计算机通信与网络教程

计算机通信与网络教程第1页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.2网络互连技术8.2.1物理层互连互联原理：（参见书中）中继器：增加信号/比特传递距离。共享式集线器：以帧为单位增加信号/比特传递距离。8.2.2链路层互连互联原理：（参见书中）网桥：实现MAC帧格式的转换和传输转发。交换式集线器/交换机：透明网桥（查表；广播；记录）。源路由网桥（广播发现；选择；填写帧头）。8.2.3网络层互连互联原理：（参见书中）不同的寻址方式。不同的最大分组长度。不同的网络访问机制。不同的流量调节手段。不同的差错恢复方法。不同的状态报告途径。不同的路由选择技术。不同的服务模式。（连接服务、无连结服务）路由器/网络层网关：网络A网络B

网络协议协议协议网络接口A系统A转换系统B接口B路由器结构第2页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3互联网技术8.3.1网络组成结构及IP服务8.3.2IP地址IP地址组成：网络识别号net_id

主机识别号host_idIP地址类别：子网划分与子网掩码：无类别域间路由选择：网络地址转换NAT：

源IP端口目的IP端口协议172.20.130.1AA202.115.128.3380TCP172.20.130.2BB202.115.128.3380TCP202.115.143.16NAT-port1

202.115.128.3380TCP202.115.143.16NAT-port2202.115.128.3380TCP第3页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.3IP数据报一个3000字节的UDP报文在以太网传输的分片：

1480

1480

4020+148020+148020+40

0110010101101011x010000000000000

0110010101101011x010000010111001

0110010101101011x000000101110010第4页，共16页，2023年，2月20日，星期四路由过程：（参见书中）路由表：（参见书中）第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.4IP路由直接路由：地址转换协议ARP/RARP。间接路由：默认网关。

MACAIPAIPBDataCRCIPAIPBMACAMACB=?IPAIPBMACAMACBMACBMACDIPc第5页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.5IP路由算法路由信息协议RIP目的链路跳数A-0目的链路跳数B-0目的链路跳数C-0目的链路跳数D-0目的链路跳数E-0A11A31C21C51B11C12B21A22B41A42E51E41E61B62C62D31E32D61D42D52第6页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity开放式最短路径优先OSPF链路状态数据库邻居链路代价版本A—BA—DB—AB—CB—EC—BC—ED—AD—EE—BE—CE—D131242536456111111111111000000000000OSPF消息：Hello，发现和维护邻居可达性；摘要，向邻居通告自己的版本信息；请求，要求具体的某条链路状态信息；更新，泛洪通告被要求的链路消息；确认，对收到的更新消息进行确认。∞∞11(1,3)第7页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity边界路由协议BGP路径向量和路径属性：名称功能OPEN建立邻接关系，如果对方同意则用KEEPALIVE确认。UPDATE发送路由更新消息，通告对等体对端一条可用的路由或者撤销不可用路由。根据UPDATE消息可构造出AS间的拓扑关系，进而得到AS路径向量，选定合适的路由。KEEPALIVE保持对等体对端可达的心跳机制。NOTIFICATION通告出错信息（消息头错误、OPEN错误、UPDATE错误）。第8页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.6互连网控制报文ICMPICMP报文格式与传递：ICMP差错报文：不可达信宿报告；超时报告；参数出错报告。ICMP控制报文：拥塞控制；路由和重定向。ICMP请求/应答报文：回应请求与应答；时间戳请求与应答；地址模请求与应答。第9页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.3.7IPv6简化报头和灵活扩展：层次化地址结构：

单播地址类型组播地址选播/任意播地址即插即用连网：网络层认证与加密：服务质量保证：支持移动中通信：第10页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4互联网中的新技术8.4.1第三层交换技术报文交换方式：路由式交换机

功能有限，速度快。特性：限制处理的协议（IP、以太网）；仅支持个别路由协议（RIP、OSPF）；监听ARP，建立IP到MAC的映射表；用ASIC降低路由代价、提高路由性能为目标。交换式路由器（现代Internet路由器）高效率线速路由与控制。特性：只针对IP；将尽可能多的功能构造到硬件（查表、匹配计算等）；报文不退回到慢速通道处理（即便是处理失败）；路由表足够大。流交换方式：端系统驱动。网络驱动。特点：路由一次、随后交换，在源和目的之间建立交换捷径或直通路径。第11页，共16页，2023年，2月20日，星期四

Fast-IP

NetFlowNHRP请求NHRP请求A和B－MAC封装NHRP响应A和B－MAC封装NHRP响应NFFC：NetFlow特征卡，保存IP到MAC的映射表；RSM：IP路由转发模块；SE：交换引擎。RSMNFFCSE第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity第12页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4.2多协议标记交换——MPLS核心思想：边缘路由，内部交换。标记交换IPv6IPv4IPXAppleTalk……EthernetFDDIATMFRSDHADSL……转发等效类FEC：标签：DataData链路层PIC标签网络层PCI数据标记/标签：Label(20bits)Exp(3bits)S(1bit)TTL(8bits）

转发信息库FIB：入口标记出口标记地址前缀输出端口第13页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity转发部件：

1）从分组中抽取标记；

2）在转发信息库FIB中检索匹配的信息；

3）根据对应数据记录的出口信息进行转发。控制部件：

1）捆绑标记和转发等效类；

2）发布捆绑信息给其他标记交换路由器；

3）根据捆绑和发布结果以及路由协议构造FIB。功能组件：标记交换路径：点到点交换路径：用于发布单播数据传输业务。多点到点交换路径：多个入口对应一个出口，适用于尽力而为的数据传输业务。点到多点交换路径：用于发布组播数据传输业务。多点到多点交换路径：用于基于共享树的组播数据传输业务。标记分配驱动方式拓扑驱动：依靠路由协议控制信息流驱动标记分配，建立交换路径。请求控制驱动：由请求控制业务发起标记分配，如RSVP。业务流驱动：在业务流到达时，临时发起分配，建立交换路径。MPLS的优点：当网络拓扑变化时，与传统的IP路由方式比，MPLS能够提供更快和更可预测的保护能力和恢复能力，即MPLS保护。支持流量工程（TrafficEngineering）、虚拟私有网VPNs、第二层传输服务、多层覆盖网络等应用。第14页，共16页，2023年，2月20日，星期四第八章网络互连与网间通信TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity8.4.3移动IP技术目的：解决位置经常移动或运动过程中的电脑接入互联网的问题。移动支持技术：归属IP地址——归属代理。转交IP地址——异地代理。工作过程：

⑴、代理发现过程；