網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備課件

第三章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備本章學(xué)習(xí)要點(diǎn):了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念掌握網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的類型、層次與原理掌握各層設(shè)備的作用、特點(diǎn)與應(yīng)用掌握Internet硬件接入設(shè)備的可選類型熟練掌握集線器與交換機(jī)的區(qū)別與使用了解OSI模型與網(wǎng)間互聯(lián)設(shè)備的關(guān)系1第三章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備本章學(xué)習(xí)要點(diǎn):13.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：所謂網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)和設(shè)備將相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)連接起來，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換和資源共享的目的。3.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型網(wǎng)絡(luò)延伸隨著局域網(wǎng)范圍的擴(kuò)展，電纜的長(zhǎng)度需要增長(zhǎng)但是，每種局域網(wǎng)的最大距離都是有限制的。23.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：所謂網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指根據(jù)實(shí)際情況選10BASET：100m10BASE2：185m10BSEE5：500m2.網(wǎng)絡(luò)分段在組建局域網(wǎng)時(shí)，往往需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段。所謂網(wǎng)絡(luò)分段是指將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分解成幾個(gè)小的局域網(wǎng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（交換機(jī)、網(wǎng)橋或路由器）將各個(gè)子網(wǎng)連接成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)。310BASET：100m33.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的應(yīng)用類型局域網(wǎng)之間的互聯(lián)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的互聯(lián)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)與Internet之間的互聯(lián)多個(gè)遠(yuǎn)程局域網(wǎng)之間互聯(lián)為廣域網(wǎng)43.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的應(yīng)用類型4（2）互聯(lián)局域網(wǎng)的類型同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所謂同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是指具有相同特性和性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，也就是說它們具有相同的通信協(xié)議，呈現(xiàn)給接入設(shè)備的界面也相同。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所謂異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是指具有完全不同的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。5（2）互聯(lián)局域網(wǎng)的類型54.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須解決的問題如何在物理上把兩種不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來。如何實(shí)現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)與另一種網(wǎng)絡(luò)的互訪與通信。如何解決兩種不同網(wǎng)絡(luò)之間在協(xié)議方面的差異。如何處理兩種網(wǎng)絡(luò)之間在傳輸速率方面的差別。64.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須解決的問題如何在物理上把兩種不同的網(wǎng)絡(luò)連接3.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)間互聯(lián)中的幾個(gè)重要概念（1）網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)接互聯(lián)接（簡(jiǎn)稱互連）：指在物理網(wǎng)絡(luò)之間必須存在一條以上的物理連接線路。（2）網(wǎng)絡(luò)的互通互通信（簡(jiǎn)稱互通）：指在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的手段。73.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)間互聯(lián)中的幾個(gè)重要概念7（3）網(wǎng)絡(luò)的互操作指網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)具有透明地訪問對(duì)方資源的能力，這種能力是建立在互聯(lián)接和互通基礎(chǔ)之上，通過高層軟件實(shí)現(xiàn)的。注意：互聯(lián)接、互通和互操作分別表示了不同層次的內(nèi)涵，互聯(lián)接是網(wǎng)絡(luò)連接的物質(zhì)基礎(chǔ)，互通是通信手段，互操作是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的最終目的，只有解決好這三個(gè)層次上的問題才能真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的“互聯(lián)”。8（3）網(wǎng)絡(luò)的互操作82.網(wǎng)間互連設(shè)備的層次物理層的設(shè)備主要設(shè)備有：中繼器和集線器。物理層互連設(shè)備的主要功能：對(duì)不同電纜段之間的信號(hào)進(jìn)行復(fù)制、整形、再生和轉(zhuǎn)發(fā)位信號(hào)。使用物理層互連設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)在物理上成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。適用范圍：局域網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展。92.網(wǎng)間互連設(shè)備的層次物理層的設(shè)備9數(shù)據(jù)鏈路層的互連設(shè)備主要設(shè)備有：網(wǎng)橋和傳統(tǒng)交換機(jī)。功能：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、接收、根據(jù)物理地址進(jìn)行過濾和有目的地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)絡(luò)層的互連設(shè)備主要設(shè)備有：路由器。功能：路徑選擇、擁塞控制和控制廣播信息主要用于：不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連。如，當(dāng)一個(gè)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)與遠(yuǎn)程局域網(wǎng)連接時(shí)，就應(yīng)當(dāng)使用這層設(shè)備。10數(shù)據(jù)鏈路層的互連設(shè)備10高層互連設(shè)備主要設(shè)備：網(wǎng)關(guān)。當(dāng)互連的網(wǎng)絡(luò)的傳輸層及以上層協(xié)議不同時(shí)就需要網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。目前使用最多的是：應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。11高層互連設(shè)備113.2物理層的互聯(lián)設(shè)備中繼器中繼器的功能用于連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電纜段。它可以放大、整形、再生電纜上的數(shù)字信號(hào)，并按原來的方向重新發(fā)送該再生信號(hào)。中繼器的使用規(guī)則在10Mb/s以太網(wǎng)中應(yīng)遵循5-4-3規(guī)則。123.2物理層的互聯(lián)設(shè)備中繼器12

使用和選擇中繼器時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)網(wǎng)段的接口。網(wǎng)段擴(kuò)展的極限距離。使用中繼器時(shí)，應(yīng)注意所連接的各個(gè)網(wǎng)段的高層協(xié)議的兼容。2.以太網(wǎng)集線器集線器的分類13使用和選擇中繼器時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)13獨(dú)立型共享式集線器堆疊式集線器模塊化集線器使用集線器時(shí)應(yīng)注意的因素中繼規(guī)則。低速以太網(wǎng)的5-4-3規(guī)則，高速以太網(wǎng)的級(jí)連規(guī)定。集線器工作在物理層，因此要求它所連接的各個(gè)網(wǎng)段，在物理層以上使用相同或兼容協(xié)議。14獨(dú)立型共享式集線器14網(wǎng)絡(luò)接口。RJ-45，BNC，AUI，光纖接口。把雙絞線，細(xì)纜，粗纜或光纖等不同傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)連接在一起。傳輸速率。共享帶寬。3.3數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備當(dāng)使用數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備來連接兩個(gè)或兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，允許物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議相同或不同，但網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議要兼容或相同。15網(wǎng)絡(luò)接口。RJ-45，BNC，AUI，光纖接口。把雙絞線，細(xì)3.3.1網(wǎng)橋網(wǎng)橋的定義和應(yīng)用條件網(wǎng)橋是用來連接兩個(gè)或多個(gè)在數(shù)據(jù)鏈路層以下具有相同或兼容協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它由軟件和硬件共同組成。網(wǎng)橋工作在OSI的第2層，IEEE802的MAC子層。使用網(wǎng)橋連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這些網(wǎng)絡(luò)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層可以使用相同或不同的協(xié)議，但高層的協(xié)議應(yīng)當(dāng)相同或兼容。163.3.1網(wǎng)橋162.網(wǎng)橋的理論功能一個(gè)典型的網(wǎng)橋是包括具有CPU、存儲(chǔ)器和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)。網(wǎng)橋不運(yùn)行應(yīng)用軟件，它只完成一個(gè)功能：幀過濾，在需要時(shí)網(wǎng)橋才轉(zhuǎn)發(fā)幀。特別地，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)向同一網(wǎng)段上的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送幀，網(wǎng)橋就無需向另一網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)該幀。當(dāng)然，如果局域網(wǎng)支持廣播或組播，網(wǎng)橋就必須傳輸每一個(gè)廣播幀或組播幀使這個(gè)擴(kuò)展橋接局域網(wǎng)象單個(gè)較大的局域網(wǎng)。172.網(wǎng)橋的理論功能一個(gè)典型的網(wǎng)橋是包括具有CPU、存儲(chǔ)器和兩為決定是否要轉(zhuǎn)發(fā)幀，網(wǎng)橋使用幀頭部的物理地址。網(wǎng)橋知道網(wǎng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的位置。當(dāng)幀從一個(gè)網(wǎng)段到達(dá)時(shí)，網(wǎng)橋就取出并檢查目標(biāo)地址。如果目的計(jì)算機(jī)所在網(wǎng)段與該幀所到達(dá)的網(wǎng)段相同，網(wǎng)橋不轉(zhuǎn)發(fā)而把它丟棄。如果目的計(jì)算機(jī)不在該幀所到達(dá)的網(wǎng)段上，則網(wǎng)橋把該幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)段。18為決定是否要轉(zhuǎn)發(fā)幀，網(wǎng)橋使用幀頭部的物理18網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC6122MAC62MAC52MAC41MAC31MAC21MAC1端口站地址

