ch05 Internet Foundation.ppt

1、1,三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù),第5章 Internet基礎(chǔ),2,5.1 Internet的構(gòu)成,3,重要知識點(diǎn): Internet的組成,4,5.1.1 Internet的邏輯結(jié)構(gòu),Internet也稱為“國際互聯(lián)網(wǎng)”，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者的角度考慮，它是由分布在世界各地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的全球性的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；從因特網(wǎng)使用者的角度考慮，因特網(wǎng)是一個信息資源網(wǎng)。 Internet是由大量主機(jī)通過連接在單一、無縫的通信系統(tǒng)上而形成的一個全球范圍的信息資源網(wǎng)，接入Internet的主機(jī)既可以是信息資源及服務(wù)的提供者（服務(wù)器），也可以是信息資源及服務(wù)的消費(fèi)者（客戶機(jī)）。,5,5.1.1 Internet的邏輯結(jié)構(gòu)(續(xù)

2、),6,5.1.2 因特網(wǎng)的主要組成部分,Internet由硬件和軟件兩大部分組成 硬件部分： 包括通信線路、路由器和主機(jī) 軟件部分 主要是指信息資源,7,5.1.2 因特網(wǎng)的主要組成部分,通信線路： 主要有兩類：一類是有線線路、另一類是無線線路 通常用“數(shù)據(jù)傳輸速率”和“帶寬”來衡量通信線路的傳輸能力 路由器 負(fù)責(zé)路由選擇和存儲轉(zhuǎn)發(fā) 因特網(wǎng)中最為重要的設(shè)備 服務(wù)器與客戶機(jī)： 統(tǒng)稱為“主機(jī)” 服務(wù)器是信息的提供者 客戶機(jī)是信息的消費(fèi)者 信息資源： 主要包括文本、聲音、圖象或視頻等信息類型,8,【例5-1】對于因特網(wǎng)，以下哪種說法是錯誤的？_（2006年4月） A）因特網(wǎng)是一個廣域網(wǎng) B）因特網(wǎng)

3、內(nèi)部包含大量的路由設(shè)備 C）因特網(wǎng)是一個信息資源網(wǎng) D）因特網(wǎng)的使用者不必關(guān)心因特網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 答案：A,例題,9,【例5-2】因特網(wǎng)的主要組成部分包括通信線路、路由器、主機(jī)和_。（2003年9月） 答案：信息資源,例題,10,【例5-3】通信線路的帶寬是描述通信線路的_。（2006年9月） A）糾錯能力B）物理尺寸 C）互聯(lián)能力D）傳輸能力 答案：D,例題,11,5.2 Internet的接入,12,5.2.1 通過電話網(wǎng)接入,用戶計(jì)算機(jī)和ISP處的遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器RAS通過調(diào)制解調(diào)器與電話網(wǎng)相連。 用戶在訪問Internet時，通過撥號方式與ISP的RAS建立連接，借助RAS訪問Intern

4、et。 電話撥號線路的傳輸速率低，目前較好線路的最高傳輸速率可以達(dá)到56Kbps。 電話撥號線路比較適合于家庭使用。,13,【例5-4】因特網(wǎng)用戶利用電話網(wǎng)接入ISP時需要使用調(diào)制解調(diào)器，其主要作用是_。（2006年4月） A）進(jìn)行數(shù)字信號與模擬信號之間的變換 B）同時傳輸數(shù)字信號和語音信號 C）放大數(shù)字信號，中繼模擬信號 D）放大模擬信號，中繼數(shù)字信號 答案：A,例題,14,5.2.2 利用ADSL接入,ADSL是非對稱數(shù)字用戶線，是目前常用的一種Internet接入方式。 ADSL的非對稱性表現(xiàn)在交換局端到用戶端下行速率和用戶端到交換局端上行速率不同。高速下行信道向用戶傳送數(shù)據(jù)、視頻、音頻

5、信息及控制、開銷信號，在5km的范圍內(nèi)速率一般在1.59Mbps，低速上行信道包括通向網(wǎng)絡(luò)的控制開銷信號，速率一般在16Kbps640Kbps。 ADSL需要的電話線資源分布廣泛，具有傳輸速率高、使用費(fèi)用低、無須重新布線和建設(shè)周期短的特點(diǎn)。 適合家庭和中小企業(yè)的Internet接入需求。,15,5.2.3 使用HFC接入,HFC即Hybrid FiberCoaxial的縮寫，是光纖和同軸電纜相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)。HFC通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分組成，從有線電視臺出來的節(jié)目信號先變成光信號在干線上傳輸；到用戶區(qū)域后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)分配器分配后通過同軸電纜送到用戶。它與早

