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1、IP网络和Internet基础知识系列讲座（一）中盈优创资讯科技有限公司 研发中心 周世军 2005.10日程uInternet网络发展历史uIP协议u路由Internet发展大事记u 1969，美国国防部 Advanced Research Projects Agency的ARPANetu 80年代初，ARPA和美国国防部通信局研制成功用于异构网络的TCP/IP 协议并投入使用；u 1986年在美国National Science Foundation的支持下，用高速通信线路把 分布在各地的一些超级计算机连接起来，以NFSNET接替ARPANET， 向公众开放。u 到了90年代，随着电脑的普
2、及、信息技术的发展， 互联网迅速地商业化 ，以其独有的魅力和爆炸式的传播速度成为当今的热点。商业利用是互 联网前进的发动机。中国Internet发展大事记u 1994年4月20日，NCFC工程通过美国Sprint公司连入Internet的64K国际 专线开通，实现了与Internet的全功能连接。从此我国被国际上正式承 认为有Internet的国家。中国1994年重大科技成就之一。 u 1994年5月15日，中国科学院高能物理所设立了第一个WEB服务器 u 1995年1月，中国电信分别通过在北京、上海设立的Sprint公司接入的 64K专线接入Internet，并且通过电话网、DDN专线以及X
3、.25网等方式向 社会提供Internet接入服务。 1996年1月，中国公用计算机互联网（CHINANET）全国骨干网建成并正式 开通，全国范围的公用计算机互联网络开始提供服务。 1996年12月，中国公众多媒体通信网（169网）开始全面启动，广东视聆 通、天府热线、上海热线作为首批站点正式开通。 u 1997年，中国公用计算机互联网（CHINANET）实现了与中国其它三个互 联网络即中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网（CERNET） 、中国金桥信息网（CHINAGBN）的互连互通。 u 根据中国互联网络信息中心于今年6月30日发布的中国互联网络发展报告 ，我国上网用户总数为
4、1.03亿人，和上年同期比增长18.4%。其中宽带上 网人数首次超过了一半，达到5300万人，增长率为23.8%。我国网民数 和宽带上网人数均仅次于美国，位居世界第二。 Internet上业务应用发展情况u8090年代初，以电子邮件、WWW、FTP、 BBS等传统应用为主；u90年代，出现电子商务、VOIP等；u21世纪，更多的实时宽带业务类型，如IPTV 、视频会议、语音电话、游戏、流媒体点播等 。 Internet意义 从通讯的角度来看，Internet是一个理想的信息交流媒介： 从获得信息的角度来看，Internet是一个庞大的信息资源库； 从娱乐休闲的角度来看，Internet是一个花
5、样众多的娱乐厅； 从经商的角度来看，Internet是一个即能省钱又能赚钱的场所 日程uInternet网络发展历史uIP协议u路由IP协议IP包头格式IP协议u动机 包（分组）交换网络中的系统互联。实现源与目标地 址标识的节点间的数据包传送（路由），并在必要时 进行分片和重组。 IP本身不保证端到端可靠性，流控制，序列化，依赖 上层服务提供QoS。 u特性 无连接的，每个包与其他包没有关系。 IP头的四个重要部分：TOS、TTL、Options（时间戳 , 安全,特殊路由）和CheckSum。IP地址u结构 网络部分主机部分uClassful vs ClasslessClassful Add
6、ress 及问题Classful主要问题u1 Class B ：too big；Class C：little small； u2 Route Table Size。 uIP地址将最终用光。Classless Addressing 、VLSM u把有类地址切割为更有效的块Subnet。 uSubnet 表示为：IP Network No，NetworkMask uExample：u 我们有一个C：192.168.12.0/24 ，现希望分配30个主机地址和一个 Serial Link。现按/27分割该C，得到： u 192.168.12.0/27,192.168.12.32/27,192.168
7、.12.64/27, 192.168.12.224/27等八个子网。从192.168.12.0/27再按/30分割， 为： u 192.168.12.0/30,192.168.12.4/30,192.168.12.8/30,192.168.12. 28/30CIDR (Supernetting) /route aggregation/longest match日程uInternet网络发展历史uIP协议u路由路由uIP协议是无连接的，执行Hop by Hop转发。u每一跳需要根据路由表查找最近路由，确定下 一跳路由器（或直接转发到指定子网）和输出 Interface。u路由表由路由协议来维护路
8、由协议的目标 uDynamically learn and fill the routing table with a route to all subnets in the network. uIf more than one route to a subnet is available, place the best route in the routing table. uNotice when routes in the table are no longer valid, and remove those routes from the routing table. uIf a ro
9、ute is removed from the routing table and another route through another neighboring router is available, add the route to the routing table. (Many people think of this goal and the previous one as a single goal.) uAdd new routes, or replace lost routes with the best currently available route, as qui
10、ckly as possible. The time between losing the route and finding a working replacement route is called convergence time uPrevent routing loops.路由协议的分类按应用范围 类型类型: : IGP IGP vs vs BGPBGP IGPIGP RIP V1RIP V1，V2V2（VLSMVLSM） IGRPIGRP，EIGRPEIGRP（VLSMVLSM） OSPF V1OSPF V1，V2V2 ISISISIS BGPBGP BGPV4BGPV4 MP-B
11、GPMP-BGP路由协议的分类按算法逻辑 Link stateLink state 拓扑数据库，包括拓扑数据库，包括 RouterRouter Routers attached LinkRouters attached Link Routers NeighborsRouters Neighbors SPFSPF（Dijkstra shortest path first）算法）算法 根据拓扑数据库选择最佳路由放入路由表根据拓扑数据库选择最佳路由放入路由表 避免路由循环，保证快速收敛。避免路由循环，保证快速收敛。 Examples :ISIS, OSPFExamples :ISIS, OSPF D
12、istance VectorDistance Vector Examples :RIP,IGRPExamples :RIP,IGRP距离向量算法距离向量算法特性uDirectly connected subnets are already known by the router; these routes are advertised. uRouting updates are broadcast (or multicast) in many cases. uRouting updates are listened for, so this router can learn new route
13、s. u A metric describes each route in the update. The metric describes how good the route is;if multiple routes to the same subnet are learned, the lower is used. uTopology information in routing updates include, at a minimum, the subnet and metric information. u Periodic updates are expected to be
14、received from neighboring routers. Failure to receive updates in a timely manner results in the removal of routes. u A route learned from a neighboring router is assumed to be through that router. u A failed route is advertised for a time, with a metric that implies the network is “infinite”distance
15、. This route is considered unusable.距离向量算法的问题Multiple routes to same subnet, equal metric： Implementation options of either using the first route learned or putting all routes in the routing tableRouting loops occurring due to updates passing each other over a single link ：Split-horizonRouting loops
16、 occurring due to updates passing each other in networks with redundancy：Poison ReverseCounting to infinityside effect of propagating transient bad routing information： Holddown timer等价路由水平分割（if 162.11.7.0 failed)保持计数器毒性翻转Poison Reverse is another method to help avoid loops and speed convergence. When a distance vector routing protocol notices that a particular route is no longer valid,
