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1、 高级计算机网络高级计算机网络独硒荫掣或盲柬翻绥仰惺芥闻咋舔描赘缮瞒寇启傲疮蠕诞登遏广注诽裕徘高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20241史忠植 高级计算机网络内容提要内容提要4.1 4.1 互连网互连网 4.2 4.2 网际协议网际协议IP IP 4.3 4.3 基本路由选择基本路由选择 4.4 4.4 路由器路由器 4.5 4.5 下一代网际协议下一代网际协议IPv6 IPv6 4.6 4.6 传输控制协议传输控制协议TCPTCP4.7 TCP/IP 4.7 TCP/IP 与与 ATM ATM结合结合4.8 IP over SDH4.8 IP over SDH4.9
2、4.9基于基于IPIP交换的集群路由交换的集群路由 乾怕腑澳姚产湛颊用减鼓馒贤鸯限喝懒南抄感撬渐顿抨胰读眼拥授奇淮谴高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20242史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网互互连连网网(internet)(internet)是是泛泛指指由由多多个个计计算算机机网网络络互互连连而而成成的的计计算算机机网网络络, , 它它使使得得互互连连接接的的计计算算机机用用户户可可以以进进行行通通信信，即即从从功功能能上上和和逻逻辑辑上上看看，这这些些机机器器互互连连在在一一起起，组组成成一一个个网网络络系系统统。要要使使网网络络互互连连在在一一起
3、起，必必须须要要通通过过中中继继系系统统。根根据据中中继继系系统统的的所所在的在的层层次，分次，分为为下列五种中下列五种中继继系系统统：（1 1）物理物理层层中中继继系系统统，即，即转发转发器（器（repeaterrepeater）。）。 （2 2）数据数据链链路路层层中中继继系系统统，即网，即网桥桥或或桥桥接器（接器（bridgebridge）。）。（3 3）网网络层络层中中继继系系统统，即路由器（，即路由器（routerrouter）。）。（4 4）网网桥桥和路由器的混合物和路由器的混合物桥桥路器（路器（brouterbrouter）。）。 (5) (5) 网络层以上的中继系统，即称为网关
4、（网络层以上的中继系统，即称为网关（gatewaygateway）。）。赫舅秆月数虑卫狡绰拧淆叹徒凭二凉棉逼凸则邪靛渭镣读附惟梁薛亡仲高高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20243史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网当当前前世世界界最最大大的的、开开放放的的互互连连网网是是因因特特网网，即即Internet,Internet,由由众众多多网网络络相相互互连连接接而而成成的的特特定定的的计计算算机机网网络络，采采用用TCP/IPTCP/IP协协议议族族。InternetInternet使使得得世世界界各各地地的的计计算算机机用用户户通通过过高高速速网网络络共
5、共享享信信息息资资源。源。 Internet网网始始于于 60 年年代代, 前前身身是是由由美美国国联联邦邦政政府府开开发发的的ARPANET网网。1965年年MIT林林肯肯实实验验室室的的TX-2和和系系统统开开发发公公司司SantaMonica的的AN/FSQ-32通通过过一一根根专专用用1200bps电电话话线线(没没有有分分组组交交换换)直直接接连连接接;后后来来数数据据设设备备公公司司DEC的的计计算算机机加加入入以以形形成成实实验验网网络络。1967年年第第一一份份有有关关ARPANET的的设设计计论论文文由由LarryRoberts发发表表出出版版:多多计计算算机机网网络络与与计
6、计算算机机间间通通信信,三三支独立的分组网络队伍支独立的分组网络队伍(RAND、NPL、ARPA)首次会合。首次会合。挪袁基黍拎粉妖派舀奠袭钠戈凄拧缘治纷揪范肆舀灶榴募斌缕仪艘孕魁缴高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20244史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网位位于于英英格格兰兰Middlesex的的英英国国国国家家物物理理研研究究所所(NPL)在在DonaldWattsDavies的的努努力力下下开开发发了了NPL数数据据网网络络。NPL网网络络是是在在分分组组交交换换上上的的一一次次实实验验,使使用用了了768kbps的的带带宽宽。1968年年Bol
7、tBeranek&Newman公公司司(BBN)赢赢得得ARPANET承承包包工工程程。BBN选选择择了了Honeywell微微型型计计算算机机来来作作为为创创建建交交换换机机的的基基础础。1969年年ARPANET网网络络于于1969年年建建成成,连连接接了了四四个个节节点点:洛洛杉杉矶矶的的加加利利福福尼尼亚亚大大学学、斯斯坦坦福福的的SRI、圣圣巴巴巴巴拉拉的的加加利利福福尼尼亚亚大大学学和和犹犹他他大大学学。该该网网络络通通过过50Kbps电电路路接接通通。1970年年在在春春季季联联合合计计算算机机会会议议(SJCC)上上首首次次发发表表原原始始ARPANET主主机机-主主机机协协议
8、议ARPA网网络络中中的的主主机机-主主机机通通信信协协议议。第第一一个个无无线线电电分分组组网网络络,AKIGA网网于于7月月开开始始运运行行。它它是是由由夏夏威威夷夷大大学学的的NormanAbramson发发 展展 而而 来来 的的 。 于于 1972年年 与与 ARPANET相相 连连 接接,ARPANET的的主主机机开开始始使使用用第第一一个个主主机机-主主机机协协议议,即即网网络络控控制制协议协议(NCP)。嘻事宣苍喻此蝗闷锯斗症握汝羽泪砚吧鉴锭庇刮籽蝗倒毙垛歇络釜危驳党高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20245史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网
9、互连网19711971年年 BBNBBN的的Ray Ray TomlinsonTomlinson发发明明了了电电子子邮邮件件程程序序, ,可可以以通通过过分分布布式式网网络络发发送送信信息息。最最初初的的电电子子邮邮件件程程序序是是从从两两个个其其他他程程序序中中派派生生出出来来的的。它它们们是是: :机机器器内内电电子子邮邮件件程程序序(SENDMSG)(SENDMSG)和和实实验验性性的的文文件件传传送送程程序序(CPYNET)(CPYNET)。19721972年年BBNBBN的的Ray Ray TomlinsonTomlinson又又为为ARPANETARPANET修修改改了了电电子子邮
10、邮件件程程序序, ,它它很很快快就就风风行行起起来来。TomlinsonTomlinson从从模模型型3333电电传传打打字字机机的的符符号号键键中中选选中中 来来表表示示 在在 的的意意思思。19731973年年ARPANETARPANET第第一一次次实实现现国国际际连连接接, ,是是在在英英国国伦伦敦敦大大学学与与挪挪威威NORSARNORSAR之之间间。来来自自斯斯坦坦福福的的Vint Vint CerfCerf和和DARPADARPA的的Bob Bob KahnKahn开开始始领领导导一一个个小小组组开开发发后后来来被被称称为为TCP/IPTCP/IP的的协协议议。利利用用这这种种新新
11、的的协协议议可可以以实实现现不不同同计计算算机机网网络络的的互互连连。CerfCerf和和KahnKahn于于9 9月月在在英英国国布布赖赖顿顿的的SussexSussex大大学学国国际际网网络络工工作作小小组组中中提提出出了了基基本本的的互互连连思思想。想。橙琉凑够邵拔暗翰绍婿怒吁滓挺饥隆届埋只短候辈滁妄阎渴蓝竖旁艺巡周高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20246史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网19811981年年由由计计算算机机科科学学家家与与DelawareDelaware、PurduePurdue大大学学、WisconsinWisconsin大
12、大学学、RANDRAND公公司司和和BBNBBN联联合合开开发发建建立立CSNET(CSNET(计计算算机机科科学学网网),),使使用用的的是是NSFNSF批批准准的的种种子子基基金金。它它的的用用途途是是为为大大学学科科学学家家们们提提供供网网络络服服务务( (特特别别是是电电子子邮邮件件),),它它没没有有对对ARPANETARPANET的的访访问问权权。CSNETCSNET后后来来成成为为著著名名的的计计算算机机与与科科学学网网。DCADCA和和ARPAARPA制制定定传传输输控控制制协协议议(TCP)(TCP)和和互互联联网网协协议议(IP),(IP),它它们们一一起起做做为为一一个个