6、期CATV同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的不同之處主要在于，在干線上用光纖傳輸光信號，在前端需完成電光轉(zhuǎn)換，進(jìn)入用戶區(qū)后要完成光電轉(zhuǎn)換。 HFC采用非對稱的數(shù)據(jù)傳輸速率，下行速率要大于上行速率。上行速率一般在10Mbps左右，下行速率一般在10Mbps到40Mbps之間。 HFC接入的特點(diǎn)是速率高，且接入主機(jī)可以24小時在線。 HFC接入的缺點(diǎn)是它采用共享式的傳輸方式，HFC網(wǎng)上的用戶越多，每個用戶實(shí)際可使用的帶寬就越窄。,16,5.2.4 通過數(shù)據(jù)通信線路連接,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是專門為數(shù)據(jù)信息傳輸建設(shè)的網(wǎng)絡(luò),如果需要傳輸性能更好,傳輸質(zhì)量更高的接入方式,可以考慮數(shù)據(jù)線路接入。 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的種類很多，DDN、ATM、

7、幀中繼等網(wǎng)絡(luò)都屬于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。這些數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由電信部門建設(shè)和管理，用戶可以租用。,17,【例5-5】Internet采用_方式訪問資源。 答案:客戶機(jī)/服務(wù)器 【例5-6】關(guān)于因特網(wǎng)，以下哪種說法是錯誤的？ A）所有鏈接在因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為主機(jī) B）如何更好的組織信息資源，使用戶更方便、快捷的獲取信息資源一直是因特網(wǎng)發(fā)展的方向 C）因特網(wǎng)中的通訊線路只有線線路，如光纜等 D）因特網(wǎng)利用路由器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián) 答案:C 提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年4月考題中 【例5-7】Internet的通信協(xié)議是_。 答案:TCP/IP,例題,18,【例5-8】下列選項(xiàng)中,屬于Internet的

8、主要組成是( ) A）雙絞線、同軸電纜、光纖電纜和無線通信信道 B）局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、校園網(wǎng)和主干網(wǎng) C）局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng) D）通信線路、路由器、服務(wù)器與客戶機(jī)和信息資源 答案:D 【例5-9】Internet的4個主要組成中，_是Internet的基礎(chǔ)設(shè)施。 答案:通信線路,例題,19,重要知識點(diǎn): IP協(xié)議與IP層服務(wù) IP地址 路由器和路由選擇,20,5.3 IP協(xié)議與互聯(lián)層服務(wù),21,5.3.1 IP互聯(lián)網(wǎng)的工作原理,22,5.3.2 互聯(lián)層服務(wù),互聯(lián)層可以為其高層用戶提供服務(wù) 特點(diǎn)： 不可靠的數(shù)據(jù)投遞服務(wù) 面向無連接的傳輸服務(wù) 盡最大努力投遞服務(wù),23,5.3.3 IP互聯(lián)網(wǎng)的特

9、點(diǎn),IP互聯(lián)網(wǎng)隱藏了底層物理網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，向上為用戶提供通用的、一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 IP互聯(lián)網(wǎng)不指定網(wǎng)絡(luò)互連的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也不要求網(wǎng)絡(luò)之間全互聯(lián)。 IP互聯(lián)網(wǎng)能在物理網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，信息可以跨網(wǎng)傳輸。 IP互聯(lián)網(wǎng)中的所有計(jì)算機(jī)使用統(tǒng)一的、全局的地址描述法。 IP互聯(lián)網(wǎng)平等地對待互聯(lián)網(wǎng)中的每一個網(wǎng)絡(luò)。,24,【例5-10】IP是網(wǎng)際協(xié)議，它對應(yīng)開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI七層中的( ) A）物理層 B）數(shù)據(jù)鏈路層 C）網(wǎng)絡(luò)層 D）傳輸層 答案:C 【例5-11】關(guān)于IP協(xié)議，以下哪種說法是錯誤的( ) A）IP協(xié)議是因特網(wǎng)的通信規(guī)則，連入因特網(wǎng)的每臺計(jì)算機(jī)與路由器都必須遵守這些通信規(guī)則 B）路由器需要I