端口管理軟件

網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體緩存端口2端口112站表（A）（B）（C）（X）（Y）（Z）圖3-1網(wǎng)橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)19網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1MAC2MAC3MAC透明網(wǎng)橋目前使用最多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋(transparentbridge)。透明是指局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個(gè)網(wǎng)橋，因?yàn)榫W(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f都是看不見的。20透明網(wǎng)橋目前使用最多的網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋20透明網(wǎng)橋的逆向?qū)W習(xí)功能和轉(zhuǎn)發(fā)表的建立過程逆向?qū)W習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)表的建立一個(gè)網(wǎng)橋首次啟動(dòng)時(shí)，這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表是空的，每條記錄都是隨著時(shí)間增加逐漸加上去的。那么這些記錄是怎樣被增加上去的呢？如圖3-1所示，假設(shè)主機(jī)A向網(wǎng)段B中的一個(gè)主機(jī)發(fā)送一個(gè)幀，網(wǎng)橋接收到這個(gè)幀，并且記錄：從主機(jī)A來的幀由端口1接收到。按這種方法網(wǎng)橋就可以建立起這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表。21透明網(wǎng)橋的逆向?qū)W習(xí)功能和轉(zhuǎn)發(fā)表的建立過程逆向?qū)W習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)表的建在端口x收到幀站表中有目的站方向?yàn)槎丝趚按站表中方向轉(zhuǎn)發(fā)幀源站在站表中更新站表和定時(shí)器將源站地址加入站表并置新的定時(shí)器向除x以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀丟棄此幀NYYYN透明網(wǎng)橋工作流程N(yùn)22在端口x收到幀站表中有目的站方向?yàn)槎丝趚按站表中方向轉(zhuǎn)發(fā)幀源生成樹算法（SpanningTree)如果擴(kuò)展局域網(wǎng)內(nèi)沒有產(chǎn)生環(huán)，前面所講的策略可以很好地工作。環(huán)的產(chǎn)生使得幀有可能永遠(yuǎn)在擴(kuò)展局域網(wǎng)中循環(huán)。如下圖所示，網(wǎng)橋B1、B4和B6就形成了一個(gè)環(huán)。23生成樹算法（SpanningTree)如果擴(kuò)展局域網(wǎng)內(nèi)沒有B3B5B2ABCDEFGHIB7B1B6B424B3B5B2ABCDEFGHIB7B1B6B424環(huán)產(chǎn)生的原因①網(wǎng)絡(luò)由不只一個(gè)管理員管理，在這種情況下，可能沒有人知道網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)，這就意味著可能添加一個(gè)引起環(huán)的網(wǎng)橋而無人知道。②有目的地在網(wǎng)絡(luò)中建立環(huán)，以便在網(wǎng)橋發(fā)生故障時(shí)提供冗余。25環(huán)產(chǎn)生的原因25無論環(huán)是怎樣產(chǎn)生的，網(wǎng)橋必須能正確處理環(huán)。那么，我們讓網(wǎng)橋運(yùn)行一個(gè)分布式生成樹算法可以解決這個(gè)問題。26無論環(huán)是怎樣產(chǎn)生的，網(wǎng)橋必須能正確處理26生成樹算法怎樣才能產(chǎn)生一棵生成樹呢？實(shí)際上產(chǎn)生生成樹的主要思想就是為網(wǎng)橋選擇轉(zhuǎn)發(fā)分組的端口。具體算法如下：首先假定每個(gè)網(wǎng)橋都有一個(gè)唯一的標(biāo)示符，不妨設(shè)為：B1、B2、B3，以此類推。（1）選擇具有最小標(biāo)示符的網(wǎng)橋作為生成樹的根。（2）每個(gè)網(wǎng)橋計(jì)算到根的最短路徑，并記下路徑經(jīng)過它的那些端口。27生成樹算法怎樣才能產(chǎn)生一棵生成樹呢？實(shí)際上產(chǎn)生生成27（3）所有連接到給定局域網(wǎng)的網(wǎng)橋選出一個(gè)負(fù)責(zé)向根網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)幀的指派網(wǎng)橋。B3B5B2ABCDEFGHIB7B1B6B4ABB5CDB2EFB1GHB428（3）所有連接到給定局域網(wǎng)的網(wǎng)橋選出一個(gè)B3B5B2ABCD由于擴(kuò)展局域網(wǎng)中的網(wǎng)橋不能看到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，更不用說窺視其他網(wǎng)橋的內(nèi)部，看他們的標(biāo)示符了。因此，為了實(shí)現(xiàn)上述算法，網(wǎng)橋彼此間需要交換配置消息，然后根據(jù)這些消息確定他們是否是根網(wǎng)橋或指派網(wǎng)橋。29由于擴(kuò)展局域網(wǎng)中的網(wǎng)橋不能看到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的29配置消息包含以下3條信息：正在發(fā)送信息的網(wǎng)橋的標(biāo)示符。發(fā)送網(wǎng)橋認(rèn)定的根網(wǎng)橋的標(biāo)示符。從發(fā)送網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的距離，以跳數(shù)來衡量初始化時(shí)，每個(gè)網(wǎng)橋都認(rèn)為自己是根，并給每個(gè)端口發(fā)送配置信息，標(biāo)志自己是根并給出到根的距離為0。在某個(gè)端口接收到配置消息后，網(wǎng)橋要檢查這個(gè)消息是否優(yōu)于該端口已經(jīng)記錄的配置消息。30配置消息包含以下3條信息：30如果新消息優(yōu)于當(dāng)前記錄的消息，網(wǎng)橋則丟棄舊消息并保存新消息。然而，它首先給到根的距離字段加1，因?yàn)?，這個(gè)網(wǎng)橋到根的距離比發(fā)送消息的網(wǎng)橋到根的距離遠(yuǎn)一跳。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)橋接收到表示它不是根網(wǎng)橋的配置消息時(shí)（這個(gè)消息來自一個(gè)有更小標(biāo)示符的網(wǎng)橋），這個(gè)網(wǎng)橋會(huì)終止生成自己的配置消息。31如果新消息優(yōu)于當(dāng)前記錄的消息，網(wǎng)橋則丟31下面舉一個(gè)例子假定把從節(jié)點(diǎn)Y到節(jié)點(diǎn)X，距離是d的配置消息表示為（Y,d,X)。下面以節(jié)點(diǎn)B3的活動(dòng)為例，介紹上述過程。32下面舉一個(gè)例子假定把從節(jié)點(diǎn)Y到節(jié)點(diǎn)X，距離是d的配置消32B3B5B2ABCDEFGHIB7B1B6B4(B2,0,B2)①(B2,1,B3)②(B1,0,B1)③(B1,1,B2)④⑤(B1,1,B5)⑥33B3B5B2ABCDEFGHIB7B1B6B4(B2,0,B3網(wǎng)橋的實(shí)際作用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）網(wǎng)絡(luò)分段網(wǎng)橋常用來分割一個(gè)負(fù)載過重的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)?，網(wǎng)橋具有幀過濾功能，這樣，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)可以使大多數(shù)數(shù)據(jù)幀不用跨越網(wǎng)橋就可以傳送，從而減少獨(dú)立網(wǎng)段上的信息流量，通常一個(gè)設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)，可以阻擋70%的通信量進(jìn)入其他網(wǎng)段。343網(wǎng)橋的實(shí)際作用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）網(wǎng)絡(luò)分段34（2）延伸網(wǎng)絡(luò)的距離使用中繼器和集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)時(shí)要受網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中最大尺寸的限制，而網(wǎng)橋可以在更大范圍內(nèi)擴(kuò)展局域網(wǎng)的距離。（3）使用網(wǎng)橋互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的條件網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以連接第1層和第2層使用相同或不同協(xié)議的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是3層以上應(yīng)當(dāng)使用相同或兼容的協(xié)議。特別是，網(wǎng)橋要使用數(shù)據(jù)幀頭部的物理地址，因此，使用網(wǎng)橋互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有相同地址格式，如，以太網(wǎng)和以太網(wǎng)的互聯(lián)，以太網(wǎng)和802.5的互聯(lián)35（2）延伸網(wǎng)絡(luò)的距離35