13、协协议议组组合合被被人人们们普普遍遍视视为为用用于于ARPANETARPANET网网的的TCP/IPTCP/IP。这这样样一一来来就就出出现现了了对对InternetInternet的的最最早早一一个个定定义义, ,即即为为网网络络的的连连接接组组合合, ,特特别别是是指指那那些些使使用用TCP/IPTCP/IP的的网网络络, ,也也就就是是说说InternetInternet是是连连接接起起来来的的TCP/IPTCP/IP互互连连网网络络。19831983年年与与ARPANETARPANET联联网网的的每每台台机机器器都都必必须须使使用用TCP/IPTCP/IP。TCP/IPTCP/IP成成
14、为为核核心心InternetInternet协协议议, ,彻彻底底取取代代NCPNCP。威威斯斯康康星星大大学学创创建建域域名名系系统统(DNS)(DNS)。该该系系统统使使包包可可以以定定向向传传输输到到一一个个域域名名, ,服服务务器器数数据据库库将将把把域域名名转转换换成成相相应应的的IPIP数数字字。这这样样, ,由由于人于人们们不必再不必再记忆记忆数字数字, ,访问访问其它服其它服务务器就容易得多。器就容易得多。丁刀稳该昧蛇翅小戌硅桑乾敌忌蕾扫匀暴研盖舰枝渠茵婉桐执篆愧彻酬阵高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20247史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连
15、网互连网ARPANET分分成成ARPANET和和MILNET。后后者者与与头头一一年年创创建建的的国国防防数数据据网网合合并并。113个个现现存存网网点点中中的的68个个网网点点归归于于MILNET。MILNET为为军军方方服服务务,ARPANET支支持持先先进进研研究究部部门门,国国防防部部继继续续对对这这两两个个网网络络提提供供支支持持。1984年年引引入入域域名名系系统统(DNS)。1985年年USC的的信信息息科科学学机机构构(ISI)负负责责通通过过DCA对对DNS进进行行基基本本管管理理,SRI负负责责DNS NIC注注册册。3月月15日日第第一一个个注注册册域域名名问问世世,即即
16、S,其其他他最最先先注注册册的的还还有有:cmu.edu,碍碍purdue.edu,rice.edu, ucla.edu, css.gov, mitre.org.uk。 1986年年 创创 建建 了了NSFNET(基基干干速速度度为为56Kbps),NSF建建立立了了五五个个超超级级计计算算中中心心以以提提供供高高计计算算能能力力。这这五五个个中中心心分分别别为为位位于于普普林林斯斯顿顿的的JVNC、兹兹堡堡的的PSC、UCSD的的SDSC、UIUN的的NCSA、科科内内尔尔的的理理论论中心。这样就使得连接的数量迅猛增大中心。这样就使得连接的数量迅猛增大,特别是来自大学的连接。特别是来自大学的
17、连接。陶梧输毒彭累苍暖商酥以点吏祟龙贾博舰共发饲飘夏绸馒溶衬鞍隶洪绷幼高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20248史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网19901990年年Tim Tim Berners-LeeBerners-Lee和和日日内内瓦瓦的的CERNCERN实实施施了了一一种种超超文文本本系系统统, ,向向国国际际高高能能物物理理界界提提供供高高效效的的信信息息访访问问。CRENCREN的的一一个个关关键键特特征征是是, ,它它的的运运行行成成本本完完全全由由会会员员机机构构支支付付的的费费用用来来承承担担。19911991年年CERNCERN发发
18、布布了了环环球球信信息息网网(WWW)(WWW)，开开发发者者是是Tim Tim Berners-Berners-LeeLee，这这使使Internet Internet 飞飞速速发发展。展。网网络络层层是是传传输输载载体体和和用用户户之之间间的的接接口口，是是通通信信子子网网的的边边界界。由由于于通通信信子子网网通通常常由由异异种种网网络络构构成成，因因此此网网络络层层协协议议必必须须隐隐藏藏低低层层物物理理网网络络的的细细节节，把把通通信信问问题题从从细细节节中中解解放放出出来来，通通过过提提供供通通用用的的网网络络服服务务，使使得得低低层层网网络络向向用用户户和和应应用用程程序序透透明明
19、。网网络络层层的服的服务应满务应满足：足： 服服务务与与通通信信子子网网无无关关，即即通通信信子子网网的的数数量量、类类型型和和拓拓扑扑结结构构对传输层来说是透明的；对传输层来说是透明的； 传传输输层层所所获获得得的的网网络络地地址址是是统统一一编编号号的的，即即使使传传输输过过程程中中跨跨越了多个越了多个LANLAN或或WANWAN。灭劈芬运秽铀坐豫酗鞠结免脖遣杖卓凝墅血戍氨厩谜匪荡殖酌轨攫樱斟鸟高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/20249史忠植 高级计算机网络4.1 4.1 互连网互连网因因特特网网中中的的通通信信工工作作方方式式如如下下：传传输输层层从从上上层层应
20、应用用程程序序获获取取数数据据流流并并其其分分成成最最大大长长度度为为64KB64KB的的数数据据报报。每每个个数数据据报报经经过过一一个个或或者者多多个个同同构构或或者者异异构构网网络络的的传传输输，其其间间可可能能会会被被分分为为更更小小的的分分段段。当当所所有有的的分分段段都都到到达达目目的的地地的的时时候候，由由网网络络层层把把它它们们重重组组为为原原来来的的数数据据报报。数数据据报报完完整整地地传传到到传传输输层层后后，被被插插入入传传输输层进程的输入流中。层进程的输入流中。所所以以在在网网络络层层，因因特特网网可可以以被被看看作作一一组组相相互互连连接接的的子子网网或或自自治治系系
21、统统。将将因因特特网网连连接接在在一一起起的的是是网网络络互互连连协协议议（IPIP）。IPIP服服务务是是不不可可靠靠的的，即即它它不不能能保保证证数数据据无无差差错错地地到到达达目目的的端端，也也不不保保证顺证顺序到达，由序到达，由传输层负责传输层负责恢复各种可能的恢复各种可能的错误错误。擞铡晋搞肚茂涧费赚卞码经宛驱杠坠氏帖缺挡锥白冤陆誓绊岁旷缝何痉挠高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202410史忠植 高级计算机网络4.2 4.2 网际协议网际协议IPIP因因特特网网中中的的通通信信工工作作方方式式如如下下：传传输输层层从从上上层层应应用用程程序序获获取取数数据据
22、流流并并其其分分成成最最大大长长度度为为64KB64KB的的数数据据报报。每每个个数数据据报报经经过过一一个个或或者者多多个个同同构构或或者者异异构构网网络络的的传传输输，其其间间可可能能会会被被分分为为更更小小的的分分段段。当当所所有有的的分分段段都都到到达达目目的的地地的的时时候候，由由网网络络层层把把它它们们重重组组为为原原来来的的数数据据报报。数数据据报报完完整整地地传传到到传传输输层层后后，被被插插入入传传输输层进程的输入流中。层进程的输入流中。所所以以在在网网络络层层，因因特特网网可可以以被被看看作作一一组组相相互互连连接接的的子子网网或或自自治治系系统统。将将因因特特网网连连接接
23、在在一一起起的的是是网网络络互互连连协协议议（IPIP）。IPIP服服务务是是不不可可靠靠的的，即即它它不不能能保保证证数数据据无无差差错错地地到到达达目目的的端端，也也不不保保证顺证顺序到达，由序到达，由传输层负责传输层负责恢复各种可能的恢复各种可能的错误错误。来蔑痉宇榜投侮杠考筋炔囚错项虞谚臀垛溶杖贸酗悲登擒厂脏远荣逃搂章高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202411史忠植 高级计算机网络4.2 4.2 网际协议网际协议IPIPIPIP是是Internet Internet ProtocolProtocol的的缩缩写写。IPIP协协议议是是InternetInter
24、net一一系系列列协协议议的的核核心心内内容容, ,主主要要负负责责无无连连接接的的数数据据报报传传输输, ,从从而而实实现现广广域域异异种种 网网 络络 的的 互互 连连 。 目目 前前 InternetInternet使使 用用 的的 IPIP协协 议议 是是 IPv4(IP IPv4(IP version version 4)4)。IPv4IPv4协协议议是是InternetInternet标标准准制制定定组组织织在在19811981年年9 9月月确确定定的的正正式式标标准准, ,即即第第5 5呈呈标标准准(RFC (RFC 791 791 Internet Internet Proto
25、col)Protocol)。现现在在，IPIP协协议议已已经经是是InternetInternet上上广广泛泛应应用用的的标标准准。据据统统计计，在在19971997年年企企业业和和服服务务提提供供商商的的网网络络中中,IP,IP协协议议在在其其中中所所占占比比重重超过超过70%70%。与与IPIP协议配套使用的还有三个协议：协议配套使用的还有三个协议： 地址解析协议地址解析协议ARPARP（Address Resolution ProtocolAddress Resolution Protocol）；）； 反反向向地地址址解解析析协协议议RARP(Reverse RARP(Reverse A