10、P協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包 C）發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)需要IP協(xié)議裝載數(shù)據(jù) D）接收數(shù)據(jù)的主機(jī)直接就可以拆卸數(shù)據(jù)包，不再使用IP協(xié)議 答案:D,例題,25,5.4 IP地址,26,5.4.1 IP地址的作用,IP地址提供了一種互聯(lián)網(wǎng)通用的地址格式，該地址由32為的二進(jìn)制數(shù)表示，用于屏蔽各種物理網(wǎng)絡(luò)的地址差異。 IP協(xié)議規(guī)定的地址稱為IP地址。 IP地址由IP地址管理結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一管理和分配。,27,5.4.2 IP地址的層次結(jié)構(gòu),IP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號兩個層次組成。 網(wǎng)絡(luò)號用來標(biāo)識互聯(lián)網(wǎng)中的一個特定網(wǎng)絡(luò)； 主機(jī)號用于標(biāo)識該網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的一個特定連接。,28,5.4.3 IP地址的直觀表示法,一個IP地址由4個字節(jié)

11、共32位的數(shù)字串組成，這4個字節(jié)通常用小數(shù)點(diǎn)分隔，每個字節(jié)可用十進(jìn)制表示。,29,5.4.4 IP地址的分類,30,5.4.4 IP地址的分類（續(xù)）,IP地址分類,32,5.4.5 幾種特殊的IP地址形式,1網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)號各位全為“0”,用來標(biāo)識本網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址 例如，C類202.102.192.68，網(wǎng)絡(luò)號占24位，主機(jī)號占8位，網(wǎng)絡(luò)地址是202.102.192.0，主機(jī)號68 2廣播地址 直接廣播地址： 主機(jī)號各位全為“1” ，發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī) 例如，一個C類地址是202.102.192.0，則直接廣播地址是202.102.192.255。 有限廣播地址： 網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號都為1

12、，即255.255.255.255，對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播 用在DHCP,33,5.4.5 幾種特殊的IP地址形式(續(xù)),3回送地址 A類網(wǎng)絡(luò)地址127.0.0.0 4本地地址 A類地址 10.0.0.0 10.255.255.255 B類地址 172.16.0.0 172.31.255.255 C類地址 192.168.0.0 192.168.255.255,34,【例5-12】以下哪一個是用戶僅可以在本地內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用的專用 IP 地址？_（2006年9月） A）192.168.1.1B）20.10.1.1 C）202.113.1.1D）203.5.1.1 答案：A,例題,35,5.4.6 子

13、網(wǎng)編碼,為什么要使用子網(wǎng)屏蔽碼 IP地址的分類雖然是很不錯的,但對于具體的組織來說,所分得的IP地址畢竟有限。如果一個組織的網(wǎng)絡(luò)是由許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的，而它所分得的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于它所擁有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)，顯然這是不夠的。由此，必須有一種方法，可以劃分地址空間去適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 為了提高IP地址的使用效率，可將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為子網(wǎng)：采用借位的方式，從主機(jī)號最高位開始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)號，所剩余的部分則仍是主機(jī)號。這使得IP地址的結(jié)構(gòu)分為三部分：網(wǎng)絡(luò)號（net-id）、子網(wǎng)號（subnet-id）和主機(jī)號（host-id）。,36,子網(wǎng)屏蔽碼組成和表示,使用32位長的IP編碼 網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)部分使用全1 主機(jī)

14、部分使用全0 也使用點(diǎn)分十進(jìn)制表示法表示,37,子網(wǎng)屏蔽碼的優(yōu)點(diǎn),將子網(wǎng)屏蔽碼和IP地址逐比特相“與”（AND），就立即得出網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址 將子網(wǎng)屏蔽碼的反碼與IP地址作邏輯“與”操作，可得到其主機(jī)地址,38,子網(wǎng)屏蔽碼的計(jì)算,將一個網(wǎng)段劃分為多個子網(wǎng)段，便于網(wǎng)絡(luò)管理 有利于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡快地區(qū)分本網(wǎng)段地址和非本網(wǎng)段的地址,39,缺省子網(wǎng)屏蔽碼,40,5.4.7 地址解析協(xié)議（ARP）,將IP地址映射到物理地址 IP互聯(lián)網(wǎng)采用動態(tài)聯(lián)編方式進(jìn)行IP地址到物理地址的映射。 ARP 協(xié)議使用一種詢問/回答機(jī)制。 在采用高速緩存技術(shù)的ARP中，每臺主機(jī)都保留了一個專用的高速緩沖區(qū)，用于保存已知的ARP

