第4部分Internet各层协议

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1、第4部分Internet各层协议主要内容包括TCP/IP协议簇中的网络互连层、传输层、应用层，由第7〜9章构成。第7章网络互连协议7.1网络层概述7.1.1概述计算机网络中的网络层至关重要。网络层是通信子网的最高层，关系着整个网络的运行控制。网络层需要解决的问题：确定分组从源地址到廿的地址是如何路出的；拥塞控制；网络互连问题。网络层利用数据链路层捉供的服务，为传输层捉供服务。网络层是处理端到端传输的最低层。在广播网络屮，路由选择很简单，所以网络层也很弱，甚至不存在。而在大型网络中，分组不得不跨越若干个网络到达目的地址，这其中的

2、种种问题就需要由网络层來解决。网络层为了能够了解通信子网的拓扑结构，以便选择路由，需耍解决以下问题：屏蔽各种不同类型网络之间的差异需要统一数据格式需要统一网络地址实现全网的数据传输建立跨越网络的虚电路网络之间实现分组的寻址和转发网络层的两种实现方式虚电路(virtualcircuit):提供面向连接的服务。数据报(datagram):捉供无连接的服务。网络层为传输层提供的服务面向连接服务：将复杂的功能放在网络层(通信子网)。无连接服务7.1.4网络互连设备物理层设备网卡(NICCard)调制解调器(Modem)中继器(Repe

3、ater)集线器(Hub)数据链路层设备网桥(Bridge)网络层设备多协议路由器(MultiprotocolRouter)交换机(Switch)传输层设备传输网关(TtransportGateway)应用层设备应用网关(ApplicationGateway)半网关实际的网络互联设备总是很混乱。7.2常用的路由选择算法7.2.1路由选择策略I优化原则(optimalityprinciple)如果路由器J在路由器I到K的最优路由上，那么从J到K的最优路曲会落在同一路曲上。汇集树(sinktree)路由算法的目的是找出并使用汇集树

4、。从所有的源结点到一个给定的目的结点的最优路由的集合形成了一个以口的结点为根的树，称为汇集树。静态路由算法动态路由算法7.2.2最短通路算法是一种静态算法。基本思想构建子网的拓扑图，图中的每个结点代表一个路由器，每条弧代表一条通信线路。目的是构建两个路由器间的路由，算法是在了网拓扑图中找出最短路径。Dijkstra算法是其中的一种计算最短路径的算法。工作过程如下：1.毎个结点用从源结点沿已知最佳路径到本结点的距离来标注，标注分为临吋性标注和永久性标注。开始吋，所有结点都为临吋性标注，标注为无穷大。2.源结点标注为0,且为永久性

5、标注，令其为工作结点。3.检杳与工作结点相邻的临时性结点，若该结点到工作结点的距离与工作结E8F点的标注Z和小于该结点的标注，则用新计算得到的和重新标注该结点。4.在整个图屮查找具有最小值的临吋性标注结点，将其变为永久性结点，并成为下一轮检查的工作结点。‘5.重复第三、四步，直到目的结点成为工作结点。D(«.-)图7-17.2.3洪泛算法基本思想把收到的每一个分组，向除了该分组到来的线路外的所有输出线路发送。主要问题洪泛要产生大量重复分组。解决措施每个报头包含站点计数器,每经过一站计数器减1,为0时则丢弃该分组。记录下分组扩展

6、的路径，防止它第二次扩散到己经扩散过的路径中。较实用的方法选择性洪泛算法(selectiveflooding)洪泛法的一种改进：将进來的每个分组仅发送到与正确方向接近的线路上。应用情况洪泛算法由于过于浪费路由器和线路的资源，在实际应用中很难被直接采用，但述是有一些用处的。在军事领域中，由于需要极好的健壮性，扩散法可以一展身手。在分布式数据库中，有时需要并行地更新所有数据库，这时洪泛算法也是最佳方案。因为洪泛算法总是能够选择最短的路径，可以产生一个最短的延迟。洪泛算法可以作为一种尺度衡量标准来评价其它路由算法。7.2.5距离矢量

7、算法屈于动态路由算法，最初用于ARPANET,DECnet等网络。基本思想：毎个路由器维护一张表，表中列出了到每个目的地址的最佳距离和线路，并通过与邻居结点交换信息来更新表。表(路由表)的构成：以子网中其它路曲器为表的索引，到达目的结点的最佳输出线路，和到达目的结点所需时间或距离。路由器需要知晓自己到邻居结点的“距离”。所用的度量标准可以为站点、估计的时间延迟等。每隔一段时间，路由器向所有邻居结点发送它到每个口的结点的距离表，同时它也接收每个邻居结点发来的距离表。邻居结点X发来的表中，X到路由器i的距离为Xi。本路由器到X的距

8、离为m,贝怵路由器经过X到i的距离为Xi+m。根据不同邻居发来的信息，计算Xi+m,取最小值，更新本路由器的表。注意：在计算中不使用木路由器中的老路由表。路由器斛線萨迟HA012254014231817*2192429RABCDEFGHIJKL8A20A28120H17130