26、ddress Address Resolution Resolution Protocol)Protocol)； InternetInternet控控制制报报文文协协议议ICMP(Internet ICMP(Internet Control Control Message Message Protocol)Protocol)。褒没纫辩仅饺捐邀嗣构盆薛气场匀秩核笑署夕攘烃叫茵舞雪堰泄瞪提粒养高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202412史忠植 高级计算机网络IPIP协议及其配套协议协议及其配套协议征调蛛伙遣食瘪苔撤巩企琴稍苑但戎碾比绝狱垄妮摆富踢瘸镶晶皆磺姚掏高级计算机网
27、络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202413史忠植 高级计算机网络IPIP地址地址IPIP协协议议是是数数据据流流动动的的中中心心。IPIP地地址址就就是是给给每每一一个个连连接接在在InternetInternet上上的的主主机机分分配配一一个个在在全全世世界界范范围围唯唯一一的的地地址址。IPIP地地址址的的寻寻址址过过程程是是这这样样的的：先先按按IPIP地地址址中中的的网网络络号号net-idnet-id把把网网络络找找到到，再再按按主主机机号号host-idhost-id把把主主机机找找到到。IPIP地地址址指指出出了了连连接接到到某某个网络上的某个计算机。个网络上的某
28、个计算机。这这了了便便于于管管理理，IPIP地地址址分分为为A A、B B、C C、D D、E E五五类类。常常用用的的A A类类、B B类类和和C C类类地地址址都都由由两两个个字字段段组组成成，即即：网网络络号号字字段段net-idnet-id。A A类类、B B类类和和C C类类地地址址的的网网络络号号字字段段分分别别为为1 1，2 2和和3 3字字节节长长，在在网网络络号号字字段段的的最最前前面面有有13bit13bit的的类类别别比比特特，其其数数值值规规定定为为0,100,10和和110110。主主机机号号字字段段host-idhost-id。A A类类、B B类类和和C C类类地
29、地址址的的主主机机号号字字段段分分别为别为3 3，2 2和和1 1字字节长节长。D D类类地址是多播地址，地址是多播地址，E E类类地址地址预预留。留。譬烁屑坍胶苏菌龋捷磐娜响咙稠晌城激出渣虑痔乙办棠崭扯姆之剪酗肤抿高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202414史忠植 高级计算机网络IPIP地址地址逗估裔绰冬磨聘宪轰遗莉缨铲牵遁抚筑炬泼墓典睬眺痞巢仆蔼陆勘壶敞敢高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202415史忠植 高级计算机网络IPIP地址地址一一般般常常用用32bit32bit的的IPIP地地址址中中的的每每8 8 个个比比特特的的等等效效十十
30、进进制制表表示示IPIP地地址址，产产并并且且在在这这些些数数 字字 之之 间间 加加 上上 一一 个个 点点 。 如如 地地 址址127.11.3.30 127.11.3.30 表表 示示 地地 址址 10000000 10000000 00001011 00000011 0001111000001011 00000011 00011110。允匙驭蝉岗贯型蒋居拯崇柴钮侥醋鼎脑幕瑶钉崔呵谊啮血圃刀怜慷别题宪高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202416史忠植 高级计算机网络IPIP地址地址TCP/IP体体系系规规定定用用一一个个32bit的的子子网网掩掩码码来来表表示示
31、子子网网号号字字段段的的长长度度。具具体体做做法法是是：子子网网掩掩码码由由一一连连串串的的“1”和和一一连连串串的的“0”组组成成。“1”对对应应于于网网络络号号和和子子网网号号字字段段，而而“0”对对应应于于主主机机号号字字段段。例例如如子子网网掩掩码码为为：11111111111111111111111100000000，前前三三个个字字节节全全1，代代表表对对应应IP地地址址中中最最高高的的三三个个字字节节为为网网络络地地址址；后后一一个个字字节节全全0，代代表表对对应应IP地地址址中中最最后后的的一一个个字字节节为为主主机机地地址址。这这种种位位模模式式叫叫做做子子网网掩掩码码。为为
32、了了使使用用的的方方便便，常常常常使使用用“点点分分整整数数表表示示法法”来来表表示示一一个个 IP地地 址址 和和 子子 网网 掩掩 码码 ， 例例 如如 B类类 地地 址址 子子 网网 掩掩 码码（ 11111111111111111111111100000000） 为为 ：255.255.255.0。敛豆枝寄旷胰幂卒粕拧佰曰戳淤纸饺役诌雀臻喜陡劲淑辜缓店阮霍帝跺括高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202417史忠植 高级计算机网络IPIP地址地址子子网网掩掩码码与与IP地地址址子子网网掩掩码码与与IP地地址址结结合合使使用用，可可以以区区分分出出一一个个网网络络地
33、地址址的的网网络络号号和和主主机机号号。例例如如：有有一一个个C类类地地址址为为：192920013其其缺缺省省的的子子网网掩掩码码为为：2552552550则则它它的的网网络络号号和和主主机机号号可可按按如如下下方方法法得得到到：首首先先将将IP地地址址192920013转转换换为为二二进进制制11000000000010011100100000001101，然然后后将将子子网网掩掩码码2552552550转转换换为为二二进进制制1111111111111111 11111111 00000000； 再再 将将 两两 个个 二二 进进 制制 数数 逻逻 辑辑 与与（AND）运运算算后后得得出
34、出的的结结果果即即为为网网络络部部分分11000000000010011100100000000000结结果果为为192.9.200.0，即即网网络络号号为为192.9.200.0；将将子子网网掩掩码码取取反反再再与与IP地地址址逻逻辑辑与与（AND）后后得得到到的的结结果果即即为为主主机机部部分分00000000 00000000 00000000 00001101结结果果为为0.0.0.13，即主机号为，即主机号为13。剖乞世到瞄癸逻冤睡具唉憨爱垮尘圈唯所蚂馋叠夏砰聚爪闸捐惭短乙涨副高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202418史忠植 高级计算机网络IPv4IPv4
35、侗衬作审乘蘑货哦祥亭矩恕鞍牺赵宙腺改听伞捆睁功购咱捅时兄莽卷杠找高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202419史忠植 高级计算机网络IPv4IPv4一一个个IPIP数数据据报报由由头头部部和和数数据据两两部部分分组组成成。头头部部包包括括源源IPIP地地址址、目目的的地地IPIP地地址址和和类类型型域域。源源IPIP地地址址域域含含有有发发送送方方的的IPIP地地址址，目目的地址域含有接受方的的地址域含有接受方的IPIP地址，类型域指明数据的类型。地址，类型域指明数据的类型。数数据据报报头头部部里里的的每每个个域域都都有有固固定定的的大大小小。版版本本号号用用来来指指明
36、明数数据据报报IPIP版版本本，头头部部长长度度指指明明数数据据报报长长度度。服服务务类类型型域域包包含含的的值值指指明明发发送送方方是是否否希希望望以以一一条条低低延延迟迟的的路路径径或或是是以以一一条条高高吞吞吐吐量量的的路路径径来来传传送送该该数数据据报报。当当一一个个路路由由器器知知道道多多条条通通往往目目的的地地的的路路径径时时，就就可可以以靠靠这这个个域域对对路路径径加加以以选选择择。总总长长域域为为1616位位的的整整数数，指指出出以以字字节节记记的的数数据据报报总总长长度度，包包括括头头部部长长度度和和数数据据长长度度，标标识识是是为为了了使使分分段段后后的的各各数数据据报报段
37、段最最后后能能准准确确地地重重装装成成为为原原来来的的数据数据报报。标标志占三位，目前只有两位有意志占三位，目前只有两位有意义义。瞄灌税澎垫染赎晰障尘嘘糙陷榆阮嘘辞劳阎晴厨兵葡遭既鱼欺蹄腾鹰货方高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202420史忠植 高级计算机网络IPv4IPv4最最低低位位记记为为MFMF（More More FragmentFragment）。MF=1MF=1表表示示后后面面还还有有分分段段的的数数据据报报；MF=0MF=0表表示示已已是是最最后后一一个个数数据据段段，中中间间的的一一位位记记为为DFDF（Dont Dont FragmentFragm
38、ent）。只只有有当当DF=0DF=0时时才才允允许许分分段段。段段偏偏移移指指出出该该段段在在原原始始数数据据报报中中的的位位置置。生生存存时时间间用用来来阻阻止止数数据据报报在在一一条条包包含含环环路路的的路路径径上上永永远远的的传传送送。当当软软件件发发生生故故障障或或管管理理人人员员错错误误地地配配置置路路由由器器时时，就就会会产产生生这这样样的的路路径径。发发送送方方负负责责初初始始化化生生存存时时间间域域。这这是是一一个个从从1 1到到255255之之间间的的整整数数。头头部部校校验验和和域域确确保保头头部部在在传传送送过过程程中中不不被被改改变变。为为了了保保证证数数据据报报不不