15、表項(xiàng)。發(fā)送消息時，主機(jī)首先到高速Cache的ARP表中查找相應(yīng)的關(guān)系，若找不到，再利用ARP進(jìn)行地址解析。,41,【例5-13】常用的IP地址有A、B、C三類，其中C類地址用( )位二進(jìn)制數(shù)表示網(wǎng)絡(luò)地址？ A）8 B）21 C）16 D）24 答案:B 【例5-14】如果一臺主機(jī)的IP地址為202.47.45.169，那么這臺機(jī)器的主機(jī)號是( ) A）47 B）169 C）45 D）202 答案:B 提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年9月考試中 【例5-15】_類IP地址使用于大型網(wǎng)絡(luò) 答案:A 【例5-16】某主機(jī)的IP地址為180.28.77.59，該IP地址屬于哪一類( )？ A）A類

16、B）B類 C）C類 D）D類 答案:B 提示：本題的同類題出現(xiàn)在2005年9月考試中,例題,42,【例5-17】某主機(jī)的IP地址為202.198.31.66,另一臺主機(jī)的IP地址為202.198.31.25,那么這兩臺主機(jī)（ ） A）在一個局域網(wǎng)中 B）在一個物理網(wǎng)絡(luò)中 C）在一個機(jī)房內(nèi) D）在一個邏輯網(wǎng)絡(luò)中 答案:D 【例5-18】IP地址為192.168.0.23的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是( ) A）255.0.0.0 B）255.255.0.0 C）255.255.255.0 D）255.255.255.255 答案:C 提示：本題的同類題出現(xiàn)在2006年4月考試中,例題,43,【例5-19】因特

17、網(wǎng)中的每臺主機(jī)至少有一個IP地址，而且這個IP地址在全網(wǎng)中必須是_的。（2004年9月） 答案：唯一,例題,44,【例5-20】下面哪一個是有效的IP地址？_（2002年9月） A）202.280.130.45B）130.192.290.45 C）192.202.130.45D）280.192.33.45 答案：C,例題,45,5.5 IP數(shù)據(jù)報,46,5.5.1 IP數(shù)據(jù)報的格式,47,5.5.2 IP封裝、分片與重組,解決了最大傳輸單元問題 分片：當(dāng)一個數(shù)據(jù)報的尺寸大于將發(fā)往網(wǎng)絡(luò)的MTU值時，路由器會將IP數(shù)據(jù)包分成若干較小部分。 IP數(shù)據(jù)報重組：在接收到所有分片的基礎(chǔ)上，主機(jī)對分片進(jìn)行重

18、新組裝的過程。 路由器不能對分片進(jìn)行重組。 在IP數(shù)據(jù)報報頭中，標(biāo)識、標(biāo)志和片偏移3個字段與控制分片和重組有關(guān)。 在因特網(wǎng)中，IP數(shù)據(jù)報根據(jù)其目的地的不同，經(jīng)過的路徑和投遞次數(shù)也不同。,48,5.5.3 IP數(shù)據(jù)報選項(xiàng),組成部分：選項(xiàng)碼、長度和選項(xiàng)數(shù)據(jù) 用于控制和測試 常用的選項(xiàng) 源路由 記錄路由 時間戳,49,【例5-21】IP數(shù)據(jù)報的格式可以分為（ ）兩大部分 A）報頭區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū) B）報文區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū) C）報文區(qū)和代碼區(qū) D）報頭區(qū)和代碼區(qū) 答案:A 【例5-22】IP數(shù)據(jù)報報頭區(qū)控制信息中用于保證IP頭數(shù)據(jù)的完整性的部分被稱為( ) A）報文的分片和重組控制 B）數(shù)據(jù)報選項(xiàng)和填充 C）頭部