（4）使用網(wǎng)橋設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的要點(diǎn)在使用網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要注意它在網(wǎng)絡(luò)中的位置。例如，如果將客戶機(jī)和服務(wù)器分別放置在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中，而客戶機(jī)又需要經(jīng)常訪問服務(wù)器，這時(shí)若將網(wǎng)橋放置在客戶機(jī)和服務(wù)器所在的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間，將會(huì)帶來不好的通信效果。36（4）使用網(wǎng)橋設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的要點(diǎn)364.網(wǎng)橋的分類（1）按網(wǎng)橋硬件所處的位置分類內(nèi)部網(wǎng)橋：在服務(wù)器的內(nèi)部安裝，使用兩塊網(wǎng)卡加上相應(yīng)的軟件就可以組成內(nèi)部網(wǎng)橋。外部網(wǎng)橋：一般是專用的硬件設(shè)備。（2）按網(wǎng)橋分布的地理范圍分類近程網(wǎng)橋：連接兩個(gè)相鄰的局域網(wǎng)段。遠(yuǎn)程網(wǎng)橋：連接兩個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)段。此時(shí)，要使用兩個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)橋，遠(yuǎn)程網(wǎng)橋要成對(duì)使用。374.網(wǎng)橋的分類（1）按網(wǎng)橋硬件所處的位置分類375.網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)橋通過對(duì)不需要傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾來實(shí)現(xiàn)基于物理地址的網(wǎng)絡(luò)間的通信分段。網(wǎng)橋可以互聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。也就是說，網(wǎng)橋可以連接使用不同傳輸介質(zhì)、不同介質(zhì)訪問控制方式、但高層協(xié)議相同或兼容的有條件同構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)橋的過濾性能，隔離了不需要傳播的信息。385.網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)38（2）缺點(diǎn)要求網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議相同或兼容。網(wǎng)橋會(huì)處理接收到的數(shù)據(jù)信息，從而降低網(wǎng)絡(luò)的性能。網(wǎng)橋傳遞所有的廣播信息，因此難以避免廣播風(fēng)暴。網(wǎng)橋沒有路徑選擇能力，在存在多路徑時(shí)，網(wǎng)橋只使用某一固定的路徑。39（2）缺點(diǎn)要求網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議相同或兼容。393.3.2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)與集線器的異同(1)不同之處①在OSI/RM中，工作的層次不同。②工作原理不同。以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)橋有很相似的工作原理。那么交換機(jī)是怎樣決定將一個(gè)分組放到哪個(gè)輸出端口上，才能把分組傳送到它應(yīng)該去的地方呢？403.3.2以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)與集線器的異同40最常用的方法有兩種：數(shù)據(jù)報(bào)或無連接的方法。虛電路或面向連接的方法。源路由選擇。下面分別介紹數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路方法。①數(shù)據(jù)報(bào)方法數(shù)據(jù)報(bào)方法的思想很簡(jiǎn)單，只需要確保每個(gè)分組帶有足夠的信息，使得任何一個(gè)交換機(jī)都能決定怎樣使它到達(dá)目的地，也就是說，需要每個(gè)分組都帶有完整的目的地址信息。41最常用的方法有兩種：41交換機(jī)1主機(jī)D主機(jī)C主機(jī)A320交換機(jī)2主機(jī)E主機(jī)F3121交換機(jī)3主機(jī)G主機(jī)H主機(jī)B00123數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)：示例網(wǎng)絡(luò)目的地址端口ABCDEFGH30332100交換機(jī)2的轉(zhuǎn)發(fā)表42交換機(jī)1主機(jī)D主機(jī)C主機(jī)A320交換機(jī)2主機(jī)E主機(jī)F3121②虛電路方法在虛電路方法中，一個(gè)主機(jī)把分組發(fā)送到另一個(gè)主機(jī)的過程可以看成兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是“建立連接”，第二個(gè)階段是“數(shù)據(jù)傳輸”。在建立連接階段，需要在源主機(jī)和目的主機(jī)之間的每一個(gè)交換機(jī)上建立連接狀態(tài)。可以有兩種方法來建立連接狀態(tài)：第一，由網(wǎng)絡(luò)管理員配置連接狀態(tài)，這樣建立的虛電路是“永久的”—PVC，管理員可以刪除它。43②虛電路方法在虛電路方法中，一個(gè)主機(jī)把分組發(fā)送到另一43第二，主機(jī)發(fā)送消息給網(wǎng)絡(luò)，建立連接狀態(tài)。由于人工配置非常復(fù)雜，所以一般采用第二種方法。虛電路交換機(jī)的連接狀態(tài)由VC表中的每個(gè)連接記錄組成。一個(gè)連接記錄包括以下幾部分：輸入接口，此VC的分組從該接口到達(dá)。輸入VCI，虛電路標(biāo)示，包含在每個(gè)到達(dá)的分組中。輸出接口，此VC的分組從該接口離開交換機(jī)。輸出VCI，用于輸出分組。44第二，主機(jī)發(fā)送消息給網(wǎng)絡(luò)，建立連接狀態(tài)。44交換機(jī)1主機(jī)D主機(jī)C主機(jī)A320交換機(jī)2主機(jī)E主機(jī)F3121交換機(jī)3主機(jī)G主機(jī)H主機(jī)B00123

5117

44711545交換機(jī)1主機(jī)D主機(jī)C主機(jī)A320交換機(jī)2主機(jī)E主機(jī)F3121由此可見：交換機(jī)具有過濾、學(xué)習(xí)功能，有些交換機(jī)還有差錯(cuò)控制的功能。集線器則沒有這些功能，當(dāng)它檢測(cè)到某個(gè)以太網(wǎng)端口轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀時(shí)，它會(huì)直接將該數(shù)據(jù)幀發(fā)往其他所有的端口，這樣就會(huì)導(dǎo)致共享式局域網(wǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)信道問題，而且集線器不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性。46由此可見：46③網(wǎng)絡(luò)工作方式和沖突域不同集線器采用廣播模式進(jìn)行工作，因此用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)，它的沖突域是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)由于沖突的激增，而急劇下降。交換機(jī)在工作的時(shí)候，只在發(fā)出請(qǐng)求的端口和目的端口之間進(jìn)行通信，不會(huì)影響其他端口，這樣就減少了信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)。因此，它的沖突域是端口，只要各計(jì)算機(jī)不訪問同一個(gè)端口，而且端口設(shè)置為全雙工就不會(huì)發(fā)生沖突。47③網(wǎng)絡(luò)工作方式和沖突域不同集線器采用廣播模式進(jìn)行工作，因此用④節(jié)點(diǎn)享有的帶寬不同共享式集線器的多個(gè)端口共享一條信道的帶寬，在同一時(shí)刻只能在兩個(gè)端口之間傳送數(shù)據(jù)。交換機(jī)可以為每個(gè)端口的用戶或節(jié)點(diǎn)提供專用帶寬的通信信道，并允許多對(duì)節(jié)點(diǎn)用戶同時(shí)按端口的帶寬傳遞信息。48④節(jié)點(diǎn)享有的帶寬不同48⑤端口的通信模式不同。⑥邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同。（2）相同之處2.有關(guān)交換機(jī)的基本概念（1）交換機(jī)端口參數(shù)和類型①單/多MAC地址的交換機(jī)單MAC地址交換機(jī)主要用于連接終端用戶的計(jì)算機(jī)，不能用來連接集線器。這類端口被稱為專用端口。多MAC地址交換機(jī)可用來連接集線器或其他交換機(jī)等多個(gè)用戶的共享設(shè)備。用于連接共享設(shè)備的端口稱為共享端口。49⑤端口的通信模式不同。49②端口密度：通常是指以太網(wǎng)交換機(jī)能夠提供的10Mb/s的端口的數(shù)目，有時(shí)也定義為設(shè)備端口的數(shù)量。通常以太網(wǎng)交換機(jī)的端口密度為8的倍數(shù)（8口、16口、24口和32口等），所謂16口，即該交換機(jī)可以提供16個(gè)10Mb/s的端口。③高速端口：主要用于連接高速設(shè)備。這類端口又分為，100Mb/s的專用端口和共享端口。50②端口密度：通常是指以太網(wǎng)交換機(jī)能夠提供的10Mb/s的端口④管理端口：在交換機(jī)上通常配置有管理端口，用來連接一個(gè)終端或計(jì)算機(jī)，通過這個(gè)終端或計(jì)算機(jī)對(duì)交換機(jī)的其他端口進(jìn)行配置，如，配置VLAN等。⑤其他端口：擴(kuò)展端口，用于和其他類型的網(wǎng)絡(luò)或介質(zhì)連接（BNC、AUI和光纖端口等）。51④管理端口：在交換機(jī)上通常配置有管理端口，用來連接一個(gè)終端或（2）背板帶寬在交換機(jī)內(nèi)部也有CPU、內(nèi)存和主板。只不過這些部件都是為數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的。背板帶寬：又稱為背板吞吐量。交換機(jī)中的背板相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的主板，背板帶寬就相當(dāng)于總線速率，它是交換機(jī)的接口處理器和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。如，一臺(tái)背板帶寬為2.4Gb/s的24口交換機(jī)可以為每個(gè)端口平均分配100Mb/s的帶寬速率。52（2）背板帶寬52(3)MAC地址與支持MAC地址的數(shù)量①M(fèi)AC地址的作用②MAC地址的組成③MAC地址的數(shù)量交換機(jī)可以記憶連接端口上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址，但是這個(gè)連接數(shù)量是有限的。比如，一臺(tái)標(biāo)識(shí)為2K的交換機(jī)，當(dāng)其通過共享端口，用Hub或其他交換機(jī)來擴(kuò)展連接時(shí)，最多可以連接2048臺(tái)電腦或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。53(3)MAC地址與支持MAC地址的數(shù)量①M(fèi)AC地址的作用53（4）交換機(jī)的類型獨(dú)立式堆疊式模塊式3.選擇交換機(jī)的要點(diǎn)（1）按應(yīng)用規(guī)模選擇（2）按采用的技術(shù)類型選擇（3）支持的MAC地址數(shù)量選擇54（4）交換機(jī)的類型543.4網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備主要是路由器（router)。路由器的基本概念路由器的主要功能是接收來自各個(gè)端口的數(shù)據(jù)分組，進(jìn)行路由選擇，并從合適的端口將接收到的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由器：用來連接多個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，具有路由選擇功能，網(wǎng)絡(luò)層使用可路由協(xié)議的，工作在OSI/RM第3層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。553.4網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備主要是路由器（rou（2）路由表路由表：用來存儲(chǔ)所連接子網(wǎng)的狀態(tài)信息，如，網(wǎng)絡(luò)上路由器的個(gè)數(shù)、相鄰路由器的名字、網(wǎng)絡(luò)地址以及相鄰路由器之間的距離等內(nèi)容。路由器在工作時(shí)，正是利用路由表來進(jìn)行路由選擇，確定數(shù)據(jù)包的最佳轉(zhuǎn)發(fā)路徑。常見的路由表有以下兩類：56（2）路由表56靜態(tài)路由表由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好的，固定不變的路由表。它不會(huì)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。動(dòng)態(tài)路由表它是一種可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，自動(dòng)調(diào)整的路由表。使用動(dòng)態(tài)路由表的路由器會(huì)根據(jù)路由選擇協(xié)議提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況。57靜態(tài)路由表572.路由器的工作原理IP地址及其規(guī)定編址方案IP地址的結(jié)構(gòu)如上圖，每個(gè)IP地址由兩部分組成：網(wǎng)絡(luò)地址（網(wǎng)絡(luò)ID或網(wǎng)絡(luò)編號(hào)），主機(jī)地址（主機(jī)ID或主機(jī)編號(hào)）。在IPv4中，IP地址由32位二進(jìn)制比特位組成，每8位為一段，這樣可以分成4段。網(wǎng)絡(luò)地址

