第一部分 无线网络结构.ppt

第2章 无线网络逻辑结构 2.1 OSI网络模型 2.2 网络层技术 2.3 数据链路层技术 2.4 物理层技术 2.5 操作系统的注意事项 2.6 本章小结 2.1 OSI网络模型 开放式系统互联(OSI)模型是由国际标准化组织制定的，用于为开发计算设备互联的标准提供指导。OSI模型是一个用于开发这些标准的框架，其自身并不是一个标准。网络的任务是非常复杂的，并不是仅仅一个标准就能处理的。 OSI模型将设备与设备之间的连接，或者更恰当地说是应用与应用间的连接用具有逻辑相关的七“层”进行分层描述。 2.2 网络层技术 2.2.1 IP寻址 2.2.2 私有IP地址 2.2.3 IPv6 2.2.4 地址解析协议 2.2.5 路由 2.2.6 网络地址转换 2.2.7 端口地址转换 2.2.1 IP寻址 32位的IP地址通常由四个介于0到255之间的用点号分隔的十进制数表示，例如0。其扩展的完整二进制格式0110010000001010。 IP地址不仅可以标识计算机或者其他网络设备，还可以唯一标识该设备连接的网络。IP地址分为主机ID和网络ID两部分。网络ID很重要，因为它使传送数据包的设备知道在将该数据包送达到目的地的路径中第一个需要调用的端口。 2.2.2 私有IP地址 1996年2月，网络工作组要求对RFC 1918进行行业说明，提议了三组所谓的私有IP地址用于无须接入Internet的网络。这些私有IP地址作为保留的IP地址空间，使一些不同的组织团体可以在他们的私有网络中使用这些相同的IP地址。在这种情况下，一台计算机只要不需要通过Internet进行通信，就不需要拥有一个世界上独一无二的IP地址。 随后，国际因特网地址分配委员会(Internet Assigned Numbers Authority, IANA)将至55地址段保留为自动专用IP地址(Automatic Private IP Address, APIPA）。如果一台计算机将其TCP/IP设置为自动从DHCP服务器获取IP地址，但是却不能找到DHCP服务器时，系统就会自动从这个地址段选定一个私有IP地址，从而使计算机可以在私有网络中进行通信。 2.2.3 IPv6 在32位的情况下，总共有2--32即42.9亿个IP地址是可用的 。 现在业界正致力于IPv6(Internet Protocol Version 6)。截止到2020年世界总人口将达到100亿，平均每人使用远远不止一台计算机，基于上面的预测，IPv6给出了128位的IP地址。IPv6具有3.4?1038个可用的IP地址——这意味着100亿人口每人可以有3.4?1027个IP地址，或者说平均地球表面每平方米有6.6?1023个IP地址，这为未来的发展提供了足够的空间。 2.2.4 地址解析协议 正如上面所提到的，每个物理层的数据传输都是寻址接收设备网卡的MAC（第2层）地址，而不是其IP（第3层）地址。为了对数据包寻址，发送设备首先要找到与目的端的IP地址相对应的MAC地址，然后用该MAC地址标记数据包。这个工作是由地址解析协议(Address Resolution Protocol, ARP)完成的。 发送设备将请求某个IP地址所对应的MAC地址的消息广播到网络上，目的端设备的TCP/IP软件回复所请求的地址信息，则数据包可被寻址，接着将其传送到发送端的数据链路层。 在实际中，发送设备保留有与其最近通信的设备的MAC地址，所以不需要每次都广播请求消息。当需要查找MAC地址时，先在ARP列表或者缓存中查找，如果目的端的IP地址不在其中，才广播请求消息。在很多情况下，计算机是将数据包发送到默认网关，默认网关的MAC地址可以在ARP列表中找到。 2.2.5 路由 路由是一种使数据包能够找到到达目的地路径的机制，不管目的地就是隔壁房间里的设备还是在地球的另一端。 路由器将其接收到的每个数据包的目的地址与其存储空间里的地址表即路由表进行比较。如果发现有相匹配的，则将数据包发送到表中的相应栏标识的地址处，该地址可能是另一个网络的地址，也可能是“下一跳”的路由地址，数据包沿着这个路径到达最终的目的地。 如果路由器没有发现相匹配的地址，将再次遍历路由表，并只查看地址的网络ID部分（用前面提到的子网掩码进行提取）。如果发现有相匹配的，数据包就被发送到相应的地址。如果没有匹配，路由器将寻找一个默认的下一跳的地址，并将数据包发送到那里。作为最后的手段，如果没有设置默认的地址，路由器将向发送IP地址返回“主机不可达”或者“网络不可达”的消息。当收到这样的消息时，通常意味着线路中的某一个路由发生了故障。 当出现上述故障时 ，发送端将生存时间(Time-To-Live,