19、檢驗(yàn)和 D）版本與協(xié)議類型 答案:B 提示：本題的同類題出現(xiàn)在2007年4月考試中,例題,50,5.6 差錯與報文控制,51,5.6.1 ICMP差錯控制,最基本的功能是提供差錯報告 采用路由器到源主機(jī)的模式 包括目的地不可到達(dá)報告、超時報告、參數(shù)出錯報告 ICMP差錯報文的特點(diǎn) ICMP差錯報告作為一般數(shù)據(jù)報傳輸，在傳輸?shù)倪^程中可能丟失或損壞。 ICMP差錯報告數(shù)據(jù)中除包含故障IP數(shù)據(jù)報報頭外，還包含故障IP數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)區(qū)的前64位數(shù)據(jù)。 ICMP差錯報告時伴隨著拋棄數(shù)據(jù)報而產(chǎn)生的。,52,5.6.2 ICMP控制報文,擁塞控制與源抑制報文 擁塞就是路由器被大量涌入的IP數(shù)據(jù)報“淹沒”的現(xiàn)象。

20、 造成擁塞的原因： 路由器的處理速度太慢，不能完成IP數(shù)據(jù)報排隊(duì)等日常工作。 路由器傳入數(shù)據(jù)速率大于傳出數(shù)據(jù)速率。 為了控制擁塞，IP軟件采用了“源站抑制”技術(shù)，利用ICMP源抑制報文抑制源主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)報的速率。 路由控制與重定向報文 路由器一旦檢測到某IP數(shù)據(jù)報經(jīng)非優(yōu)路徑傳輸，它一方面將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)出去，另一方面將向主機(jī)發(fā)送一個路由重定向ICMP報文，通知主機(jī)去往相應(yīng)目的主機(jī)的最優(yōu)路徑。,53,5.6.3 ICMP請求/應(yīng)答報文對,回應(yīng)請求與應(yīng)答 用于測試目的主機(jī)和路由器的可達(dá)性 時間戳請求與應(yīng)答 為了同步互聯(lián)網(wǎng)上主機(jī)時鐘 掩碼請求與應(yīng)答 利用掩碼請求與應(yīng)答ICMP報文向路由器詢問自己所處

21、網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼,54,5.7 路由器和路由選擇,55,5.7.1 表驅(qū)動IP進(jìn)行路由選擇,在IP互聯(lián)網(wǎng)中，需要進(jìn)行路由選擇設(shè)備一般采用表驅(qū)動的路由選擇算法。 每臺需要路由選擇的設(shè)備保存一張IP路由表，該表存儲著有關(guān)可能的目的地址以及怎樣到達(dá)目的地址的信息。在需要傳送IP數(shù)據(jù)報時，就查詢該IP路由表，決定把數(shù)據(jù)報發(fā)往何處。,56,IP數(shù)據(jù)報的傳輸,直接投遞：主機(jī)A（10.0.0.1）主機(jī)B（10.0.0.2） 間接投遞：主機(jī)A（10.0.0.1）主機(jī)C（40.0.0.1）,57,（1）標(biāo)準(zhǔn)路由選擇算法,一個標(biāo)準(zhǔn)的IP路由表通常包含許多（N，R）對序列，其中N指的是目的網(wǎng)絡(luò)得IP地址，R是到網(wǎng)絡(luò)N

22、路徑上得“下一個”路由器的IP地址。在路由器R中的路由表僅僅制定了從R到目的網(wǎng)絡(luò)路徑上的一步，而路由器并不知道到達(dá)目的地的完整路徑，這就是下一站選擇路由的基本思想。,58,59,（2）子網(wǎng)選擇路由,在子網(wǎng)編址方式下，僅憑地址類別來判斷網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號是不可能的，因此必須在IP路由表中加入子網(wǎng)掩碼。 擴(kuò)充后的IP路由表可以表示為（M，N，R）三元組，其中M表示子網(wǎng)掩碼，N表示目的網(wǎng)絡(luò)地址，R表示到網(wǎng)絡(luò)N路徑上的“下一個”路由器的IP地址。 當(dāng)進(jìn)行路由選擇時，將IP數(shù)據(jù)報中的目的IP地址取出，與路由表表目中的“子網(wǎng)掩碼”進(jìn)行逐位“與”運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)構(gòu)再與表目中的“目的網(wǎng)絡(luò)地址”比較，如果相同，說明路