主機(jī)地址582.路由器的工作原理IP地址及其規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址為了便于記憶，每一段可以用一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示，這樣一個(gè)32位的IP地址可以用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來表示，他們中間用“.”分隔，稱為“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示方法。例如：202.103.47.52，就是用點(diǎn)分十進(jìn)制表示的IP地址。它的二進(jìn)制表示為：11001010

01100111

00101111

0011010059為了便于記憶，每一段可以用一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表59網(wǎng)絡(luò)地址：用來辨認(rèn)或標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的。主機(jī)地址：用來辨認(rèn)或標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)采用TCP/IP協(xié)議的主機(jī)的。注意：同一網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址都是相同的，而主機(jī)地址都不相同。IP地址的分類IP地址的類型反映了以下內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)地址使用哪些位。60網(wǎng)絡(luò)地址：用來辨認(rèn)或標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的。60主機(jī)地址使用哪些位。每類網(wǎng)絡(luò)中包含的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目。每類網(wǎng)絡(luò)中可能包含的主機(jī)數(shù)目。那么IP地址主要分為A、B、C、D、E五類，常用的是A、B，C三類地址；D類地址為組播地址，E類地址為保留地址，以備特殊用途。61主機(jī)地址使用哪些位。61A、B、C三類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)分別占用1、2和3個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度。A類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高位為0；B類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高兩位為10；C類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高三位為110。它們主機(jī)號(hào)分別占用3、2、1個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度。

實(shí)際上當(dāng)某個(gè)單位申請(qǐng)IP地址時(shí)，只是獲得一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，各主機(jī)號(hào)則由單位自行分配。62A、B、C三類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)分別占用1、2和62A類地址：這樣A類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍為：00000000-----01111111用十進(jìn)制表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)為0-1270網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址31302928272625242322212019181716151413121110987654321063A類地址：0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址313029B類地址這樣B類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍為：10000000,00000000---

10111111,11111111用十進(jìn)制表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)為128.0-191.2553130292827262524232221201918171615141312111098765432101網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址064B類地址313029282726252C類地址：1網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址10313029282726252423222120191817161514131211109876543210這樣C類地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍為：用十進(jìn)制表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192.0.0-223.255.255一個(gè)C類地址下的主機(jī)編碼為28個(gè)。65C類地址：1網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址1031302D類地址：313029282726252423222120191817161514131211109876543210組播地址D類地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍為：用十進(jìn)制表示為224.0.0.0-239.255.255.2551110313029282726252423222120191817161514131211109876543210保留E類地址：1111066D類地址：313029282726252網(wǎng)絡(luò)地址的使用規(guī)則在配置和使用IP地址時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意網(wǎng)絡(luò)地址的以下幾點(diǎn)規(guī)則：網(wǎng)絡(luò)地址必須是唯一的。網(wǎng)絡(luò)地址不能以127開頭，因?yàn)?27保留給診斷的回送函數(shù)使用。網(wǎng)絡(luò)地址的各位不能為全“1”，全“1”作為廣播地址。網(wǎng)絡(luò)地址的各位不能為全“0”。67網(wǎng)絡(luò)地址的使用規(guī)則67主機(jī)地址的使用規(guī)則主機(jī)地址對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址必須是唯一的，也就是說在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址下，主機(jī)的編號(hào)必須是唯一的。主機(jī)地址的各位不能為全“0”。全“0”表示本地網(wǎng)絡(luò)，如，“202.103.47.0”表示“202.103.47”這個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)地址的各位不能為全“1”。全“1”表示直接廣播地址。如，“202.103.47.255”標(biāo)識(shí)了該網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)上的某臺(tái)主機(jī)需要發(fā)送信息給該網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)時(shí)，使用這個(gè)地址。68主機(jī)地址的使用規(guī)則主機(jī)地址對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址必須是唯一的，也就是說在“127.0.0.1”這個(gè)地址代表本地主機(jī)的IP地址，該地址不能分配給網(wǎng)絡(luò)上的任何計(jì)算機(jī)使用。IP地址的分配和使用的基本規(guī)則同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)必須分配相同的網(wǎng)絡(luò)地址，而同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)必須分配不同的主機(jī)地址。不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)必須分配不同的網(wǎng)絡(luò)地址，而可以分配相同的主機(jī)地址。69“127.0.0.1”這個(gè)地址代表本地主機(jī)的IP地址，該地址由于僅使用IP地址無法區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址（如，“202.103.47.52”)，因此，IP地址必須結(jié)合子網(wǎng)掩碼一起使用。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)的概念我們常常將一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)分成較小的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)小網(wǎng)絡(luò)使用不同的網(wǎng)絡(luò)地址，這樣的小網(wǎng)絡(luò)稱之為”子網(wǎng)“。70由于僅使用IP地址無法區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址（如，“202.子網(wǎng)掩碼的功能與使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在通信時(shí)，首先要判斷彼此是否在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，如果在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，就可以直接進(jìn)行通信，如果不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，就需要把數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)的出口，由出口負(fù)責(zé)處理。那么通信雙方如何知道它們?cè)谕粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)上呢？這需要通過它們的網(wǎng)絡(luò)地址來進(jìn)行判斷。也就是說，在通信時(shí)必須分清網(wǎng)絡(luò)地址。71子網(wǎng)掩碼的功能與使用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在通信時(shí)，首先要判斷彼此要分清網(wǎng)絡(luò)地址，則必須通過子網(wǎng)掩碼才能實(shí)現(xiàn)。子網(wǎng)掩碼的功能①區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。不同類型的網(wǎng)絡(luò)使用的子網(wǎng)掩碼是不同的，下面是A、B、C三中不同網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼。72要分清網(wǎng)絡(luò)地址，則必須通過子網(wǎng)掩碼才能實(shí)72網(wǎng)絡(luò)類型子網(wǎng)掩碼（二進(jìn)制表示）子網(wǎng)掩碼（十進(jìn)制表示）A11111111.00000000.00000000.00000000255.0.0.0B11111111.11111111.00000000.00000000255.255.0.0C11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.073網(wǎng)絡(luò)類型子網(wǎng)掩碼（二進(jìn)制表示）子網(wǎng)掩碼（十進(jìn)制表示）A111用子網(wǎng)掩碼區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的步驟：將IP地址轉(zhuǎn)化為32位二進(jìn)制數(shù)。將子網(wǎng)掩碼也轉(zhuǎn)化為32位的二進(jìn)制數(shù)。將每臺(tái)主機(jī)的32位IP地址與32位子網(wǎng)掩碼按位進(jìn)行邏輯與操作，將得到的32位二進(jìn)制數(shù)按原有的4段分別轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。子網(wǎng)掩碼為”1“的各位對(duì)應(yīng)的IP地址中的各位即為網(wǎng)絡(luò)地址。接下來就可以用分離出的網(wǎng)絡(luò)地址來判斷兩臺(tái)主機(jī)是否在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上了，也就是說如果兩臺(tái)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址相同，則表明它們?cè)谕粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)上。74用子網(wǎng)掩碼區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的步驟：將IP地址轉(zhuǎn)例如，有下面兩個(gè)IP地址，要判斷它們是否在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。202.103.47.52202.103.55.43②劃分子網(wǎng)子網(wǎng)掩碼的另一個(gè)功能是用來劃分子網(wǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)遇到IP地址不夠用的情況。75例如，有下面兩個(gè)IP地址，要判斷它們是否在75例如，現(xiàn)在申請(qǐng)到了一個(gè)接入Internet的網(wǎng)絡(luò)地址“202.103.47”，如果一個(gè)部門使用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，那么會(huì)造成一些地址的浪費(fèi)，可以幾個(gè)部門共用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，這樣就需要進(jìn)行子網(wǎng)的劃分。也就是說，可以把主機(jī)地址的一部分用來做網(wǎng)絡(luò)地址使用?？梢杂眠@部分地址作為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的編號(hào)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交換可以由內(nèi)部路由器完成。76例如，現(xiàn)在申請(qǐng)到了一個(gè)接入Internet的76例如，現(xiàn)在要將網(wǎng)絡(luò)”202.103.47”劃分為三個(gè)子網(wǎng)，我們應(yīng)該如何做？

