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南京邮电大学 计算机学院 计算机硬件基础教学中心 计算机网络Computer Networks 路由器在网际互连中的作用 因特网的网际协议IP 划分子网和构造超网 因特网控制报文协议ICMP 因特网的路由选择协议 因特网中的多播 VPN和NAT 下一代的网际协议IPv6 内容提要 内容提要 因特网的地址分类和子网划分 因特网的网际协议IP 因特网控制报文协议ICMP 因特网的路由选择协议 因特网的网际协议的发展 A N1 N3 N2 6.1 路由器在网际互连中的作用 网络互连与互联 为什么需要网络互联 网络互联提出的问题 网间互联的类型 网络互连的实现 1、Internet的相关概念 互连的概念 互连（interconnection） : 强调物理连接 互联（internetworking）: 强调逻辑连接 异种网络的概念 低层协议的差异 例如Ethernet与Token Ring 高层协议的差异 例如TCP/IP与Novell （1）网络互连与互联 网络互连 用线路和互连设备连接采用各种不同低层（网络层以下）协议的网络。 网络互联 利用应用程序网关实现采用不同高层（传输层以上）协议的网络之间的逻辑连接。 本文中，暂不考虑两者的区别。 全球范围的应用需求 通信：电子邮件、IP电话、视频会议 信息服务：信息和资源共享 网络社会化：电子商务、远程教育、远程医疗 大大小小、相互独立的网络存在的必然性 已有的异种网络的客观存在 一个独立网络按层次划分子网的必要性 要求屏蔽异种网络的差异，为上层的各种应用提供数据传输和交换平台。 （2）为什么需要网络互联 如何屏蔽异种网络的差异 统一数据格式 统一网络地址 如何实现全网的数据传输和交换 建立跨网络的虚电路 网络之间的数据包寻径、转发 （3）网络互联提出的问题 互联的网络之间的差异 互联在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 广域网与广域网互联 局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 局域网－广域网－局域网互联 （4）网间互联的类型 路由技术 网络设备：路由器，实现第三层（网络层）数据交换 交换技术 网络设备：网桥和交换机，实现第二层（数据链路层）数据交换 网络设备：第三层交换机和路由器，实现第三层（网络层）数据交换 虚拟网络互联 （5）网络互连的实现 互连网络与虚拟互连网络 网络 网络 网络 网络 网络 (a) 互连网络 路由器 虚拟互连网络的意义 所谓虚拟互连网络逻辑互连网络 互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，现利用 IP 协议 使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。 IP网：使用IP协议的虚拟互连网络。 虚拟互连网络的优点：网络平台（当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。） 名词 internet 和 Internet 互联网或互连网：以小写字母 i 开始的 internet是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。 因特网：以大写字母 I 开始的的 Internet则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族，且其前身是美国的 ARPANET。 因特网是由基于TCP/IP协议栈（stack / suite）的四个概念性层次组成： 应用层 传输层 网间互联网层 网络接口层 2、因特网的分层模型 （1）TCP/IP的分层 因特网采用 TCP/IP 协议栈 OSI-RM 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 TCP/IP 应用层 运输层 互联网层 或称：网络接入层、 或 主机至网络层 1 2 3 4 5 6 7 网络访问层 （2）TCP/IP 体系结构 可生存性强，坚固 支持多种通信服务 容纳多种网络 允许对资源的分布式管理 高效的，代价最小 主机接入网络方便 可计费的 （3）因特网的设计原则和目标 网络互相连接起来，要使用一些中间设备，称为网络互连设备。 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 转发器(repeater) ：物理层互连设备。 网桥(bridge)或交换机（switch) ：数据链路层互连设备。 路由器(router) ：网络层互连设备。 网关(gateway) ：传输层及以上功能层互连设备。 3、网络互连设备 路由器（router） （1）路由器的基本组成 ROM CPU Flash NVRAM RAM 接口 X.25 FR