23、由選擇成功，IP數(shù)據(jù)報沿“下一站地址”傳送出去。,60,（3）路由表中的特殊路由,默認(rèn)路由：為了進(jìn)一步隱藏互聯(lián)網(wǎng)細(xì)節(jié)，縮小路由表的長度，經(jīng)常用到“默認(rèn)路由”技術(shù)。 特定主機(jī)路由：對于單個主機(jī)指定一條特別的路徑就是所謂的“特定主機(jī)路由”。,61,（4）統(tǒng)一的路由選擇算法,在路由表中，對特定的主機(jī)路由，可采用255.255.255.255作為子網(wǎng)掩碼，采用目的主機(jī)IP地址作為目的地址； 對于默認(rèn)路由，則采用0.0.0.0作為子網(wǎng)掩碼，默認(rèn)路由器的地址作為目的地址； 對于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)路由，以A類IP地址為例，則采用255.0.0.0作為子網(wǎng)掩碼，而目的網(wǎng)絡(luò)地址作為目的地址； 對于一般的子網(wǎng)路由，則用相應(yīng)

24、的子網(wǎng)掩碼和相應(yīng)的目的子網(wǎng)地址構(gòu)造路由表表項(xiàng)。,62,5.7.2 路由表的建立與刷新,典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動態(tài)路由。 靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。靜態(tài)路由人工管理，除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。 動態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信、傳遞路由信息、利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實(shí)時地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，如果路由更新信息，表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，路由選擇軟件就會重新計(jì)算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。 靜態(tài)路由一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。動態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。,63,5.7.2 路由表的建立與刷新（續(xù)）,當(dāng)

25、路由器自動刷新和修改路由表時，它的首要目標(biāo)是保證路由表中包含有最佳的路徑信息。 修改和刷新路由時需要給每條路徑生成一個數(shù)字：度量值，度量值越小，路徑越好。度量值的計(jì)算可以基于路由的一個或多個特征，在計(jì)算中經(jīng)常使用的特征有：跳數(shù)、帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性和開銷。 目前，使用最廣泛的路由選擇協(xié)議有兩種：路由信息協(xié)議（RIP）和開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）。,64,5.7.3 RIP協(xié)議與向量-距離算法,向量-距離路由選擇算法 路由器周期性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器知道自己可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的距離（通常用跳數(shù)表示），相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由表修改和

26、刷新自己的路由表。 RIP協(xié)議 對于距離相同的路徑按照先入為主的原則進(jìn)行選擇；對于過時路由，RIP協(xié)議規(guī)定，參與RIP選擇的機(jī)器如果在規(guī)定的時間內(nèi)一直沒有再收到關(guān)于該路徑的刷新信息，則說明該路徑已經(jīng)崩潰，需要將它從路由表中刪除。 RIP協(xié)議與子網(wǎng)路由,65,5.7.4 OSPF協(xié)議與鏈路-狀態(tài)算法,鏈路-狀態(tài)路由選擇算法 基本思想是：互聯(lián)網(wǎng)上的每個路由器周期性地向其他路由器廣播自己與相鄰路由器的連接關(guān)系，以使每個路由器都可以畫出一張互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。利用這張圖，路由器就可以按照在最短路徑優(yōu)先算法計(jì)算出以本地路由器為根的SPF樹。通過這棵SPF樹，路由器就可以生成自己的路由表。 OSPF協(xié)議 以

27、鏈路-狀態(tài)算法為基礎(chǔ) 具有收斂快、支持服務(wù)類型選擇、提供負(fù)載均衡和身份認(rèn)證等特點(diǎn) 適合于規(guī)模龐大、環(huán)境復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò) 要求較高的路由器處理能力、一定帶寬的需求,66,5.7.5 部署和選擇路由協(xié)議,靜態(tài)路由最適合于小型的（210個網(wǎng)絡(luò)）、單路徑的、靜態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境； RIP路由選擇協(xié)議比較適合于小型到中型的（1050個網(wǎng)絡(luò)）、多路徑的、動態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境； OSPF路由選擇協(xié)議最適合于大型到特大型的（50個以上的網(wǎng)絡(luò)）、多路徑的、動態(tài)的IP互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。,67,【例5-23】在實(shí)踐中,路由表的建立有兩種基本方法:一種是_,另一種是_ 答案:靜態(tài)路由表 動態(tài)路由表 【例5-24】在因特網(wǎng)中,需要

