现代网络交换技术 1 作者 罗国明 23351-第7章路由与IP交换技术

《现代网络交换技术 1 作者 罗国明 23351-第7章路由与IP交换技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章路由与IP交换技术•在局域网中，交换技术的引入减少了网络冲突，简化了大型局域网的拓扑结构，提高了用户带宽及网络性能。•但局域网交换技术仍然无法解决广播风暴和大型组网中存在的异构互联问题，因此需要从更高层面引导和路由网络的流量，为此，引入了路由器。•路由器具有的路由选择功能，可以为跨越不同局域网的分组选择最适宜的路径；可以实现不同网络协议的转换，解决异构网络互联问题；并且可以隔离广播风暴。•局域网通过通信子网与路由器互联便构成了广域网，TCP/IP协议体系结构中的网际协议（IP，InternetProtocol）是实现网络互连的基

2、础。IP技术基础7.1IP路由器7.2IP与ATM的结合技术7.3多协议标记交换7.47.1IP技术基础•在TCP/IP协议结构中，IP是一个网络层协议，它是为实现计算机网络中主机之间的通信而设计的。•目前广泛使用的IP是第四版，即IPv4。•但随着Internet的迅猛发展，用户对业务和服务质量的要求越来越高，IPv4在地址空间、端到端连接、服务质量、网络安全和移动性等方面的弊端逐渐显现，于是IPv6应运而生。•IPv6扩充了IPv4的地址空间，对IPv4协议的很多方面做了改进。•与IPv4相比，IPv6具有更大的地址空间、更高的安

3、全性、可管理性更好，对QoS和多播技术的支持也更好。•IPv6目前主要用于科研和实验网，大规模应用还有待时日。•后续章节中除特别说明外，均以IPv4为基础进行介绍。7.1.1TCP/IP协议结构图7-1TCP/IP协议结构图7-2TCP/IP协议簇及其分布1．应用层2．传输层（1）能够为高层数据的传输建立、维护及拆除传输连接，以实现透明的、可靠的端到端传输。（2）提供端到端的错误恢复与流量控制机制，以便对网络层出现的丢包、乱序或重复等问题进行处理。（3）当上层的协议数据包长度超过网络层所能承载的最大数据传输单元时，提供必要的分段功能，

4、并在接收端的对等层提供分段重装功能。（4）必要时提供多路复用机制。•传输层要同时为多个高层应用服务，因此，应能够将多个高层应用复用到一个网络层连接上。•TCP/IP传输层提供了下列两个协议。（1）传输控制协议（TCP）（2）用户数据报协议（UDP）3．网络层•IP层的主要功能包括以下几点。（1）处理来自传输层的发送请求：收到请求后，将数据装入IP分组，填充分组首部，选择路由，然后将分组发往适当的网络接口。（2）处理输入分组：首先检查输入的合法性，然后进行路由选择；如果分组已到达目的地，则去掉分组首部，将其余部分即传输层数据交给适当的传

5、输层协议；对于需要中转的分组，则对其进行转发。（3）处理差错与控制报文：处理路由、流量控制、拥塞控制等问题。•网络层提供的其他协议主要有以下几种。（1）地址转换协议（ARP）：将IP地址转换成底层网络的物理地址。（2）逆向地址转换协议（RARP）：与ARP的功能相反，用于将物理地址转换成IP地址。（3）Internet报文控制协议（ICMP）：用于报告差错和传送控制信息，其控制功能包括差错控制、拥塞控制和路由控制等。4．网络接口层7.1.2编址与域名服务1．IP编址（1）分类编址。•A类•B类•C类•D类•E类（2）特殊IP地址。①全

6、0或全1地址。②私有地址。③环回地址。（3）子网编址。①掩码（Mask）。②子网掩码（SubnetMask）③超网（Supernetting）。（4）无类别编址。图7-3VLSM工作原理2．域名服务（1）域名地址。图7-4Internet域名体系结构（2）域名系统。图7-5域名解析服务7.1.3IP分组格式•IP是计算机网络的核心协议，在网络中传输的基本单位是IP分组。•IP分组由分组首部和净荷两部分构成。•首部的最小长度为20字节，其中包含用于路由选择的地址信息。•净荷部分的最大长度接近64KB，不过由于物理子网对最大传输单元（MT

7、U）的限制（比如以太网的MTU为1500字节），IP分组在传输时可能会被分为更小的单元，到达终点后再进行重装。•IP分组的格式如图7-6所示。•图中各字段的含义简述如下。（1）版本：4bit。（2）首部长度：4bit。图7-6IP分组格式（3）服务类型：8bit。（4）总长度：16bit。（5）标识符：当前分组的标识，16bit。（6）标志：3bit。（7）分段偏移量：13bit。（8）生存时间TTL：8bit，单位为秒（s）。（9）协议：8bit，表示上层协议类型。（10）首部校验和：16比特。（11）源地址：32bit源节点IP地

8、址。（12）目的地址：32bit目的节点IP地址。（13）选项：长度可变。（14）填充：用于保证首部的长度是32bit的倍数。用0填充。7.1.4TCP与UDP•传输层负责向应用层提供端到端的通信服务。•从传输层的角度来