202.103.47.?255.255.255.？77例如，現(xiàn)在要將網(wǎng)絡(luò)”202.103.47”劃分為三77默認(rèn)網(wǎng)關(guān)在配置TCP/IP協(xié)議時(shí)，還需要設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。默認(rèn)網(wǎng)關(guān)又稱缺省網(wǎng)關(guān)。在遠(yuǎn)程通信中，主機(jī)可以通過默認(rèn)網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)給不同網(wǎng)絡(luò)地址的目的主機(jī)。如果在配置TCP/IP時(shí)，沒有指明默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，那么通信就只能局限于本地網(wǎng)絡(luò)了，也就是說，你的數(shù)據(jù)包是沒有辦法被轉(zhuǎn)發(fā)到其他網(wǎng)絡(luò)中的。78默認(rèn)網(wǎng)關(guān)在配置TCP/IP協(xié)議時(shí)，還需要設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)78手工安裝和檢測(cè)TCP/IP協(xié)議（1）安裝TCP/IP協(xié)議（2）檢測(cè)Ping命令的使用Ping本機(jī)：檢查網(wǎng)卡是否正常加載并運(yùn)行TCP/IP協(xié)議。Ping本機(jī)IP：驗(yàn)證本機(jī)IP是否與網(wǎng)絡(luò)上其他IP沖突。Ping其他主機(jī)的IP：驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的連通性。79手工安裝和檢測(cè)TCP/IP協(xié)議（1）安裝TCP/IP協(xié)議79Ping默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：驗(yàn)證網(wǎng)關(guān)是否打開并正確運(yùn)行。Ipconfig命令的使用Route命令的使用80Ping默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：驗(yàn)證網(wǎng)關(guān)是否打開并正確運(yùn)行。80(2)IP中的數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)路由器要的主要工作：①數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)②路由選擇數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)就將從一個(gè)輸入口得到分組發(fā)往適當(dāng)?shù)妮敵隹?。在討論?shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)之前，我們要記住以下幾點(diǎn)：81(2)IP中的數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)路由器要的主要工作：81在每個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中都包含有目標(biāo)主機(jī)的IP地址。一個(gè)IP地址的“網(wǎng)絡(luò)部分”唯一地標(biāo)識(shí)作為Internet一部分的一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。連接在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)和路由器的IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分相同，并且在該物理網(wǎng)絡(luò)上可以發(fā)送幀進(jìn)行通信。每個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)都是Internet的一部分，那么至少要有一個(gè)路由器，而且至少連接到一個(gè)其他的物理網(wǎng)絡(luò)上，這個(gè)路由器可以與其他網(wǎng)絡(luò)的路由器或主機(jī)交換分組。82在每個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中都包含有目標(biāo)主機(jī)的IP地址。82下面討論IP數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)過程。①首先，我們要明白數(shù)據(jù)報(bào)從源主機(jī)發(fā)往目標(biāo)主機(jī)時(shí)，中間可能要經(jīng)過幾個(gè)路由器。②那么它經(jīng)過的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，無論是主機(jī)還是路由器必須證實(shí)它自己是否與目標(biāo)主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。③這一點(diǎn)可以通過將目標(biāo)主機(jī)的“網(wǎng)絡(luò)地址”與自己的“網(wǎng)絡(luò)地址”進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。83下面討論IP數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)過程。83④如果目標(biāo)主機(jī)和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，分組就可以直接在網(wǎng)絡(luò)中傳送了。⑤如果目標(biāo)主機(jī)和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中，那么就需要將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往一個(gè)路由器。⑥一般來講，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)有幾個(gè)路由器可以選擇，它可以選擇一個(gè)最佳的或有較好的機(jī)會(huì)使數(shù)據(jù)報(bào)能夠更接近于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由器。所選的路由器叫做下一跳(nexthop)路由器。84④如果目標(biāo)主機(jī)和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，84路由器可以通過查詢它的轉(zhuǎn)發(fā)表來找到正確的下一跳（轉(zhuǎn)發(fā)表，在下面會(huì)進(jìn)行討論）。⑦通常，還有一個(gè)默認(rèn)路由器，當(dāng)表中的記錄與目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)不匹配時(shí)，就將分組發(fā)給默認(rèn)路由器，由默認(rèn)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。85路由器可以通過查詢它的轉(zhuǎn)發(fā)表來找到正確的85具體算法如下：if（目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)=我的一個(gè)接口的網(wǎng)絡(luò)號(hào)）then經(jīng)過那個(gè)接口，傳送分組到目標(biāo)主機(jī)；else

if（目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)在我的轉(zhuǎn)發(fā)表中）then