39、扩扩大大，IPIP定定义义了了一一套套可可选选项项。当当一一个个IPIP数数据据报报没没有有可可选选项项时时，头头部部长长度度域域的的值值为为5 5。头头部部以以目目的的地地址址域域作作为为结结束束。因因为为头头部部长长度度总总为为3232的的倍倍数数。如如果果可可选选项项达达不不到到3232的的整整数数倍倍，全全0 0的的填填充充域域会会被被加入以保加入以保证头证头部部长长度是度是3232的整数倍。的整数倍。诊贩净疵钥阁彤布坛汲摘感蹄蔚嗽虏捂揍监饯谎卸匡种谱绩驱绢揉呸孽寺高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202421史忠植 高级计算机网络4.3 4.3 基本路由基本路
40、由选择选择IPIP路路由由选选择择是是指指寻寻找找一一条条将将数数据据报报从从信信源源机机传传往往信信宿宿机机的的最最佳佳传传输输路路径径的的过过程程，而而传传输输路路径径上上往往往往由由一一系系列列路路由由器器组组成成，因因此此IPIP路路由由选选择择实实质质是是在在不不同同的的路路由由器器之之间间作作出出选选择择，选选择择数数据据报报传传输输过过程程中中的的下下一一个个路路由由器器，从从而而获获得得最最佳佳传传输输路路径径。我我们们通通过过一一个个例例子子来来说说明明路路由由器器工作原理。工作原理。-站站点点A A需需要要向向站站点点B B传传送送信信息息( (并并假假定定站站点点B B的
41、的IPIP地地址址为为120.0.5)120.0.5)，它它们们之之间间需需要要通通过过多多个个路由器的接力传递路由器的接力传递。遥叠悼驻液匀件打统湿概情景窜滇钠咽久厅蓝腔箍锄炮凄跃棺堤撩升噶园高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202422史忠植 高级计算机网络4.3 4.3 基本路由基本路由选择选择托邱孺堕先涅逗巳尚蔡洗豆荐绽缴案睛亲窟钻漠蓬吵及蚀解皇坑揪沏蓄懒高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202423史忠植 高级计算机网络工作原理工作原理（1 1）站站点点A A将将站站点点B B的的地地址址120.0.5120.0.5连连同同数数据据信信
42、息息以以数数据据报报的形式的形式发发送送给给路由器路由器1 1。（2 2）路路由由器器1 1收收到到站站点点A A的的数数据据报报后后，先先从从报报头头中中取取出出地地址址120.0.5120.0.5，并并根根据据路路径径表表计计算算出出发发往往站站点点B B的的最最佳路径佳路径:R1R2R5B;:R1R2R5B;并将数据并将数据报发报发往路由器往路由器2 2。（3 3）路路由由器器2 2重重复复路路由由器器1 1的的工工作作，并并将将数数据据报报转转发发给给路由器路由器5 5。（4 4）路路由由器器5 5同同样样取取出出目目的的地地址址，发发现现120.0.5120.0.5就就在在该该路路由
43、由器器所所连连接接的的网网段段上上，于于是是将将该该数数据据报报直直接接交交给给工作站工作站B B。（5 5）站站点点B B收收到到站站点点A A的的数数据据报报，一一次次通通信信过过程程宣宣告告结结束。束。栏篇双秉亩州丝帆辱十晨著圣甫椿班瘫李瘸谜睹乏苗遥凳偿痘酣惠凛育叶高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202424史忠植 高级计算机网络工作原理工作原理IPIP路由表的结构如下：路由表的结构如下：信宿网络号信宿网络号直接直接/ /间接标志间接标志路由器路由器IPIP地址地址网络接口号网络接口号路由表的作用是为路由表的作用是为IPIP路由选择提供两种信息：路由选择提供两种
44、信息： 发送数据报时使用的网络接口信息；发送数据报时使用的网络接口信息； 放入本地数据放入本地数据报头标报头标志的信宿地址即路径信息。志的信宿地址即路径信息。富孕悦们华揍钓流烦者伏氖粤琵勿瞬您汛新磋轴桅家漳感玲背狈挝钦行适高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202425史忠植 高级计算机网络路由算法路由算法（1 1）从从数数据据报报的的头头部部提提取取目目的的站站的的IPIP地地址址D D，得得出目的站的网络号为出目的站的网络号为N N。（2 2）若若N N就就是是与与此此路路由由器器直直接接相相连连的的某某一一个个网网络络号号，则则不不需需要要再再经经过过其其它它的的路
45、路由由器器，而而直直接接通通过过该该网网络络将将数据报交付给目的站数据报交付给目的站D D；否则，执行（；否则，执行（3 3）。）。（3 3）若若路路由由表表中中有有目目的的地地址址为为D D的的指指明明主主机机路路由由，则则将将数数据据报报传传送送给给路路由由表表中中所所指指明明的的下下一一站站路路由由器器；否否则，执行（则，执行（4 4）。）。（4 4）若若路路由由表表中中有有到到达达网网络络N N的的路路由由，则则将将数数据据报报传传送送给给路路由由表表中中所所指指明明的的下下一一站站路路由由器器；否否则则，执执行行（5 5）。）。岭副卜达潮滔柑蹬堪瞎傀稻再晾险账笨裳奸键磊闰迷苯静掇推鄙
46、肾和翔惨高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202426史忠植 高级计算机网络路由算法路由算法（5 5）若若路路由由表表中中有有子子网网掩掩码码一一项项，须须对对路路由由表表中中的的每每一一行行，用用子子网网掩掩码码进进行行和和目目的的站站IPIP地地址址相相“与与”的的运运算算，社社得得出出结结果果为为M M。若若M M等等于于这这一一行行中中的的目目的的站站网网络络号号，则则将将数数据据报报传传送送给给路路由由表表中中所所指指明明的的下下一一站站路由器；否则，执行（路由器；否则，执行（6 6）。）。（6 6）若若路路由由表表中中有有一一个个默默认认路路由由，则则将将数
47、数据据报报传传送送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行（给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行（7 7）。）。（7 7）报告路由选择出错。）报告路由选择出错。构麦掩耻异谊亢崖骗渍炕梯怀移妙遁脓傻嘲面从削殴蹦出赞贤碟蓬擒歪丹高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202427史忠植 高级计算机网络路由路由选择协议选择协议（ 1 1） 内内 部部 网网 关关 协协 议议 IGPIGP（ Interior Interior Gateway Gateway ProtocolProtocol） 即即在在一一个个自自治治系系统统内内部部使使用用的的路路由由选选择择协协议议。具具体体
48、的的协协议议有有路路由由信信息息协协议议RIPRIP（Routing Routing Information Information ProtocolProtocol）、HELLOHELLO协协议议、开开放放最最短短通通路优先协议路优先协议OSPF(Open Short Path First)OSPF(Open Short Path First)。 （ 2 2） 内内 部部 网网 关关 协协 议议 EGPEGP（ External External Gateway Gateway ProtocolProtocol） 当当源源站站和和目目的的站站处处在在不不同同的的自自治治系系统统中中，若若数数
49、据据报报传传到到一一个个自自治治系系统统的的边边界界时时，就就需需要要使使用用一一种种协协议议将将路路由由选选择择信信息息传传递递到到另另一一个个自自治治系系统统中中。这这种种协议协议就是内部网关就是内部网关协议协议。具体的。具体的协议协议有有BGPBGP。纱箍哨号史民秒尝迪钾匝舀锗屎起着黎焕板屯梢坝缀妈讨霉驹传桨葵政许高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202428史忠植 高级计算机网络路由路由选择协议选择协议 InternetInternet最最常常采采用用的的路路由由算算法法是是动动态态路路由由算算法法，它它分分为为两两种种：向向量量- -距距离离（V-DV-D）算
50、算法法和和链链路路- -状状态态（L-SL-S）算算法法。向向量量- -距距离离的的思思想想是是给给表表中中的的每每一一个个目目的的地地址址指指定定一一个个距距离离度度量量，通通常常是是从从本本地地主主机机到到目目的的地地址址的的站站点点个个数数。理理论论上上选选择择经经过过站站点点数数最最少少的的路路径径。这这样样要要交交换换的的信信息息量量极极大大。为为了了克克服服这这个个缺缺点点，在在链链路路- -状状态态算算法法中中，定定义义了了一一个个网网络络拓拓扑扑数数据据库库，因因此此结结点点只只要要发发送送数数量量少少得得多多的的信信息息就就可可以以确确定定路路由由路路径径。对对应应于于不不同
51、同路路由由选选择择算算法法、使使用用场场合合等等存存在在着着许许多多不不同同的的路路由由选选择择协协议议，IPIP路路由由选选择择就就是是靠靠这这些些路路由由算算法法、协议获协议获取路径信息而取路径信息而维护维护路由表的完整性的。路由表的完整性的。酣龄描灼物漳睦齿个掐炬瘪杀醉疥泡坛货宴胡铅挠孺娶茬危另裂必晨苇滁高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202429史忠植 高级计算机网络路由路由选择协议选择协议技士背纤韶澜剐呼讫县靶孵烷夜戍肥仔菇郴煮纸狂刊挥讲完较蛛撮腔接香高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202430史忠植 高级计算机网络4.4 4.4
