计算机网络与通信原理黄传河六网络互连与互联网.ppt

第6章 网络互连与互联网 本章要点： 路由器 Internet 网际协议 子网划分 ICMP Internet路由协议 IP组播 VPN与NAT IPv6 移动互联网 第6章 广域网技术与网络互联 6.1路由器 基本作用： 连接不同的网络 路由选择 分组转发 拥塞控制 计费 6.1.1路由器构成 6.1.1路由器构成 基本构成： 6.1.1路由器构成 路由选择处理机：根据一定的算法、协议确定、维护路由表 输入端口：接收、缓存输入包 输出端口：缓存、输出待转发包 交换结构：将输入端口中的包送到输出端口。【交换速度：Mpps】 输入端口的处理 数据链路层剥去帧首部和尾部后，将分组送到网络层的队列中排队等待处理。这会产生一定的时延。 输出端口的处理 当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部，交给物理层后发送到外部线路。 6.1.2交换结构的实现 （1）通过存储器实现交换 输入端口收到包（中断）?路由选择处理机将其复制到存储器?路由选择处理机根据头部信息查找路由表?复制到输出端口 （2）通过总线实现交换 输入端口?总线?输出端口 （3）通过Crossbar实现交换 N*N crossbar 6.1.2 交换结构的实现 6.1.3 网络互联 一、互联概念 1.必要性 在用网络的多样性 自行采购带来不一致性 技术进步出现新网络 分解成小网提高性能 安全性原因 2. 定义：通过硬件和软件为众多计算机提供单一的、无缝的通信系统，提供网络之间通信的通用服务，用户无需了解互联细节。 二、互联设备及层次 中继器（Repeater）：放大/再生信号，在物理层（信号层）工作。 网桥（Bridge）：存储－转发设备，工作在数据链路层，对帧作的处理较少。 路由器（Router）：工作在网络层，可以对包进行处理，可进行格式、协议转换 网关（Gateway）工作在高层的网间连接设备，可进行高层协议转换。 传输网关 应用网关 全网关与半网关 三、实现方法 连锁虚电路方法 类似于网内建立SVC 2. 数据报网络互联方法 类似于网内数据报方式。 问题: 格式、协议、地址可能不同 3. 隧道方法 源端网络与目的端网络同类，将源端的包封装成一个特定的包经中间网络送到目的网络后再分离出原始包。 路由器转发分组的步骤 找到目的网络 利用主机号将数据报直接交付给目的主机 直接交付和间接交付 6.2 Internet的网际协议 6.2 Internet的网际协议 6.2.1 IP地址分类与表示 1.IP地址 (1)作用与表示 区分每台主机，每台主机唯一 句点表示法：XX.XX.XX.XX（IPv4) IP 地址表示一台主机与一个网络之间的连接，一台计算机与多个网络连接时，需要多个IP地址 (2)分类 IP地址＝网络地址＋主机地址 IP 地址 2.各类地址范围 2.各类地址范围 3. 特殊地址 3. 特殊地址 :组播地址 169.254.x.x：DHCP因故障而分配的一个地址（WINDOWS） 10.x.x.x、172.16.x.x～172.31.x.x、192.168.x.x：私有地址，用于内部网络  4. IP地址的分配 网络信息中心NIC(ICANN)负责分配。 全球性的网络信息中心有： ? ENIC 负责欧洲地区。 ? APNIC 负责亚太地区，设在日本东京大学。 ? InterNIC 负责美国及欧洲、亚洲以外地区 5.IP 地址的一些重要特点 (1) IP 地址是一种分级的地址结构 IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，主机号自行分配——方便 IP 地址的管理 路由器仅根据目的网络号来转发分组——减少路由表中的项目数 5.IP 地址的一些重要特点 (2) IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口 一个主机同时连接到两个网络上时，必须同时具有两个相应的 IP 地址 一个路由器至少连接到两个网络，因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 5.IP 地址的一些重要特点 (3)同一网络上的所有主机，网络号必须相同;用转发器或网桥连接起来的多个局域网仍为一个网络, 具有同样的网络号 net-id (4) 所有网络，都是平等的 相邻的路由器网络地址相同 6.2.2 IP地址与硬件地址 IP地址——逻辑地址，可更改 硬件地址——物理地址，不可更改 6.2.3 ARP与RARP 在链路上传送数据帧时，使用硬件地址 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，存储 IP 地址到硬件地址的映射表 当主机 A 欲向主机 B 发送 IP 数据