《计算机网络教程》（谢希仁著）PPT电子课件教案-第7章 网络互连参考.ppt

第7章 网络互连 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 IP多播和因特网组管理协议 下一代的网际协议IPv6（IPng） §7.1 路由器在网际互连中的作用 一、路由器的构成 直接交付：主机A向主机B发送数据报时，先检查目的主机B是否与源主机A连接在同一个网络中，若是，就直接发送给主机B而不需通过路由器。 间接交付：若目的主机C或D与源主机A不在同一个网络中，则必须将数据报发送到本网络上的一个路由器上，再由该路由器按照转发表将数据报发给下个路由器。直到最后一个路由器。 路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地址，将该分组从某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。下一跳路由器也按照这种方法处理分组，直到该分组到达目的地为止。 路由器工作在网络层。 路由器结构 整个路由器结构可划分为两大部分：路由器选择部分和分组转发部分。（见书P167、 图7-2） 路由器选择部分是控制部分，其核心构件是路由选择处理机。路由选择处理机的任务是根据所选定的路由选择协议构造出路由表，同时经常或定期地和相邻路由器交换路由信息而不断地更新和维护路由表。 分组转发部分由三部分组成：交换构件、一组输入端口和一组输出端口。 交换构件的作用是根据转发表对分组进行处理，将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去。 路由器的输入和输出端口中有三个处理模块，分别负责物理层、数据链路层和网络层的数据处理。当数据通过输入端口进入路由器时，物理层进行比特的接收，数据链路层则按照链路层协议接收传送分组的帧，然后将帧的首部和尾部剥去，分组就被送入网络层的处理模块。若接收到的分组是路由器之间交换的路由信息，就将这种分组送交路由器的路由选择部分中的路由选择处理机。若接受到的分组是数据分组，则按照分组首部中的目的地址查找转发表，根据结果，交到相应的输出端口转发出去。 为了匹配速度，分组在发送和接收时都要在缓冲区中排队。 二、互联网与因特网 将网络互相连接起来要使用一些中间设备，ISO中称为中继（Relay）系统。根据中继系统工作所在的层次，分为5类： ⑴ 物理层：转发器（Repeater）或集线器（HUB）。 ⑵ 数据链路层：网桥（Bridge）、交换机。 ⑶ 网络层：路由器（Router）。 ⑷ 网桥和路由器的混合物桥路器（Brouter）。 ⑸ 网络层以上：网关（Gateway）。 用于1,2这二层的并不称之为网络互连，仅仅是把一个网络扩大的，而这仍然是一个网络。 一般讨论的互连网是指用路由器进行互连网络。 注意：有许多有关TCP/IP的文献将网络层使用的路由器称为网关。 物理层：在电缆段之间复制比特信号（无地址） 因特网在IP层采用了标准化协议。许多计算机网络通过一些路由器进行互连。由于参加互连的计算机网络都使用相同的网际协议IP，因此可以将互连以后的计算机网络看成一个虚拟互联网络（internet）。 所谓虚拟互联网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是利用IP协议可以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。使用虚拟互联网络的好处是：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，它们看不见互连的各具体网络的异构细节。 §7.2 因特网的网际协议IP 与IP协议配套使用的还有四个协议 地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol） 反向地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol ） 因特网控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol） 因特网组管理协议IGMP （Internet Group Management Protocol ） 7.2.1分类IP地址 1、IP 地址及其表示方法 IP地址就是给每个连接在因特网上的主机分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配。 IP地址的编址方法经历了三个阶段： ①分类IP地址，最基本的编址方法。 ②子网的划分，对最基本编址方法的改进。 ③构成超网，较新的无分类编址方法。 “分类”方法是将IP地址分成两个字段，一个是网络号net-id，标识主机所连接到的网络，另一个是主机号host-id，标识该主机。 IP地址∷＝{网络号，主机号} 路由器转发分组过程 为了转发过程简化而且迅速，对重复的路由做了简化。具体做法：转发表只使用I