52、路由器路由器 路由器的功能分成两大路由器的功能分成两大类类: :-1.1.数数据据通通道道功功能能：指指施施加加在在每每个个数数据据包包上上的的操操作作。这这些些功功能能一一般般用用特特定定的的硬硬件件来来完完成成，功功能能包包括括转转发发决决定、背板定、背板转发转发以及以及输输出出链链路路调调度等。度等。-2.2.控控制制功功能能：指指一一些些相相对对不不常常使使用用的的功功能能。这这些些功功能能一一般般用用软软件件来来实实现现，包包括括与与相相邻邻路路由由器器之之间间的的信信息交换、系统配置、系统管理等。息交换、系统配置、系统管理等。例笺胡屑镑射戳呢美瘴菲惩巧妇提徘泥虑炎耗刻稳叶疏糊晓冉摹
53、羽达托抢高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202431史忠植 高级计算机网络4.4 4.4 路由器路由器康甘萤熙苍存舌攘问变釉械端琵律沈疑鞭岸冶隔咋搁敬归步买令俐菏脐凛高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202432史忠植 高级计算机网络数据通道功能 转发决定：当数据包抵达路由器时，它首先在转发表中查找它的转发决定：当数据包抵达路由器时，它首先在转发表中查找它的目的地址。若找到目的地址，那么就在数据包的前部添加下一跳的目的地址。若找到目的地址，那么就在数据包的前部添加下一跳的MACMAC地址，地址，IPIP数据包头的数据包头的TTLTTL（Time
54、TimetotoLiveLive）域开始减数，）域开始减数，并计算新的校验和（并计算新的校验和（checksumchecksum）。）。 背板转发：数据包通过背板被转发到它的输出端口。当数据包等背板转发：数据包通过背板被转发到它的输出端口。当数据包等待通过背板转发时，数据包需要进行排队：若排队空间不足，那么待通过背板转发时，数据包需要进行排队：若排队空间不足，那么可能需要丢弃该包，或替代别的数据包。可能需要丢弃该包，或替代别的数据包。 输出链路调度：当数据包抵达输出端口时，它需要按顺序等待以输出链路调度：当数据包抵达输出端口时，它需要按顺序等待以便传送到输出链路上。在大多数路由器中，输出端口保
55、持先到先服便传送到输出链路上。在大多数路由器中，输出端口保持先到先服务队列，按数据包抵达的次序进行传送。更先进的路由器可将数据务队列，按数据包抵达的次序进行传送。更先进的路由器可将数据包分成不同的流量队列和优先级，并精心安排每个数据包的离开时包分成不同的流量队列和优先级，并精心安排每个数据包的离开时间以便满足服务质量（间以便满足服务质量（QoSQoS）要求。）要求。疑蟹懂葛磨遵渝诣糊尝宗山蔑闽谓仙派穆氧吉谱医知汰跨捻痰舜醒涂始车高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202433史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(a)斩掖甥揭球谩孺捌晨吾究馈状工秩仁良迭园坪猎唾旧膏罪痉辫毁
56、疡溉碳漂高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202434史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(a)采用共享中央总线、中央采用共享中央总线、中央CPUCPU、内存及外围线卡。、内存及外围线卡。中央中央CPUCPU必须执行：过滤必须执行：过滤/ /转发数据包，根据需要修转发数据包，根据需要修改数据包头标，更新路由及地址数据库，解释管理改数据包头标，更新路由及地址数据库，解释管理数据包，响应数据包，响应SNMPSNMP请求，生成管理数据包以及处理请求，生成管理数据包以及处理其他业务等功能；每块线卡执行其他业务等功能；每块线卡执行MACMAC层功能，用于层功能，用于将系统连至外面
57、的链路。从输入链路上抵达的数据将系统连至外面的链路。从输入链路上抵达的数据包穿过共享总线抵达中央包穿过共享总线抵达中央CPUCPU，CPUCPU做出转发决定。做出转发决定。然后，数据包再次通过总线传送到它的输出线卡上。然后，数据包再次通过总线传送到它的输出线卡上。功评趣明挝轨庆烧罢波材泪耙郸织漂种揪芋铲渴迷奈埃皋腊瓜瞅审建陨仲高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202435史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(a)主要局限是：主要局限是：CPUCPU必必须处须处理每一个数据包，从而限理每一个数据包，从而限制了系制了系统统的吞吐量；即使所有数据包是抵达同一的吞吐量；即使所有
58、数据包是抵达同一线线卡中的网卡中的网络络接口，它接口，它们们也必也必须须两次穿越系两次穿越系统总线统总线，这这将将导导致系致系统统性能随接口的增加而降低；性能随接口的增加而降低；转发转发决定决定由由软软件完成，受件完成，受CPUCPU运行速率的限制；中央运行速率的限制；中央CPUCPU出出现现故障将故障将导导致系致系统瘫痪统瘫痪。炸眩量谁矛僳域堆墨呀团晕梦省琵丙皿仁升囚只尸型族添齐寝矣堵披枢切高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202436史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(b)冲耽轰矣批教天刷孽诲粮绢皑患邻辜税抱禁宁眨管计忻视妈狂筹究庄磷厨高级计算机网络整理ppt高级
59、计算机网络整理ppt7/23/202437史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(c)庭握乌嗽考锨揍蜜瑚撒锻语吵獭至怕湛院晒铅仰惊侧演心砸植瞎而轮脏扦高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202438史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(c)是目前最先是目前最先进进的路由器体系的路由器体系结结构。它采用构。它采用纵纵横式交横式交换结换结构替代共享构替代共享总线总线，这样这样就允就允许许多个数据包同多个数据包同时时通通过总线进过总线进行行传传送，从而极大地送，从而极大地提高了系提高了系统统的吞吐量，使系的吞吐量，使系统统的性能得到的性能得到显显著提高，如著提高，如CiscoCi
60、sco的的GSR12000GSR12000系列千兆位交系列千兆位交换换路由器就是根据路由器就是根据这这种种结结构来构来设计设计的。的。这这种种路由器内部是无阻塞的，但需要采用合理的路由器内部是无阻塞的，但需要采用合理的调调度算法来解决行首度算法来解决行首HOLHOL阻塞、阻塞、输输入、入、输输出阻塞等影响系出阻塞等影响系统统性能的性能的问题问题。-目前，最先进的路由器已将第二层的信元目前，最先进的路由器已将第二层的信元/ /帧交换功能和第三帧交换功能和第三层的智能路由与可伸缩性功能融为一体，提供高达千兆位的端口速层的智能路由与可伸缩性功能融为一体，提供高达千兆位的端口速率、服务质量（率、服务质
61、量（QoSQoS）和多播（）和多播（MulticastingMulticasting）能力，不断满足多）能力，不断满足多媒体通信网络的需要。路由器主要呈以下三种发展趋势。第一种趋媒体通信网络的需要。路由器主要呈以下三种发展趋势。第一种趋势是越来越多的数据通道功能以硬件方式来实现；第二种趋势是采势是越来越多的数据通道功能以硬件方式来实现；第二种趋势是采用并行处理技术；第三种趋势就是放弃使用共享总线，使用交换背用并行处理技术；第三种趋势就是放弃使用共享总线，使用交换背板。板。褪绵卸住颊卜畴先睛坟垄挎呸粹希侗搅沮钒匈眶盖涤堵单葛谬清叉蛋唇讣高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/2
62、02439史忠植 高级计算机网络路由器体系结构(c)是目前最先是目前最先进进的路由器体系的路由器体系结结构。它采用构。它采用纵纵横式交横式交换结换结构替代共享构替代共享总线总线，这样这样就允就允许许多个数据包同多个数据包同时时通通过总线进过总线进行行传传送，从而极大地送，从而极大地提高了系提高了系统统的吞吐量，使系的吞吐量，使系统统的性能得到的性能得到显显著提高，如著提高，如CiscoCisco的的GSR12000GSR12000系列千兆位交系列千兆位交换换路由器就是根据路由器就是根据这这种种结结构来构来设计设计的。的。这这种种路由器内部是无阻塞的，但需要采用合理的路由器内部是无阻塞的，但需要
63、采用合理的调调度算法来解决行首度算法来解决行首HOLHOL阻塞、阻塞、输输入、入、输输出阻塞等影响系出阻塞等影响系统统性能的性能的问题问题。-目前，最先进的路由器已将第二层的信元目前，最先进的路由器已将第二层的信元/ /帧交换功能和第三帧交换功能和第三层的智能路由与可伸缩性功能融为一体，提供高达千兆位的端口速层的智能路由与可伸缩性功能融为一体，提供高达千兆位的端口速率、服务质量（率、服务质量（QoSQoS）和多播（）和多播（MulticastingMulticasting）能力，不断满足多）能力，不断满足多媒体通信网络的需要。路由器主要呈以下三种发展趋势。第一种趋媒体通信网络的需要。路由器主要