傳送分組到下一跳路由器；

else

傳送分組到默認(rèn)路由器；86具體算法如下：86網(wǎng)絡(luò)1（以太網(wǎng)）H7R3H8H1H2H3R1網(wǎng)絡(luò)2（以太網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)3（FDDI）R2H4H5H6網(wǎng)絡(luò)4（點(diǎn)到點(diǎn)）①H1發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)給H2。②H1發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)給H8。圖1示例網(wǎng)絡(luò)圖87網(wǎng)絡(luò)1（以太網(wǎng)）H7R3H8H1H2H3R1網(wǎng)絡(luò)2（以太網(wǎng)）對(duì)于第一個(gè)問題，因?yàn)镠1與H2有相同的網(wǎng)絡(luò)地址，所以它可以直接將這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給H2，而不需要路由器的轉(zhuǎn)發(fā)。但是，這里也有一個(gè)問題需要解決，也就是H1如何找出H2的正確的MAC地址，這個(gè)問題，我們會(huì)在下面介紹。88對(duì)于第一個(gè)問題，因?yàn)镠1與H2有相同的網(wǎng)絡(luò)88對(duì)于第二個(gè)問題，它的工作過程如下：①因?yàn)镠1和H8不在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中，所以它不能直接把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給H8，必須找一個(gè)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。②由于和網(wǎng)絡(luò)2相連的路由器只有一個(gè)R1（默認(rèn)路由器），所以它只能將數(shù)據(jù)報(bào)交給R1進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。89對(duì)于第二個(gè)問題，它的工作過程如下：89③由于R1和H8也不在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，因此，它也需要找一個(gè)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，顯然，和R1在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的路由器只有R2，那R2就是它的默認(rèn)路由器，于是R1就將該數(shù)據(jù)報(bào)交給R2。網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳1R32R1圖1中路由器R2的轉(zhuǎn)發(fā)表90③由于R1和H8也不在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，因網(wǎng)絡(luò)號(hào)④R2通過查找轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)1對(duì)應(yīng)的下一跳為R3，于是它將該數(shù)據(jù)報(bào)交給R3。⑤R3與H8在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，因此，它可以直接將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給H8。注意：在轉(zhuǎn)發(fā)表中可能包含直接相連的網(wǎng)絡(luò)的信息。網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳1R32R13接口14接口0R2的完整轉(zhuǎn)發(fā)表91④R2通過查找轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)1對(duì)應(yīng)的下網(wǎng)絡(luò)號(hào)無論什么情況下，R2都需要使用我們下面將討論的ARP協(xié)議，找到下一跳的MAC地址。地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（ARP）前面我們討論了如何使IP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)正確的物理網(wǎng)絡(luò)，但是沒有詳細(xì)解釋一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是如何到達(dá)網(wǎng)絡(luò)上的某一主機(jī)或路由器的。這里的主要問題是，IP數(shù)據(jù)報(bào)中包含的是IP地址，而主機(jī)或路由器的物理接口只理解物理地址。這就需要將IP地址轉(zhuǎn)換為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的鏈路層地址，然后將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝在包含鏈路層地址的幀中，并發(fā)送給目標(biāo)主機(jī)或路由器。92無論什么情況下，R2都需要使用我們下面將92解決這個(gè)問題的一般辦法是為每一個(gè)主機(jī)保留一張地址對(duì)照表，這張表記錄了網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的IP地址和它的MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。而這張表的建立可以通過運(yùn)行ARP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。因此，ARP協(xié)議的主要目標(biāo)就是為網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)主機(jī)建立一張IP地址與MAC地址之間的映射表。由于這個(gè)表中的記錄會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化，因此，表中的記錄若超時(shí)則會(huì)被刪除，這項(xiàng)工作每15分鐘做一次。93解決這個(gè)問題的一般辦法是為每一個(gè)主機(jī)保留93ARP協(xié)議的工作過程ARP協(xié)議充分利用了很多鏈路層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都支持廣播這一事實(shí)。①如果某一主機(jī)想要發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到同一網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)主機(jī)或路由器，則它首先要檢查緩存中的映射記錄。②如果記錄不存在，它需要在網(wǎng)絡(luò)上廣播一個(gè)ARP查詢，在這個(gè)查詢中包含了目標(biāo)主機(jī)的IP地址。94ARP協(xié)議的工作過程94③網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)主機(jī)都會(huì)收到這個(gè)查詢，并檢查是否與自己的IP地址匹配。④如果匹配，它就會(huì)發(fā)送一個(gè)包含自己鏈路層地址的應(yīng)答消息給源主機(jī)，以響應(yīng)這個(gè)查詢。那么發(fā)送查詢消息的源主機(jī)在收到這個(gè)應(yīng)答消息后，將這個(gè)信息添加到自己的ARP表中。⑤查詢信息中也包含了發(fā)送主機(jī)的IP地址和鏈路層地址。這樣當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的一臺(tái)主機(jī)廣播一條查詢信息，則網(wǎng)絡(luò)上的所以主機(jī)都會(huì)知道發(fā)送方的IP地址和鏈路層地址，并將該信息放入ARP表中。95③網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)主機(jī)都會(huì)收到這個(gè)查詢，并檢95⑥并不是所有的主機(jī)都需要添加源主機(jī)的這條信息。如果一個(gè)主機(jī)中已經(jīng)有了這個(gè)記錄，它只需要“刷新”這個(gè)記錄即可。如果某一主機(jī)不是目標(biāo)主機(jī)，并且ARP表中也沒有源主機(jī)的記錄，那么它不需要將源主機(jī)的信息加入自己的ARP表中。注意：目標(biāo)主機(jī)是一定會(huì)把源主機(jī)的有關(guān)信息加入到自己的ARP中，即使它的表中沒有那個(gè)主機(jī)的記錄。96⑥并不是所有的主機(jī)都需要添加源主機(jī)的這條96硬件類型＝1協(xié)議類型＝0x0800硬件地址長(zhǎng)度＝48協(xié)議地址長(zhǎng)度＝32操作源硬件地址（0～3字節(jié)）源硬件地址（4～5字節(jié)）源協(xié)議地址（0～1字節(jié)）源協(xié)議地址（2~3字節(jié)）目標(biāo)硬件地址（0～1字節(jié)）目標(biāo)硬件地址（2～5字節(jié)）目標(biāo)協(xié)議地址（0～3字節(jié)）081631圖2將IP地址映射為MAC地址的ARP分組格式97硬件類型＝1協(xié)議類型＝0x0800硬件地址長(zhǎng)度＝48協(xié)議地址路由選擇路由轉(zhuǎn)發(fā)的一個(gè)主要任務(wù)就是建立路由表，可以手工配置路由表，但是過于復(fù)雜，并且不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，因此，一般通過運(yùn)行一個(gè)路由算法來動(dòng)態(tài)建立路由表。目前廣泛采用的路由算法有這樣幾種：RIP（距離向量）OSPF（開放最短路徑優(yōu)先）98路由選擇路由轉(zhuǎn)發(fā)的一個(gè)主要任務(wù)就是建立路由表，可98距離向量（RIP）距離向量路由選擇的基本思想：每個(gè)節(jié)點(diǎn)都構(gòu)造一個(gè)包含到其他所有節(jié)點(diǎn)的“距離”的一維數(shù)組（一個(gè)向量），并且將這個(gè)向量分發(fā)給與它直接相連的所有鄰居。距離向量路由選擇算法開始時(shí)，假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道到其直接相連的相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路開銷。到不相鄰的節(jié)點(diǎn)的鏈路開銷被指定為無窮大。99距離向量（RIP）距離向量路由選擇的基本思想：99下面看RIP是如何工作的。ABCDGEF假設(shè)每條鏈路的開銷都為1。這樣一條開銷最低的路徑就是包含跳數(shù)最少的一條路徑。100下面看RIP是如何工作的。ABCDGEF假設(shè)每條鏈路的開銷都現(xiàn)在將每個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)的初始距離信息表示為一張表（全局表）存儲(chǔ)在各到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離節(jié)點(diǎn)的信息AB

CDE

FGA01

1∞1

1∞B101∞∞∞∞

C1101∞∞∞

D∞∞10∞∞1E1∞∞∞0∞∞

F1∞∞∞∞01

G∞∞∞1∞10101現(xiàn)在將每個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)的初始距離信息表示為一張表（全局表）節(jié)點(diǎn)A的初始路由表

目標(biāo)開銷下一跳

B1B

C1C

D∞-

E1E

F1F

G∞-102節(jié)點(diǎn)A的初始路由表目標(biāo)開路由表的更新距離向量路由選擇算法的下一步就是每個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)送包含自己距離表的信息給其相鄰節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)在我們舉一個(gè)例子來說明這個(gè)過程。假設(shè)節(jié)點(diǎn)F發(fā)信息給節(jié)點(diǎn)A，告訴A它可以到達(dá)節(jié)點(diǎn)G，并且到達(dá)G的開銷是1，A收到這個(gè)消息后，把這個(gè)開銷值與它知道的到達(dá)F的開銷值相加，得到開銷值2，這個(gè)值小于無窮大，于是A在它的路由表中添加一條經(jīng)過F到達(dá)G的路由，開銷是2。103路由表的更新距離向量路由選擇算法的下一步就是每個(gè)節(jié)點(diǎn)103存儲(chǔ)在各到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離節(jié)點(diǎn)的信息AB

CDE

FGA01

1∞1

1∞B101∞∞∞∞

C1101∞∞∞

D∞∞10∞∞1E1∞∞∞0∞∞

F1∞∞∞∞01

G∞∞∞1∞10+2+2104存儲(chǔ)在各到每更新后的路由表（A的路由表）

目標(biāo)開銷下一跳

B1B

C1C

D2

C

E1E

F1F

G2

F105更新后的路由表（A的路由表）目標(biāo)最終的全局路由表存儲(chǔ)在各到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離節(jié)點(diǎn)的信息ABCDEFGA0112112B1012223

C1101222

D2210321E1223023

F1222201

G2321310106最終的全局路由表存儲(chǔ)在各路由更新在兩種情況下一個(gè)節(jié)點(diǎn)決定發(fā)送更新消息給它的相鄰節(jié)點(diǎn)。定期更新：在這種情況下，即使沒有路徑改變，每個(gè)節(jié)點(diǎn)也要自動(dòng)地，按時(shí)發(fā)送更新消息。這可以使其他節(jié)點(diǎn)知道它們?nèi)栽谡９ぷ?，也可以確保即使現(xiàn)有的路由不可用時(shí)，它們?nèi)阅芤恢钡玫剿璧男畔ⅰ?07路由更新在兩種情況下一個(gè)節(jié)點(diǎn)決定發(fā)送更新消息給它107觸發(fā)更新：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)從它的相鄰節(jié)點(diǎn)接收到更新消息，并且這個(gè)更新消息又能改變其路由表中的一條路由時(shí)，才會(huì)引發(fā)這種更新。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障時(shí)可能出現(xiàn)的情況正常情況：首先注意到這個(gè)問題的節(jié)點(diǎn)發(fā)送新的距離列表給它的相鄰節(jié)點(diǎn)，一般，系統(tǒng)會(huì)很快達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。108觸發(fā)更新：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)從它的相鄰節(jié)點(diǎn)接收108考慮一種特殊情況ABCDGEF

存儲(chǔ)在各到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離節(jié)點(diǎn)的信息ABCDEFGA0112112B1012223

