TCP_IP网络编程 任泰明 第3章

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1、人民邮电出版社第3章互联网络层2021/8/73.1网络层的互联技术3.1.1网络互联概述1.互联网随着网络技术的发展与应用普及，人们提出了“网络孤岛”的概念。如果一个物理网络不能与其他的网络相互连接，这样当该网络上的用户与另一个网络上的用户需要通信或共享网络资源时，就不能满足用户的需求，这样一个网络就成了“网络孤岛”，其应用范围和作用就受到了限制。如果利用网络互联设备将两个或多个物理网络相互连接，就成了互联网络（internetwork），简称互联网（internet，注意“i”为小写，当“I”为大写时，即Internet，特指全球范围内的互联网）。将多个物理网络

2、互联的最常用设备是路由器（Router），如图3-1所示,该示意图有4个物理网络，这4个物理网络通过R1、R2、R3、R4和R5共5个路由器来实现其互联互通的作用。第页3.1网络层的互联技术第页3.1网络层的互联技术3.1.1网络互联概述2.Intranet与Extranet如果一个企业内部网络，使用了Internet中的TCP/IP协议及其网络互联技术，就是一个Intranet。简单地说，Intranet就是一个有限的、封闭的计算机网络，而该网络使用Internet技术共享数据，一个Intranet可以是一个Internet的子网，不过在子网与Internet的交

3、界处增加了访问控制，以防止不受欢迎的访问。由于Internet技术的成熟与普及，使使用了Internet技术的Intranet实现和维护费用较低。如果一个Intranet通过防火墙等技术与外部Internet相连，该Intranet就是一个开放的，通过外部可以访问的网络，这时它就成了一个Extranet，因此从某种程度上说，Extranet就是公司与公司之间的网络。第页3.1网络层的互联技术3.1.2路由器路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络。路由器具有转发报文和路由选择两大功能，它能在异种网络互联环境中，建立灵活的连接。路由器不关心各子网使用的硬件设备，但要求各网

4、络层协议要运行功能一致的软件。一般来说，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。1.路由器的工作原理当IP子网中的一台主机发送IP报文给同一子网的另一台主机时，它将直接把IP报文送到网络上，对方就能收到。而要送给不同IP子网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网的路由器，把IP报文送给该路由器，由路由器负责把IP报文送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP报文送给一个称为“默认网关”（defaultgateway）的路由器上。“默认网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。第页3.1网络层的互联技术3.1.2

5、路由器路由器转发IP报文时，只根据IP报文中目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP报文送出去。每个路由器在收到IP报文后也要判定端口所连接的是否是目的子网，如果是，就直接把报文通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来转发IP报文。路由器也有它的“默认网关”，用来传送不知道往哪儿送的IP报文。这样，通过路由器把知道如何传送的IP正确转发出去，不知道如何传送的IP报文送给“默认网关”，这样一级级地传送，IP报文最终将送到目的地，送不到目的地的IP报文则被网络丢弃了。第页3.1网络层的互联技术3.1.2路由器2.路由器的功能路由器是互联网中最常用的网络连

6、接设备，在图3-1中，不同的物理网络之间通过路由器互相连接起来。顾名思义，路由器的起网络寻找路由的作用，即它为经过路由器的每个IP报文寻找一条最佳的传输路径，最终将该IP报文传输到目的节点。总之，路由器的功能主要包括下面几个方面：（1）在网络之间接收和发送数据包。将接收到的数据包根据包中所包含的源地址和目的地址，对照自己的路由信息表，把数据包向目的节点转发。第页3.1网络层的互联技术3.1.2路由器2.路由器的功能（2）为网际间通信选择最合理的路由。（3）根据需要可对数据包进行拆分或组装。（4）对于支持多通信协议的路由器，可以将两个使用不同协议的网络连接起来。（5）

7、网络安全功能，目前大部分路由器都具备一定的防火墙功能，能够屏蔽内部网络的IP地址，自由设定IP地址、通信端口过滤等，使网络更加安全。第页3.1网络层的互联技术3.1.3面向连接的互联技术图3-1所示的互联网络，如果网络1中的主机A要与网络4中的主机D进行通信，可以通过“主机A→网络1→路由器R3→网络4→主机D”这样的一条固定线路来完成，路由器R3就要保存一条这样的信息，所有由网络1中的主机要传输到网络4中主机的信息，都要由路由器R3接收并转发。这种解决方案就好像在通信的源端和目标端之间建立了一条逻辑通路，一般称为虚电路（virtualcircuit），即“网络