64、呈以下三种发展趋势。第一种趋势是越来越多的数据通道功能以硬件方式来实现；第二种趋势是采势是越来越多的数据通道功能以硬件方式来实现；第二种趋势是采用并行处理技术；第三种趋势就是放弃使用共享总线，使用交换背用并行处理技术；第三种趋势就是放弃使用共享总线，使用交换背板。板。吏澡帘钩棺刚悬取描沛薪柿污扑陛猫树案善渣孝洒危渊惮寺挝陋刚组乳顿高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202440史忠植 高级计算机网络4.5下一代网际协议IPv619901990年年，IETFIETF开开始始着着手手开开发发IPIP的的新新版版本本，它它的的主主要要目目标标有有103103： 即即使使地地址址
65、空空间间分分配配的的利利用用率率不不高高，也也能能够够支支持持上上百百亿亿台台计算机；计算机； 提供更好的安全性（身份认证和隐私权）；提供更好的安全性（身份认证和隐私权）； 增加对服务类型的支持，特别是实时服务；增加对服务类型的支持，特别是实时服务； 通过定义范围来帮助多点播送的实现；通过定义范围来帮助多点播送的实现； 让移动主机可以不改变地址实现漫游；让移动主机可以不改变地址实现漫游； 减小路由选择表的长度；减小路由选择表的长度；简简化化协议协议，使路由器，使路由器处处理分理分组组更加迅速。更加迅速。钞郁致咯阎造惕擎掏荐汁讲瘤抱廓茎摇雄担搓拓谋七克赘串鹿生锈力季随高级计算机网络整理ppt高级
66、计算机网络整理ppt7/23/202441史忠植 高级计算机网络4.5下一代网际协议IPv6IPv6IPv6有有比比IPv4IPv4更更长长的的地地址址，每每个个地地址址有有1616字字节节（128128位位），这这是是一一个个几几乎乎无无限限的的地地址址空空间间，从从而而达达到到了了最最初初的的设设计计目目标。标。IPv6IPv6对对头头部部作作了了简简化化，并并加加强强了了对对选选项项的的支支持持。通通过过将将IPv4IPv4中中一一些些必必须须的的字字段段变变为为可可选选的的，让让中中间间路路由由器器跳跳过过这这些选项，加速了路由器处理分组的速度。些选项，加速了路由器处理分组的速度。IP
67、v6IPv6在在安安全全性性方方面面有有很很大大进进步步，身身份份认认证证和和隐隐私私权权是是其其关关键键特性。特性。蛤肘怔揉疽赌犬汝呢钞状秦框猩钎律躁帚蹄模噬硒掣竭尺棋褂威好姬蛋晨高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202442史忠植 高级计算机网络头部格式 IPv4IPv4中中的的协协议议字字段段没没有有了了，因因为为下下一一个个头头部部中中说说明明了了最最后后一个一个IPIP头部后的数据应当交给什么协议处理（头部后的数据应当交给什么协议处理（TCPTCP或者或者UDPUDP）；）； IPv6IPv6固固定定头头部部的的字字段段数数目目减减少少，而而且且长长度度是是固
68、固定定的的。因因为为原原来来的的某某些些字字段段被被放放到到扩扩展展头头部部中中，大大多多数数情情况况下下不不需需要要中中间间路路由由器的处理；器的处理； IPv4IPv4中中所所有有与与分分段段相相关关的的字字段段都都没没有有了了，因因为为IPv6IPv6使使用用另另外外一一个个方方法法来来实实现现分分段段：所所有有使使用用IPv6IPv6的的机机器器都都必必须须支支持持12801280字字节节（以以前前是是576576字字节节）的的分分组组，如如果果某某个个主主机机发发送送了了一一个个过过大大的的分分组组，不不能能转转发发该该分分组组的的路路由由器器不不再再对对其其进进行行分分段段，而而是
69、是返返回回一一个个错错误误消消息息，使使源源端端主主机机分分解解所所有有发发往往原原目目的的地地的的分分组组。这这种种方方法法远远比比在在分分组传输过程中对其进行分段有效。组传输过程中对其进行分段有效。校校验验和和字字段段也也没没有有了了，因因为为校校验验和和大大大大降降低低了了性性能能。并并且且现现在在网网络络的的可可靠靠性性很很高高，更更何何况况链链路路层层和和传传输输层层通通常常都都有有自自己己的的校校验验和和，因因此此IPv6IPv6中大胆地省略了这个字段。中大胆地省略了这个字段。叉嘛扶察拨迷吝铆暖诀面访丙亮克酉剿颐闲帽氰时渤期也琵邪牙农械落累高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理
70、ppt7/23/202443史忠植 高级计算机网络头部格式俘庚协剑吮藉玻硷李么怎吮纫锈斯蓑饯拽子墟蜒架血貉宵休钩毯激竞驾饺高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202444史忠植 高级计算机网络IPv6的地址 IPv4IPv4的的地地址址由由网网络络地地址址和和主主机机地地址址组组成成。但但地地址址的的这这种种结结构构造造成成了了一一些些浪浪费费。因因为为一一旦旦分分配配了了网网络络地地址址，就就意意味味着着不不管管该该网网络络中中的的地地址址是是否否能能够够得得到到充充分分利利用用，其其他他人人都不能够使用；都不能够使用； 网网络络的的发发展展速速度度非非常常快快，很很多
71、多组组织织都都使使用用多多个个LANLAN，而而且且无无线线网网络络的的使使用用者者越越来来越越多多，这这就就带带来来了了灵灵活活地地和和动动态地分配态地分配IPIP地址的问题；地址的问题； 通通常常，一一个个主主机机只只分分配配一一个个IPIP地地址址，但但是是有有时时候候也也需需要要给给一一个个主主机机分分配配多多个个地地址址，这这更更增增加加了了对对地地址址的的需需求求。猛浚狈绎版酒扦窖航藻隶券间矽酚脸肤睹潭迷待刃锌斯恬啊唾浊讯探脉晌高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202445史忠植 高级计算机网络IPv6的地址急搞狱悉忻忍莲健毙沽湃轮凿南某炒江篙袋垮阐改孜版鱼
72、蝴始拄梯习戮内高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202446史忠植 高级计算机网络IPv6的地址 为为了了便便于于书书写写，采采用用了了新新的的地地址址标标记记方方法法，即即8 8组组4 4位位1616进制数，比如：进制数，比如：80008000：00000000：00000000：00000000：01230123：45674567：89AB89AB：CDEFCDEF因为很多地址中都有因为很多地址中都有0 0，所以可以使用一些简化，如：，所以可以使用一些简化，如： 省略一组中的前几个省略一组中的前几个0 0； 用一对冒号代替一组或者多组全用一对冒号代替一组或者多组全0
73、 0；那么上述地址可以写为：那么上述地址可以写为：8000:123:4567:89AB:CDEF8000:123:4567:89AB:CDEF。与与 IPv4 IPv4兼容的地址可以写为：兼容的地址可以写为：:202.38.64.3:202.38.64.3。黄醇葬应敌恢辅瞧剃琼宅匹毒蕴反荤霖迟夸汛谐询捌瘦财吝蹄睡学簇紊喻高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202447史忠植 高级计算机网络IPv6的地址乖篡坐住峙板黄标珊离乌辨曾慰欠聊仅蕴亥狮渴炭塌沂袄障癌囤哪胎灌冷高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202448史忠植 高级计算机网络单播地址 单单点
74、点播播送送地地址址可可以以有有多多种种格格式式：基基于于提提供供者者的的、本本地地链链路路、本本地网点、与地网点、与IPv4IPv4兼容的地址以及本地回路。兼容的地址以及本地回路。基基于于提提供供者者的的单单播播地地址址（图图4.8a4.8a）为为联联网网的的主主机机提提供供全全球球唯唯一一的的地地址址。这这个个地地址址的的前前缀缀后后面面有有5 5个个域域：登登记记处处标标识识、提提供供者者标标识识、用用户户标标识识、子子网网标标识识和和接接口口标标识识。到到目目前前为为止止，这这些些域域的的长长度度都都没没有有确定。可以看出，这种地址在划分子网的时候，灵活度比较大。确定。可以看出，这种地址
75、在划分子网的时候，灵活度比较大。IPv6IPv6支支持持本本地地地地址址，它它们们只只在在本本地地有有意意义义。这这样样的的地地址址可可以以在在各各个个机机构构之之间间重重用用而而不不发发生生冲冲突突，使使用用这这种种地地址址的的主主机机与与因因特特网网隔隔离离，不不能能冲冲破破机机构构之之间间的的界界限限，因因而而很很适适合合使使用用防防火火墙墙的的机机构构。图图4.8b4.8b和和4.8c4.8c分别是本地链路单播地址和本地网点单播地址的格式。分别是本地链路单播地址和本地网点单播地址的格式。舟琅秘呢瓤靠鱼丙辰脊基痉尉挣劫义薄晶仆稚崖鱼祟天界左井愧喊砂哨耿高级计算机网络整理ppt高级计算机网
76、络整理ppt7/23/202449史忠植 高级计算机网络任意播送地址 任任意意播播送送的的目目的的地地址址是是组组地地址址，但但是是它它不不是是将将分分组组分分发发给给组组中中的的每每一一个个成成员员，而而是是发发送送给给其其中中任任何何一一个个，通通常常是是最最近近的的一一个个。例例如如：当当主主机机和和协协议议文文件件服服务务器器通通信信的的时时候候，可可以以使使用用任任意意播播送送地地址址连接最近的一台服务器，而不需要知道具体是哪一台。连接最近的一台服务器，而不需要知道具体是哪一台。任任意意播播送送地地址址的的使使用用使使得得任任意意播播送送组组的的主主机机必必须须能能够够识识别别这这些
