第六讲网络层4.ppt

COMOUTER NETWORK 第十九教案 教学目的： 掌握：路由器与第三层交换的基本工作原理。 了解：Internet控制报文协议 了解：Internet组管理协议。 6.8 路由器与第三层交换 6.8.1 路由器的基本功能1.路由器和网桥的区别  网桥工作在数据链路层(MAC) ，而路由器工作在网络层(IP);从而协议要求不同。 网桥工作在数据链路层，由于传统局域网采取的是广播方式，因此容易产生“广播风暴”；路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，使得互联的每一个局域网都是独立的子网。 2.路由器的主要功能  建立并维护路由表； 路由表数据库（端口对应的结点地址、其他路由器地址） 路由状态数据库（网络通信量、链路状态） 提供网络间的分组转发功能。 6.8.2 路由器的基本工作原理 1、互联网络的 协议层次结构 2、用路由器互联的网络系统中数据的传输过程（说明图6-40） 结论：通过路由器连接的两个网络，它们的物理层、数据链路层与网络层协议可以是不同的。但网络层以上的高层要采用相同的协议。 6.8.3 路由器的结构 路由器具有四个要素：输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器。 输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供，一块线卡一般支持4、8或16个端口， 一个输入端口具有许多功能。 第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。 第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口（称为路由查找），路由查找可以使用一般的硬件来实现，或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。 第三，为了提供QoS（服务质量），端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别。 第四，端口可能需要运行诸如SLIP（串行线网际协议）和PPP（点对点协议）这样的数据链路级协议或者诸如PPTP（点对点隧道协议）这样的网络级协议。 硬件路由器最典型的就是Cisco公司的系列路由器。软件路由器是个新兴的产品，比如Tiny?Software推出的WinRoute?Pro软件路由器，Vicomsoft公司推出的Internet?Gateway软件路由器等等。 像PC机一样，Cisco的路由器包括电源、内部总线、主存、闪存、处理器和操作系统等。同时，它的内部组件还包括专用网卡，用来处理各种各样可能的连接。 主要区别就在于：Cisco路由器的网络操作系统（IOS）中包含路由软件，而软路由器产品则是运行在Windows系列的操作系统上。 6.8.4 第三层交换机 第三层交换机本质上是一种高速的路由器； 第三层交换机设计重点放在如何提高接收、处理和转发分组速度，减小传输延迟上，其功能是由硬件实现的，使用专用集成电路ASIC，而不是路由处理软件； 第三层交换机只能适用于特定网络层协议； 第三层交换机不如路由器灵活，容易控制和安全性 第三层交换提供的主要功能： 分组转发 路由处理 安全服务 特殊服务 一个标准的路由器作为主干结点的结构 增加一个第三层交换机的主干结点结构 ICMP的特点： ICMP本身是网络层的一个协议； ICMP差错报告采用路由器-源主机的模式，路由器在发现数据报传输出现错误时只向源主机报告差错原因； ICMP并不能保证所有的IP数据报都能够传输到目的主机； ICMP不能纠正差错，它只是报告差错。差错处理需要由高层协议去完成。 6.9 Internet控制报文协议 6.9.1 ICMP的作用与特点 6.9.2 ICMP报文类型 类型代码 类型描述0 响应应答（ECHO-REPLY）3 不可到达4 源抑制5 重定向8 响应请求（ECHO-REQUEST）11 超时12 参数失灵13 时间戳请求14 时间戳应答15 信息请求（*已作废）16 信息应答（*已作废）17 地址掩码请求18 地址掩码应答其中代码为15、16的信息报文已经作废 6.9.3 ICMP差错控制 ICMP差错报告报文： 目的站不可达：在路由器或主机不能传递数据报时使用 源站抑制、充当一个控制流量的角色，它通知主机减少数据报流量，由于ICMP没有恢复传输的报文，所以只要停止该报文，主机就会逐渐恢复传输速率。 超时 参数问题 改变路由 目的站不可到达 网络不可到达（net unreachable） 主机不可到达（host unreachable） 协议不可到达（protocol unreachable） 端口不可到达（port unreachable） 源路由选择不能完成（source route failed） 目的网络不可知（unknown destination network） 目的主机不可知（unknown destination ho