在数据报机制中才真正具有意义。 1.数据报格式 IP数据报格式如下图所示，分为报头和数据区两部分，符合典型分组的一般格式。报头长度取32比特字长的整数倍，由IP协议处理，是IP协议的体现；数据区用于封装上层（传输层）数据。IP数据报是为实现它的无连接传输机制和IP层的无连接服务而设计的。 IP 数据 0 4