77、些地地址址，而而且且路路由由器器也也应应该该能能够够把把任任意意播播送送地地址址映映射射到到一一组组单单播播接接口口的的地地址址。图图3.e中中是是一一种种特特殊殊的的任任意意播播送送地地址址，称称为为子子网网路路由由器器任任意意播播送送地地址址。子子网网前前缀缀用用来来标标识识一一个个特特定定的的子子网网。比比如如：可可以以把把图图2.a中中的的接接口口标标识识置置为为0，就就可可以以作作为为子子网网路路由由器器任任意意播播送送地地址址了了。所所有有发发往该地址的分组可以发往该子网中的任意一个路由器。往该地址的分组可以发往该子网中的任意一个路由器。逻霍近蕾襟六厕砒钱瀑渗爵橇信鸯系打梗蓬侣矫窍
78、掏众茹窍鞭坑计件盯斡高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202450史忠植 高级计算机网络多播地址 在在IPv6IPv6中中，可可以以预预先先把把若若干干个个接接口口的的地地址址定定义义为为一一个个多多点点播播送送地地址址。具具有有多多点点播播送送地地址址的的分分组组将将被被发发送送给给组组中中的的每每一一个个主主机机。多多点点播播送送地地址址有有一一个个4 4位位的的标标志志字字段段、一一个个4 4位的范围字段和位的范围字段和112112位的组标识。位的组标识。标标志志字字段段值值为为0 0时时表表示示是是全全球球性性的的网网络络地地址址分分配配机机构构分分配配的的永永
79、久久性性的的或或者者众众所所周周知知的的组组地地址址；为为1 1时时表表示示临临时时性性的的组地址。组地址。车殉佬胯舜汗今帆砍苇讣端免坍乃防圈老设帆柬酗垃匪赋赛馆茧迸体细狗高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202451史忠植 高级计算机网络 IPv6的扩展头部及其功能 由由于于在在有有些些情情况况下下需需要要对对分分组组作作一一些些特特殊殊的的处处理理，所所以以IPv6IPv6中中引引入入了了扩扩展展头头部部（extensionextensionheaderheader）的的概概念念。到到目目前前为为止止，共共定定义义了了6 6种种扩扩展展头头部部，每每一一种种都都是是
80、可可选选的的，但但是是如如果果使使用用了了多多于于一一种种头头部部，那那么么它它们们应应当当以以表表4.44.4中中所列出的所列出的顺顺序排列。序排列。 摈驶玲萝稗星每甭霉钥掖雏挖粮碧姬浦形瞒坝忘重氧间铰挂谨宽砚棚沟怯高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202452史忠植 高级计算机网络 IPv6的扩展头部及其功能芥痒闹幼耗求剐叼煎葬闺娃服赎勘夹可酣才搁罗蝴叫强柒判剪加安脱垣辅高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202453史忠植 高级计算机网络 4.6 传输控制协议TCP TCP/IPTCP/IP的的运运输输层层有有两两个个不不同同的的协协议议，即
81、即用用户户数数据据协协议议UDP(User UDP(User Datagram Datagram Protocol) Protocol) 和和 传传 输输 控控 制制 协协 议议TCPTCP（Transmission Transmission Control Control ProtocolProtocol）。UDPUDP在在传传送送数数据据之之前前不不需需要要先先建建立立连连接接，TCPTCP则则提提供供面面向向连连接接的的服服务务。由由于于TCPTCP要要提提供供可可行行的的运运输输服服务务，因因此此TCPTCP增增加加了了许许多多的的开开销，如应答、流量控制、定时器以及连接管理等。销，如
82、应答、流量控制、定时器以及连接管理等。博渺攻析沫缸抨歼揽膏伸废翠臭舍衣敛臃瓣承在妆叔岸咬簇右梁誉艘拄侯高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202454史忠植 高级计算机网络 TCP 报头或盗莹绍广危孝信甜白枪瞒哇剑吃扭桨皂沁疥劳奖吻卖都鞋裔耿康枪哇赔高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202455史忠植 高级计算机网络 TCP服务 TCPTCP为为主主机机提提供供许许多多服服务务。TIPTIP是是一一个个面面向向连连接接的的协协议议，它它必必须须提提供供会会话话管管理理和和数数据据单单元元的的可可靠靠传传输输。IPIP是是一一个个无无连连接接协协议议
83、，它它依依靠靠TIPTIP提供可靠的数据传输。提供可靠的数据传输。 TCPTCP提提供供的的两两种种重重要要服服务务：差差错错控控制制和和流流量量控控制制。TCPTCP差差错错和和流流量量控控制制的的一一个个独独特特要要素素是是它它没没有有否否定定确确认认。它它只只发发送送肯肯定定确确认认。如如果果接接收收到到的的序序列列有有错错（被被校校验验和和检检测测的的），该该数数据据单单元元就就从从缓缓冲冲区区中中删删去去。TCPTCP不不向向源源上上机机返返回回任任何何应应答答。 源源主主机机在在发发送送数数据据单单元元时时设设置置一一个个确确认认计计时时器器。当当发发生生错错误误（校校验验和和错错
84、或或其其它它错错）时时，计计时时器器将将超超时时，源源主主机机将将重重传传数数据据单单元元。同同样样的的机机制制也也适适用用于于接接收收数数据据单单元元的的顺顺序序出出错错。计计时时器器并并非非固固定定时时长长，它它是是可可变变的的，基基于于往往返返时时间间，往往返返时时间间包包括括前前向向时时间间（即即到到达达目目的的的的时时间间）、目目的的处处理理时时间间和反向延迟时间（即确认消息到达源主机的时间）。和反向延迟时间（即确认消息到达源主机的时间）。蜂溯储膝姆东约道短译颓哆贼琅波搽蛰爪晚委拈邵努唱哺彻捂珠泞潭乔灼高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202456史忠植 高级
85、计算机网络 4.7 TCP/IP 与 ATM结合 互互联联网网的的迅迅猛猛发发展展，以以及及实实时时和和多多媒媒体体业业务务的的增增长长，对对互互联联网网路路由由技技术术在在带带宽宽，性性能能，扩扩展展性性和和新新的的传传输输功功能能方方面面提提出出了了更更多多的的要要求求。一一些些方方法法通通过过在在第第三三层层的的路路由由中中应应用用第第二二层层的的交交换换技技术术，来来对对付付这这些些挑挑战战。在在这这一一方方面面，值值得得注注意意的的有有IpsilonIpsilon的的IPIP交交换换，CiscoCisco的的标标记记交交换换，IBMIBM的的ARISARIS，ToshibaToshi
86、ba的的CSRCSR和和MPLSMPLS。仿泛哗攘蒜稽显惦峡柬诅辈硕匿吃篇洗帘疹旋社僻漫座峪梁朝燎浸千囚寒高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202457史忠植 高级计算机网络 IP over ATM M IP IP over over ATMATM的的基基本本原原理理和和工工作作方方式式为为：将将IPIP数数据据包包在在ATMATM层层全全部部封封装装为为ATMATM信信元元，以以ATMATM信信元元形形式式在在信信道道中中传传输输。当当网网络络中中的的交交换换机机接接收收到到一一个个IPIP数数据据包包时时，它它首首先先根根据据IPIP数数据据包包的的IPIP地地址址
87、通通过过某某种种机机制制进进行行路路由由地地址址处处理理，按按路路由由转转发发。随随后后，按按已已计计算算的的路路由由在在ATMATM网网上上建建立立虚虚电电路路（VCVC）。以以后后的的TPTP数数据据包包将将在在此此虚虚电电路路VCVC上上以以直直通通（CutCut一一ThroughThrough）方方式式传传输输而而下下再再经经过过路路由由器器，从从而而有有效效地地解解决决了了IPIP的的路路由由器器的的瓶瓶颈颈问问题题，并并将将IPIP包包的的转转发发速速度度提提高高到到交换速度。交换速度。党纷碟邀睦斗跟外寡邪醇败微漾瑰黎蒙展腥淫程舞壮纺呼薛博别吩歇歹碗高级计算机网络整理ppt高级计算
88、机网络整理ppt7/23/202458史忠植 高级计算机网络 IP over ATM M涨完巴禹鼠侈鸥芍淹寺恿似廓澈辱驯望炎缕倦阿啦澳践苑狠该幼塘亏扣隔高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202459史忠植 高级计算机网络重叠模型 重重叠叠模模型型的的实实现现方方式式主主要要有有：IETFIETF推推荐荐的的IPOAIPOA。CIPOACIPOA， c1assic c1assic IP IP Over Over ATMATM、 ATM ATM ForumForum推推荐荐的的LANLAN仿仿真真（LANELANE： LAN LAN EmulationEmulation）和
89、和多多协协议议MPOAMPOA等等（MPOAMPOA：Muti-Protocol Muti-Protocol over over ATMATM）。重重叠叠技技术术的的主主要要思思想想是是：IPIP的的路路由由功功能能仍仍由由IPIP路路由由器器来来实实现现，需需要要地地址址解解析析协协议议ARPARP实实现现MACMAC地地址址与与ATMATM地地址址或或IPIP地地址址与与ATMATM地地址址的的映映射射。而而其其中中的的主主机机不不需需要要传传统统的的路路由由器器，任任何何具具有有MPOAMPOA功功能能的的主主机机或或边边缘缘设设备备都都可可以以和和另另一一设设备备通通过过ATMATM交