C1101222

D2210321E1223023

F1222201

G2321310①A通知到E的距離為∞②那么按照事件出現(xiàn)的確切次序，可能發(fā)生如下事件：C2BA34567109考慮一種特殊情況ABCDGEF存儲(chǔ)在各上述情況稱為記數(shù)到無窮（counttoinfinity）解決這個(gè)問題有幾種不成熟的方法：使用一個(gè)較小的數(shù)作為無窮大的近似值。比如，我們認(rèn)為穿過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大跳數(shù)不會(huì)超過16，因此，選擇16來表示無窮大。這可以限制記數(shù)到無窮所花的時(shí)間。這種方法的問題是，當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)到最大跳數(shù)超過16時(shí)，就又出現(xiàn)了新的問題。110上述情況稱為記數(shù)到無窮（counttoinfinity）水平分割（splithorizon）技術(shù)這種技術(shù)的基本思想是，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)把路由選擇的更新信息發(fā)送給相鄰節(jié)點(diǎn)時(shí)，它并不把從其相鄰節(jié)點(diǎn)處學(xué)習(xí)到的路由再回送到那些相鄰節(jié)點(diǎn)。B：（E，2，A），B知道這條路由信息是從A學(xué)習(xí)到的，所以不論B什么時(shí)候給A發(fā)送更新信息，在其更新信息中都不包括（E，2）。111水平分割（splithorizon）技術(shù)111挫折反轉(zhuǎn)（splithorizonwithpoisonreverse）在這種方法中，B可以把從A學(xué)習(xí)到的路由發(fā)給A，但是要在該路由表中加入否定信息來確保A最終不會(huì)使用B到達(dá)E的路由。例如，B把（E，∞）送給A，這樣A就不會(huì)使用這條路由了。112挫折反轉(zhuǎn)（splithorizonwithpoison上面介紹的兩種技術(shù)的問題在于它們只能在涉及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由循環(huán)中有效。對(duì)于更大的路由循環(huán)，則需要更強(qiáng)的措施。那么在上述的例子中，如果B和C在接收到A的鏈路故障后，在把路由信息通知給E之前等待一會(huì)，它們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上它們兩者都沒有到達(dá)E的路由。不幸的是這種方法耽誤了協(xié)議的聚合。113上面介紹的兩種技術(shù)的問題在于它們只能在113開放最短通路優(yōu)先協(xié)議(OSPF）OSFP的要點(diǎn)：①所有的路由器都維持一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，該庫(kù)實(shí)際上就是整個(gè)互連網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。②由于網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)可能經(jīng)常發(fā)生變化，因此，OSPF讓每一個(gè)鏈路狀態(tài)都帶上一個(gè)32bit的序號(hào)，序號(hào)越大狀態(tài)就越新。序號(hào)每5s更新一次，32位可用600年不重復(fù)號(hào)。③每一個(gè)路由器用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，算出自己的路由表。④不用UDP而是直接用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳送，并且數(shù)據(jù)報(bào)更短。114開放最短通路優(yōu)先協(xié)議(OSPF）114

⑤只要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，數(shù)據(jù)庫(kù)很快進(jìn)行更新，5秒更新一次，保持全網(wǎng)范圍的一致性。依靠各路由器之間的頻繁交換信息來建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且在全網(wǎng)范圍內(nèi)保持和這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。OSPF的規(guī)定：1）每?jī)蓚€(gè)相鄰路由器每隔10秒鐘要交換一次hello報(bào)文。2）若有40秒沒收到某個(gè)相鄰路由器發(fā)來的hello報(bào)文，則認(rèn)為該相鄰路由器是不可達(dá)的，應(yīng)立即修改鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并重新計(jì)算路由表。缺點(diǎn)：開銷大115⑤只要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，數(shù)據(jù)庫(kù)很快進(jìn)行更新，5秒更新一次，具體的鏈路狀態(tài)路由算法如下：①發(fā)現(xiàn)鄰居結(jié)點(diǎn)，并知道它們的網(wǎng)絡(luò)地址。路由器啟動(dòng)后，通過發(fā)送HELLO包發(fā)現(xiàn)鄰居結(jié)點(diǎn)。②測(cè)量到每個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)的延遲或開銷。一種直接的方法是：發(fā)送一個(gè)要對(duì)方立即響應(yīng)的ECHO包，來回時(shí)間除以2即為延遲。這種測(cè)試可以將載荷考慮進(jìn)去。116具體的鏈路狀態(tài)路由算法如下：116③構(gòu)造一個(gè)包含所有數(shù)據(jù)的分組。該分組以發(fā)送方的標(biāo)識(shí)符開頭，后面是序號(hào)、年齡和一個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)列表；列表中對(duì)應(yīng)每個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)，都有發(fā)送方到它們的延遲或開銷；ABCDFE42378516A序號(hào)年齡B4E5B序號(hào)年齡A4C2F6C序號(hào)年齡B2D3E1D序號(hào)年齡C3F7E序號(hào)年齡A5C1F8117③構(gòu)造一個(gè)包含所有數(shù)據(jù)的分組。ABCDFE42378516A④將這個(gè)分組發(fā)送給所有其它路由器?；舅枷耄翰捎煤榉核惴òl(fā)布分組，每個(gè)分組包含一個(gè)序號(hào)，使用32位序號(hào)使序號(hào)循環(huán)使用。每次發(fā)送新分組時(shí)序號(hào)加1。路由器記錄信息對(duì)（源路由器，序號(hào)），當(dāng)一個(gè)鏈路狀態(tài)分組到達(dá)時(shí)，若是新的，則分發(fā)；若是重復(fù)的，則丟棄；若序號(hào)比路由器記錄中的最大序號(hào)小，則認(rèn)為過時(shí)而丟棄。118④將這個(gè)分組發(fā)送給所有其它路由器。118

當(dāng)一個(gè)路由器崩潰后，它將丟失其序號(hào)，如其從0開始，那么后面分組將被當(dāng)作重復(fù)分組而丟棄；或順序號(hào)傳送后出現(xiàn)錯(cuò)誤，如4被看成6500，則分組5到6499將被當(dāng)作過時(shí)分組而丟棄。解決辦法是在分組中加入年齡，每秒鐘將年齡減1，當(dāng)年齡變成零時(shí)，來自那個(gè)路由器的信息就被丟棄。以保證沒有任何分組會(huì)丟失并無限長(zhǎng)期存活下去。⑤計(jì)算到每個(gè)其它路由器的最短路徑。根據(jù)Dijkstra算法計(jì)算最短路徑。119當(dāng)一個(gè)路由器崩潰后，它將丟失其序號(hào)，如119Dijkstra算法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)抽象為一個(gè)圖。假設(shè)有一個(gè)矩陣D，它的每個(gè)分量D[i]表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)v到每個(gè)終點(diǎn)vi的最短路徑長(zhǎng)度。在初始狀態(tài)下，若從v到vi有弧，則D[i]的值為弧上的權(quán)值，否則就將D[i]設(shè)置為∞。具體算法如下：①假設(shè)用一個(gè)帶權(quán)的矩陣arcs來表示帶權(quán)有向圖，arcs[i][j]表示弧<vi，vj>上的權(quán)值。120Dijkstra算法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)抽象為一個(gè)圖。假設(shè)有一個(gè)矩陣1若<vi，vj>不存在，則置arcs[i][j]為∞。再設(shè)S為已找到的從v出發(fā)的最短路徑的終點(diǎn)集合，它的初始狀態(tài)為空。②選擇Vj，使得D[j]=Min{D[i]|Vi∈V-S}，則Vj就是一條從V出發(fā)的最短路徑的終點(diǎn)。令：S=S∪{j}121若<vi，vj>不存在，則置arcs[i][j]為∞。121③修改從v出發(fā)到集合V-S上任一頂點(diǎn)vk的最短路徑長(zhǎng)度。如果D[j]+arcs[j][k]<D[k]，則修改D[k]為D[k]=D[j]+arcs[j][k]。④重復(fù)操作②③共n-1次。就可以求得從v到圖上其余各頂點(diǎn)的最短路徑。122③修改從v出發(fā)到集合V-S上任一頂點(diǎn)vk的最122ABCD5310112①②A從它的初始向量中選擇一個(gè)具有最小權(quán)值的頂點(diǎn)B將它加入到集合S中。③然后來修改A到其他節(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度ABCD123ABCD5310112①②A從它的初始向量中選擇一個(gè)具有最小自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)（或稱自治域）AS的定義是由一個(gè)獨(dú)立管理機(jī)構(gòu)運(yùn)行和維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部采用相同的路由協(xié)議CERNET全球InternetCHINANET自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)內(nèi)部采用某種路由協(xié)議124自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)（或稱自治域）AS的定義CERNET全球IInternet的路由器選擇協(xié)議路由協(xié)議分類：網(wǎng)關(guān)-網(wǎng)關(guān)協(xié)議（GGP）用于核心系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)之間的路由交換;外部路由協(xié)議（EGP）用于不同自治系統(tǒng)（AS）之間的路由交換；內(nèi)部路由協(xié)議（IGP）用于自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部的路由交換。主要有RIP、HELLO和OSPF等。目前Internet采用自適應(yīng)、分布式路由選擇協(xié)議。125Internet的路由器選擇協(xié)議路由協(xié)議分類：125AS、IGP、EGP的關(guān)系IGPIGPEGPGGPEGP核心系統(tǒng)EGPAS1AS2126AS、IGP、EGP的關(guān)系IGPIGPEGPGGPEGP核心外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP

BGP的最新版本是1994的BGP-4。BGP用來在不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息，必須考慮有關(guān)的策略：如政治、安全、經(jīng)濟(jì)等方面考慮進(jìn)行人工設(shè)置。BGP將網(wǎng)絡(luò)劃分為以下三類：(1)與BGP只有一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)，它不能用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)。(2)與BGP有二個(gè)以上連接的網(wǎng)絡(luò)，可用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)。(3)能夠轉(zhuǎn)發(fā)第三方數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)、例如主干網(wǎng)。127外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP127無類型域間路由選擇CIDR可變長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼VLSM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)10用戶12用戶網(wǎng)絡(luò)202.103.47.32/28網(wǎng)絡(luò)202.103.47.16/28網(wǎng)絡(luò)202.103.47.48/28可見，這種方法對(duì)于路由器和路由器的串行連接來講，IP地址的浪費(fèi)太大了，因?yàn)閷?shí)際上只需要2個(gè)IP地址就可以了。即子網(wǎng)掩碼為255.255.255.252/30最好，但這個(gè)掩碼對(duì)于用戶來講太少了。故采用VLSM對(duì)同一網(wǎng)絡(luò)使用不同的子網(wǎng)掩碼。128無類型域間路由選擇CIDR可變長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼VLSM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1已知一個(gè)C類IP地址：202.103.47.0，對(duì)于下圖網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)子網(wǎng)的分配。10個(gè)用戶10個(gè)用戶10個(gè)用戶12個(gè)用戶BACD129已知一個(gè)C類IP地址：202.103.47.0，對(duì)于下圖10IP地址可以這樣分配：BACD202.103.47.129---202.103.47.187掩碼：255.255.255.192(58個(gè)用戶和路由器)202.103.47.33---202.103.47.43掩碼：255.255.255.240(10個(gè)用戶和路由器)202.103.47.49---202.103.47.59掩碼：255.255.255.240(10個(gè)用戶和路由器)202.103.47.65---202.103.47.90掩碼：255.255.255.224(25個(gè)用戶和路由器)202.103.47.81，202.103.47.82(路由器)掩碼：255.255.255.240202.103.47.5，202.103.47.6(路由器)掩碼：255.255.255.252202.103.47.81，202.103.47.82(路由器)掩碼：255.255.255.240202.103.47.9，202.103.47.10(路由器)掩碼：255.255.255.252202.103.47.81，202.103.47.82(路由器)掩碼：255.255.255.240202.103.47.13，202.103.47.14(路由器)掩碼：255.255.255.252130IP地址可以這樣分配：BACD202.103.47.129-具體IP的分配：202.103.47.5----202.103.47.6(掩碼：255.255.255.252)202.103.47.9----202.103.47.10(掩碼：255.255.255.252)202.103.47.13----202.103.47.14(掩碼：255.255.255.252)202.103.47.17----202.103.47.31未使用202.103.47.33----202.103.47.47(掩碼：255.255.255.240)202.103.47.49----202.103.47.63(掩碼：255.255.255.240)202.103.47.65----202.103.47.95(掩碼：255.255.255.224)202.103.47.97----202.103.47.127未使用202.103.47.129---202.103.47.191(掩碼：255.255.255.192)202.103.47.192----202.103.47.254未使用131具體IP的分配：202.103.47.5----202.103.路由器的分類（1）近程路由器和遠(yuǎn)程路由器（2）靜態(tài)路由器和動(dòng)態(tài)路由器（3）單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器4.路由器的應(yīng)用特點(diǎn)（1）使用路由器的優(yōu)點(diǎn)能夠合理的、智能化的選擇最佳路徑。它可以自動(dòng)丟棄廣播數(shù)據(jù)包，因而可以把廣播風(fēng)暴信息隔離在源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。1323.路由器的分類（1）近程路由器和遠(yuǎn)程路由器132多協(xié)議路由器可以連接使用不同路由通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，因此，它可以作為使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)1-2層使用不同協(xié)議，第3層使用可路由協(xié)議的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。能夠隔離網(wǎng)絡(luò)的通信量，起到保證網(wǎng)絡(luò)安全和防火墻的作用。路由器還可以作為網(wǎng)橋使用，以便處理不可路由的協(xié)議。133多協(xié)議路由器可以連接使用不同路由通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，因此，它可以能夠提供可靠傳輸、優(yōu)先服務(wù)，并且不許要相互通信的網(wǎng)絡(luò)之間保持永久連接。（2）缺點(diǎn)使用較多的時(shí)間進(jìn)行處理，致使網(wǎng)絡(luò)傳輸性能下降。安裝和維護(hù)比較困難。價(jià)格較高。不支持非路由協(xié)議。134能夠提供可靠傳輸、優(yōu)先服務(wù)，并且不許要相互通信的網(wǎng)絡(luò)之間保持5.路由器在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)連接中的作用（1）延伸距離。（2）使用路由器將局域網(wǎng)連接到Internet.（3）多個(gè)局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接。路由器在網(wǎng)絡(luò)連接中的基本作用：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換、路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。1355.路由器在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)連接中的作用（1）延伸距離。1353.5高層互聯(lián)設(shè)備高層互聯(lián)的代表設(shè)備是“網(wǎng)關(guān)”。網(wǎng)關(guān)的定義網(wǎng)關(guān)是將兩個(gè)或多個(gè)在高層（高3層）使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段連接在一起的軟件、硬件設(shè)備。2.網(wǎng)關(guān)的主要作用實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的翻譯和轉(zhuǎn)換工作。（校園網(wǎng)中的防火墻等）1363.5高層互聯(lián)設(shè)備高層互聯(lián)的代表設(shè)備是“網(wǎng)關(guān)”。1363.網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)合主要應(yīng)用于OSI/RM的高3層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。如果互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)高3層協(xié)議不同，可以使用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，來實(shí)現(xiàn)它們之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。4.網(wǎng)關(guān)的分類（1）按照網(wǎng)關(guān)可以轉(zhuǎn)換的協(xié)議數(shù)量分類雙邊協(xié)議網(wǎng)關(guān)：只能進(jìn)行兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換，即從一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換為另一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。1373.網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)合137多邊協(xié)議網(wǎng)關(guān)：可以實(shí)現(xiàn)多種特定協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。（2）按照網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用類型分類138多邊協(xié)議網(wǎng)關(guān)：可以實(shí)現(xiàn)多種特定協(xié)議之間的138Theend!139Theend!139第三章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備本章學(xué)習(xí)要點(diǎn):了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念掌握網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的類型、層次與原理掌握各層設(shè)備的作用、特點(diǎn)與應(yīng)用掌握Internet硬件接入設(shè)備的可選類型熟練掌握集線器與交換機(jī)的區(qū)別與使用了解OSI模型與網(wǎng)間互聯(lián)設(shè)備的關(guān)系140第三章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備本章學(xué)習(xí)要點(diǎn):13.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：所謂網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)和設(shè)備將相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)連接起來，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換和資源共享的目的。3.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型網(wǎng)絡(luò)延伸隨著局域網(wǎng)范圍的擴(kuò)展，電纜的長(zhǎng)度需要增長(zhǎng)但是，每種局域網(wǎng)的最大距離都是有限制的。1413.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：所謂網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指根據(jù)實(shí)際情況選10BASET：100m10BASE2：185m10BSEE5：500m2.網(wǎng)絡(luò)分段在組建局域網(wǎng)時(shí)，往往需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段。所謂網(wǎng)絡(luò)分段是指將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分解成幾個(gè)小的局域網(wǎng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（交換機(jī)、網(wǎng)橋或路由器）將各個(gè)子網(wǎng)連接成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)。14210BASET：100m33.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的應(yīng)用類型局域網(wǎng)之間的互聯(lián)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的互聯(lián)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)與Internet之間的互聯(lián)多個(gè)遠(yuǎn)程局域網(wǎng)之間互聯(lián)為廣域網(wǎng)1433.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的應(yīng)用類型4（2）互聯(lián)局域網(wǎng)的類型同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所謂同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是指具有相同特性和性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，也就是說它們具有相同的通信協(xié)議，呈現(xiàn)給接入設(shè)備的界面也相同。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所謂異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是指具有完全不同的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。144（2）互聯(lián)局域網(wǎng)的類型54.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須解決的問題如何在物理上把兩種不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來。如何實(shí)現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)與另一種網(wǎng)絡(luò)的互訪與通信。如何解決兩種不同網(wǎng)絡(luò)之間在協(xié)議方面的差異。如何處理兩種網(wǎng)絡(luò)之間在傳輸速率方面的差別。1454.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)必須解決的問題如何在物理上把兩種不同的網(wǎng)絡(luò)連接3.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)間互聯(lián)中的幾個(gè)重要概念（1）網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)接互聯(lián)接（簡(jiǎn)稱互連）：指在物理網(wǎng)絡(luò)之間必須存在一條以上的物理連接線路。（2）網(wǎng)絡(luò)的互通互通信（簡(jiǎn)稱互通）：指在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的手段。1463.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)間互聯(lián)中的幾個(gè)重要概念7（3）網(wǎng)絡(luò)的互操作指網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)具有透明地訪問對(duì)方資源的能力，這種能力