网络工程师课件第五章01.ppt

网络互连与互联网 网络互连设备 工作在第一层（物理层）互连设备 中继器和集线器 工作在第二层（数据链路层）互连设备 网桥和交换机 工作在第三层（网络层）互联设备 路由器和第三层交换机 工作在网络层以上的互联设备 网关 广域网 广域网互连一般是在网络层进行协议转换的办法实现，因此使用的互连设备是路由器或则网关 互连方法为面向连接的互连方式和无连接方式 现在广泛使用的是无连接网际互连 网络互连使用路由器 当网络互连设备工作在第一层和第二层时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。 网关由于比较复杂，目前使用得较少。 互联网一般是指用路由器进行互连的网络。 许多有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。 路由器在网际互连中的作用 当主机A要向另一个主机B发送数据报时，先要检查目的主机B是否与源主机A连接在同一个网络上。 如果是在同一个网络上，就将数据报直接交付给目的主机B而不需要通过路由器。 但如果不在同一网络上，则应将数据报发送给本网络上的某个路由器，由该路由器按照转发表指出的路由将数据报转发给下一个路由器。这就叫作间接交付。 直接交付和间接交付 典型的路由器的结构 “转发”和“路由选择”的区别 “转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的 IP 数据报从合适的端口转发出去。 “路由选择”(routing)则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。 路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。 在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别。 互连网络与虚拟互连网络 虚拟互连网络的意义 所谓虚拟互连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，但是我们利用IP协议就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IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。 使用虚拟互连网络的好处是：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，而看不见互连的各具体的网络异构细节。 OSI与TCP/IP参考模型比较 TCP/IP协议栈 分类的 IP 地址IP 地址及其表示方法 把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32bit 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 分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在1985年通过。 构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 常用的三种类别的 IP 地址 特殊IP地址 划分子网 从两级 IP 地址到三级 IP 地址 在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理。 IP 地址空间的利用率有时很低。 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。 两级的 IP 地址不够灵活。 三级的 IP 地址 从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。 这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。 划分子网纯属一个单位内部的事情。这个单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。 从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。 IP地址 ::= {网络号, 子网号, 主机号} 两级结构和三级结构 当没有划分子网时，IP地址是两级结构，地址的网络号字段也就是IP地址的“因特网部分”，而主机号字段是IP地址的“本地部分”。 划分子网后IP地址就变成了三级结构。划分子网只是将IP地址的本地部分进行再划分，而不改变IP地址的因特网部分。 子网掩码 从一个 IP数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。 使用子网掩码(subnet mask)可以很方便地找出 IP 地址中的子网部分。 IP 地址的各字段和子网掩码 (IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址 划分子网后分组的转发举例 主机 H1 要发送分组给 H2 主机 H1 首先将本子网的子网掩码 28与分组的 IP 地址 38 逐比特相“与”(AND 操作) 因此 H1 必须把分组传送到路由器 R1然后逐项查找路由表 路由器 R1 收到分组后就用路由表中第 1 个项目的子网