28、進(jìn)行路由選擇的設(shè)備一般采用下列哪種路由選擇算法( ) A）地址映射 B）表驅(qū)動器 C）直接指定 D）遞歸解析 答案:B,例題,68,【例5-25】下圖為一個簡單的互聯(lián)網(wǎng)示意圖。其中，路由器Q的路由表中到達(dá)網(wǎng)絡(luò)40.0.0.1的下一跳步IP地址應(yīng)為_。（2004年9月） 答案：20.0.0.6,例題,69,【例5-26】下表為一路由器的路由表。如果該路由器接收到一個源IP地址為10.0.0.10、目的IP地址為40.0.0.40 IP數(shù)據(jù)報，那么它將把此IP數(shù)據(jù)報投遞到_。（2006年4月） 答案：30.0.0.7,例題,70,【例5-27】路由器可以包含一個特殊的路由。如果沒有發(fā)現(xiàn)到達(dá)某一特定

29、網(wǎng)絡(luò)或特定主機(jī)的路由，那么它在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時使用的路由稱為_路由。（2005年4月） 答案：默認(rèn),例題,71,【例5-28】某路由器的路由表如下所示。如果它收到一個目的地址為192.168.10.23的IP數(shù)據(jù)報，那么它為該數(shù)據(jù)報選擇的下一路由器地址為_。（2004年9月） A）192.168.10.1B）192.168.2.66 C）192.168.1.35D）直接投遞 答案：B,例題,72,【例5-29】下圖為一個簡單的互聯(lián)網(wǎng)示意圖。其中，路由器Q的路由表中到達(dá)網(wǎng)絡(luò)40.0.0.0的下一跳步IP地址應(yīng)為_。（2005年4月） A）10.0.0.5或20.0.0.5B）20.0.0.6或20.

30、0.0.8 C）30.0.0.6或30.0.0.7D）30.0.0.7或40.0.0.8 答案：B,例題,73,5.8 IPv6協(xié)議,74,5.8.1 IPv4協(xié)議的局限性,地址空間的局限性 IP協(xié)議的性能問題 IP協(xié)議的安全性問題 自動配置問題 服務(wù)質(zhì)量保證（Qos）問題,75,5.8.2 IPv6地址,IPv6地址表示 IPv6采用128位地址長度，可提供超過3.41038個IP地址。這128位地址按每16位劃分為一個段位，每個段位被轉(zhuǎn)換成一個4位的十六進(jìn)制數(shù)，并用冒號隔開。 為了簡化IPv6地址的表示，在有多個0出現(xiàn)時，可以采用零壓縮法，如果幾個連續(xù)的段位的值都為0，那么這些零可以簡寫為

31、：，稱為雙冒號表示法。 IPv6采用前綴表示法，可以表示成“地址/前綴長度”。前綴是IPv6的一部分，用作IPv6路由或子網(wǎng)標(biāo)識。 IPv6地址類型 IPv6地址分為單播地址、組播地址、任播地址和特殊地址。,76,5.8.3 IPv6數(shù)據(jù)報,IPv6數(shù)據(jù)報由一個IPv6基本頭、多個擴(kuò)展頭和一個高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元組成，基本頭采用固定的40字節(jié)長度，一些可選內(nèi)容放在擴(kuò)展頭部分實(shí)現(xiàn)。 IPv6數(shù)據(jù)報格式對IPv4不向下兼容。 IPv6數(shù)據(jù)報中主要的字段有版本、通信類型、流標(biāo)記、載荷長度、下一個報頭、跳數(shù)限制、源地址和目的地址。,77,5.8.4 IPv6擴(kuò)展頭,逐跳選項(xiàng)頭 目的選項(xiàng)頭 路由頭 分片頭

32、認(rèn)證頭 封裝安全有效載荷包頭,78,5.8.5 IPv6地址自動配置,IPv6地址自動配置包括有狀態(tài)和無狀態(tài)兩種形式。 有狀態(tài)地址自動配置需要DHCPv6服務(wù)器的支持。,79,5.9 TCP與UDP,80,重要知識點(diǎn): TCP、UDP協(xié)議,81,可靠性是一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中用戶希望互聯(lián)網(wǎng)能夠提供迅速、準(zhǔn)確、可靠的通信功能，保證不發(fā)生丟失、重復(fù)、錯序等可靠性問題。 傳輸層是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一層，它的主要作用就是保證端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。TCP、UDP是傳輸層最重要的兩種協(xié)議。,82,5.9.1 端對端通信,利用互聯(lián)層，數(shù)據(jù)報從一站轉(zhuǎn)發(fā)到另一個站，從一個結(jié)點(diǎn)到另

