计算机网络 课件 第6章：网络层.ppt

第四代多级交换路由器 第三代交换结构Gbps路由器的性能得到大幅度提高，但是也会存在一些问题。专用ASIC芯片使得系统的成本增高，同时硬件对新的应用需求与协议变化的适应能力差。 针对这种情况，研究人员提出网络处理器（NP）的概念，通过采用多微处理器的并行处理模式，使NP具有与ASIC芯片相当的功能，同时具有很好的可编程能力，使得用NP设计的路由器性能得到大幅度提高，又能适应未来发展的需要。 第四代路由器应该是采用并行处理、光交换技术的多级交换路由器。 《计算机网络》第6章 网络层 * 第三层交换的基本概念 90年代中期，网络设备制造商提出“第三层交换”的概念。 将第三层成熟的路由技术与第二层高性能的硬件交换技术相结合，可以达到快速转发，保证服务质量（QoS），提高路由器性能的目的。 第三层交换机通过内部路由选择协议（例如RIP或OSPF）创建和维护路由表。出于安全方面的考虑，第三层交换机通常提供防火墙分组过滤等服务功能。 由于第三层交换机设计的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。交换机执行的协议是硬件固化的，因此它只能用于特定的网络协议。 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.5 Internet控制报文协议—ICMP 6.5.1 ICMP的作用与特点 ICMP本身是网络层的一个协议，但是它的报文要封装成IP分组，然后再传送给数据链路层。 从协议体系上看，ICMP只是要解决IP协议可能出现的不可靠问题，不能独立于IP协议，是IP协议的一个组成部分。 ICMP设计的初衷是用于IP协议在执行过程中由路由器来向源主机报告传输出错的原因。 《计算机网络》第6章 网络层 * 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.5.2 ICMP报文类型 ICMP报文类型：差错报告报文和查询报文 ICMP差错报文： — 目的主机不可达 — 源主机抑制 — 超时 — 参数问题 — 重定向 《计算机网络》第6章 网络层 * 重定向报文与改变路由的过程 《计算机网络》第6章 网络层 * ICMP查询报文： 回应请求和应答 时间戳请求和应答 地址掩码请求和应答报文 路由器询问和通告 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.5.3 Ping 与Traceroute命令 一台主机Ping另一台主机的过程 Ping命令执行过程示意图 《计算机网络》第6章 网络层 * Tracert命令的应用 Tracert工作原理 Tracert命令执行过程 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.6 IP多播与IGMP协议 6.6.1 IP多播的基本概念 IP单播与多播 的过程比较 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.6.2 IP多播地址 6.6.2 IP多播地址 IP多播：在Internet范围内进行多播，在局域网内进行多播 标准分类的D类地址是为IP多播地址，地址的范围在224.0.0.0～239.255.255.255。 Ethernet硬件多播地址 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.6.3 IGMP协议的基本内容 定义了一个组地址。每个组代表一个或多个发送者与一个或多个接收者的一个会话。 接收者可以用多播地址通知路由器，它希望加入（或退出）哪个多播组。 发送者使用多播地址发送分组，无需了解接收者的位置信息与状态信息。 路由器建立一棵从发送者分支出去的多播传递树，这棵树延伸到所有的、其中至少有一个IP多播成员的网络中。利用这棵传递树，路由器把多播分组转发到有多播组成员的网络中。 《计算机网络》第6章 网络层 * IGMP的操作 加入一个组 继续组成员关系 监视组成员的关系 离开一个组 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.6.4 多播路由器与IP多播中的隧道技术 《计算机网络》第6章 网络层 * 6.7 MPLS协议 6.7.1 资源预留协议RSVP与区分服务DiffServ RSVP的基本概念 资源预留协议（RSVP）的核心是对一个应用会话的数据流提供服务质量保证。 资源预留协议的设计思想是：源主机和目的主机在会话之前建立一个连接，路径上的所有路由器都要预留出此次会话所需要的带宽与缓冲区资源。 由于RSVP是基于单个数据流的端—端资源预留、调度处理和缓冲区管理、状态维护机制太复杂，开销太大，不适用于大型网络。 单纯的RSVP结构实际上无法让业界接受，也无法在互联网上得到广泛的应用。 《计算机网络》第6章 网络层 * DiffServ与RSVP的区别主要表现在： RSVP是基于某一个会话流，而DiffServ是基于某一类应用的。