33、一個結(jié)點(diǎn) 主要的傳輸控制是在相鄰兩個結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行 傳輸層需要提供一個直接從一臺計(jì)算機(jī)到另一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的端到端通信控制,83,5.9.1 端對端通信（續(xù)）,在下圖中，由于主機(jī)需要進(jìn)行端到端的通信控制，因此主機(jī)A與主機(jī)B都需要安裝傳輸層軟件，但是中間的路由器并不需要。從主機(jī)A與主機(jī)B的角度來看，整個互聯(lián)網(wǎng)是一個通信系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠接收和傳遞傳輸層的數(shù)據(jù)而不會改變和干預(yù)這些數(shù)據(jù)。,84,5.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP,（1）TCP提供的服務(wù) 傳輸控制協(xié)議TCP是TCP/IP參考模型中的傳輸層協(xié)議，它通過序列確認(rèn)以及包重發(fā)機(jī)制提供可靠的數(shù)據(jù)流發(fā)送和應(yīng)用程序的虛擬連接服務(wù)。 與IP協(xié)議相結(jié)合，TCP

34、組成了因特網(wǎng)協(xié)議的核心。 TCP服務(wù)提供了數(shù)據(jù)流傳輸、可靠、有效流控制、全雙工操作和多路復(fù)用技術(shù)等。 TCP提供的是面向連接的服務(wù)，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要建立一個到達(dá)目的主機(jī)的連接。TCP能夠確保通過一個連接發(fā)送的數(shù)據(jù)正確地到達(dá)目的地，不會發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失或亂序。,85,5.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)),（2）數(shù)據(jù)丟失與重發(fā) TCP建立在一個不可靠的虛擬通信系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)可能會丟失。 TCP采用重發(fā)技術(shù)來補(bǔ)償數(shù)據(jù)包的丟失。 在使用重發(fā)機(jī)制過程中，如果接收方的TCP正確地接收到一個數(shù)據(jù)包，它要回發(fā)一個確認(rèn)信息給發(fā)送方。而發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時，TCP需要啟動一個定時器。在定時器到時之前，如果沒有收到一個

35、確認(rèn)信息，則發(fā)送方重發(fā)該數(shù)據(jù)。 TCP采用自適應(yīng)重發(fā)機(jī)制來確定重發(fā)之前應(yīng)等待的時間，也就是說重發(fā)時間并不是固定的，它會根據(jù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲等確定重發(fā)等待時間值。,86,5.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)),（3）連接的可靠建立和優(yōu)雅關(guān)閉 為確保連接建立和終止的可靠性，TCP使用了三次握手法。在數(shù)據(jù)包丟失、重復(fù)和延遲的情況下，3次握手法是保證連接無二義性的充要條件。 三次握手法就是在建立連接和終止連接的過程中，通信雙發(fā)需要交換3個報文。 下圖中當(dāng)初始序X發(fā)送后，因?yàn)橛?jì)算機(jī)重啟等原因，照成A又發(fā)送新的連接x,但B向A確認(rèn)初始序號X的連接，這樣A會發(fā)現(xiàn)不是它發(fā)送的x的連接請求，因此會拒絕，這樣就避免了過時的連接請求。,87,5.9.2 傳輸控制協(xié)議TCP(續(xù)),（4）TCP的緩沖、流控與窗口 TCP使用窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制。當(dāng)一個連接建立時，連接的每一端分配一塊緩沖區(qū)來存儲接收的數(shù)據(jù)，并將緩沖區(qū)的大小告知另一端。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時，接收方發(fā)送確認(rèn)，其中包含了自己剩余的緩沖區(qū)大小。剩余緩沖區(qū)空間的數(shù)量稱為窗口。 如果接收方應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)的速度與數(shù)據(jù)到達(dá)的速度一樣快，接收方在每一確認(rèn)中發(fā)送一個非零的窗口通告。如果發(fā)送方操作的速度快于接