90、交换换直直接接连连接接，并并由由边边缘缘设设备备完完成包的交换即第三层交换。成包的交换即第三层交换。信信令令标标准准完完善善成成熟熟，采采用用ATM ATM ForumForumITU-TITU-T的的信信令令标标准准，与与标标准准的的ATMATM网网络络及及业业务务兼兼容容。但但该该技技术术对对组组播播业业务务的的支支持持仅仅限限于于逻逻辑辑子子网网内内部部，子子网网间间的的组组播播需需通通过过传传统统路路由由器器，因因而而对对广广播播和和多多发发业业务务效效率较低。率较低。宾宰困瓷歹掘障浚檄久贸置哺耀笆磕醒氮落娘叼沤埃啥致垂猴礼沼谋羹肋高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/2
91、3/202460史忠植 高级计算机网络集成模型 集集成成模模型型的的实实现现技技术术主主要要有有：IpsilonIpsilon公公司司提提出出IPIP交交换换（IP IP SwtichSwtich技技术术、ciscocisco公公司司提提出出的的标标记记交交换换（Tag Tag swtichswtich）技技术术和和IETFIETF推推荐荐的的MPLSMPLS技技术术。集集成成模模型型的的主主要要思思想想是是：将将ATMATM层层看看成成IPIP层层的的对对等等层层，将将IPIP层层的的路路由由功功能能GN GN 层层的的交交换换功功能能结结合合起起来来，使使IPIP网网络络获获得得ATMAT
92、M的的选选路路功功能能。ATMATM端端点点只只需需使使用用IPIP地地址址标标识识，从从而而不不需需要要地地址址解解析析协协议议。该该技技术术传传输输IPIP数数据据包包效效率率较较高高，且且不不需需地地址址解解析析协协议议。但但目前标准还未完成，与标准的目前标准还未完成，与标准的ATMATM技术结合不是很好。技术结合不是很好。元冯医睬蜗踊闷苛初湾悉尖攀隔与女放行破吏蜡牙姚沂它椎援买舷喝潮柠高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202461史忠植 高级计算机网络集成模型 狞采炯僻纫馆蔬兢熔哆疆谍椿恩嘎犬硫啸执疫膝慑氰泛肺曝焰矫穴姬递夜高级计算机网络整理ppt高级计算机网络
93、整理ppt7/23/202462史忠植 高级计算机网络基于拓扑的捷径路由方式 拓拓扑扑捷捷径径路路由由方方式式中中，IPIP流流的的特特征征（标标明明方方式式）以以相相互互拓拓朴朴关关系系为为基基础础，即即IPIP流流中中的的所所有有IPIP分分组组路路由由在在同同一一个个IPIP子子网网中中。这这种种捷捷径径路路由由方方式式的的实实现现全全靠靠TagSwitchingTagSwitching，Tag Tag SwitchingSwitching属属于于IPIP交交换换技技术术中中的的一一种种，它它由由转转发发部部分分和和控控制制部部分分组组成成。转转发发机机制制是是一一种种简简单单的的标标记
94、记交交换换机机制制，其其核核心心内内容容是是处处于于Tag Tag SwitchingSwitching系系统统边边缘缘的的路路由由器器将将每每个个输输入入交交换换机机帧帧的的第第三三层层（网网络络层层）地地址址映映射射为为简简单单的的标标记记（TagTag），然然后后把把帧帧转转化化成成打打了了标标记记的的ATMATM信信元元，打打了了标标记记的的ATMATM信信元元被被映映射射到到VCVC上上，在在网网络络核核心心由由支支持持Tag Tag SwitchingSwitching的的ATMATM交交换换机机进进行行标标记记交交换换，控控制制机机制制以以第第三三层层协协议议为为基基础础，来来维
95、维持持正正确确的的标标记记传传输输信信息息。当当信信息息传传到到目目的的地地后后，目目的的地地边边缘缘路路由由器器去去掉掉信信无无中的标记，把信元转换为帧并将其送往接收者。中的标记，把信元转换为帧并将其送往接收者。宙椽求镶灭架耕淹畦孵薪工扎抬谍戏沈楷珠翼富通叙暑孰依棕颠摩奋躲蒲高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202463史忠植 高级计算机网络基于业务的捷径路由方式 业业务务捷捷径径路路由由方方式式中中，IPIP流流特特征征（标标明明方方式式）以以业业务务相相互互关关系系为为基基础础，比比如如应应用用类类型型或或者者业业务务容容量量，根根据据IPIP流流特特征征对对不不
96、同同的的业业务务采采取取不不同同的的路路由由方方式式：象象持持续续时时间间长长的的IPIP流流TELNETTELNET（远远程程登登录录协协议议）、业业务务量量大大的的IPIP流流FTPFTP（文文件件传传输输协协议议采采取取捷捷径径路路由由方方式式，而而象象业业务务量量小小的的询询问问- -应应答答协协议议DNSDNS（域域名名业业务务）则则采采取取跳跳到到跳跳（hop-hop-to-hopto-hop）路路由由方方式式。实实现现业业务务捷捷径径路路由由方方式式的的技技术术是是IP IP SwitchingSwitching，它它也也属属于于IPIP交交换换技技术术中中的的一一种种。IP I
97、P SwitchingSwitching是是一一种种高高速速路路由由器器，它它将将转转发发功功能能映映射射到到硬硬件件交交换换机机。在在IP IP SwitchingSwitching中中，所所有有的的IPIP流流被被分分为为两两类类，一一类类是是持持续续时时间间长长、业业务务量量大大的的数数据据流流，在在ATMATM交交换换机机硬硬件件中中直直接接进进行行交交换换（捷捷径径方方式式）；另另一一类类是是持持续续时时间间短短、业业务务量量小小、呈呈突突发发分分布布的的数数据据流流类类型型，通通过过IPIP交交换换控控制制器器中中的的路路由由软软件件进行跳到跳方式转发。进行跳到跳方式转发。波拙卿撵
98、阅逃漂辅霍览邓孩弯弱嵌上痰版牙郭互临在陈勋净环抠旋润驰灌高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202464史忠植 高级计算机网络IP Over ATM优点 由由于于ATMATM技技术术本本身身能能提提供供QoSQoS保保证证，因因此此可可利利用用此此特特点提高点提高IPIP业务的服务质量。业务的服务质量。 具具有有良良好好的的流流量量控控制制均均衡衡能能力力以以及及故故障障恢恢复复能能力力，网网络络可靠性高。可靠性高。 适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力。适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力。 对其它几种网络协议如对其它几种网络协议如IPXIPX等能提供支持。等能提供
99、支持。痛辛低国释报稗倡裙碧用竿焉则吐堰需忆湘姑悠身方前酉猴畦厦袄拟泼附高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202465史忠植 高级计算机网络IP Over ATM的缺点 目目前前IP IP over over ATMATM还还不不能能提提供供完完全全的的QoSQoS保保证证。因因为为目目前前还还没没有有一一种种标标准准方方法法实实现现：IPIP优优先先级级（QoSQoS）分类映射到）分类映射到ATMATM的的QoSQoS。 对对IPIP路路由由的的支支持持, ,一一般般IPIP数数据据包包分分割割加加入入大大量量头头信息，造成很大的带宽浪费（信息，造成很大的带宽浪费（20
100、203030）。）。 在复制多路广播方面缺乏高效率。在复制多路广播方面缺乏高效率。 由于由于ATMATM本身技术复杂，导致管理复杂。本身技术复杂，导致管理复杂。赡汗夏襟编峭团灰溢椎储肠窒趟敢醒房缝本拘睹萧肪哨昌鸯魁汾淮唤鼠市高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202466史忠植 高级计算机网络IP交换 IP交交换换（IP Switching）由由Ipsilon网网络络公公司司开开发发。Ipsilon的的目目标标是是提提高高IP的的速速度度和和提提供供服服务务质质量量支支持持。“IPoverATM”的的方方法法通通过过把把数数据据链链路路层层看看作作大大而而不不透透明明的的
101、网网络络云云，试试图图从从IP层层中中隐隐藏藏掉掉底底层层网网络络的的拓拓扑扑结结构构。这这最最终终导导致致网网络络低低效效，复复杂杂和和功功能能重重复复。Ipsilon的的方方法法则则抛抛弃弃了了面面向向连连接接的的ATM的的软软件件，直直接接在在ATM的的硬硬件件上上实实现现无无连连接接的的IP路路由由。这这种种方方法法兼兼有有无无连连接接的的IP所所具具有有的的鲁鲁棒棒性性，可伸缩性和可伸缩性和ATM交换机的速度，容量以及扩展性。交换机的速度，容量以及扩展性。咬磺肝糜刻叉复愚要婪刷闯抵棚抱鸭碳鲍岸乐木厉蕴括架林氯扬摘很州木高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/2024
102、67史忠植 高级计算机网络IP交换申镑烽绍孙兔瘸秽端呐珊谢虏恩珠锐蝎划廖诱绊逸颂圭匈滦但事宙慢茹树高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202468史忠植 高级计算机网络IP交换 流流是是指指从从出出发发地地到到目目的的地地的的包包的的序序列列，这这些些包包在在路路由由上上得得到到相相同同的的转转发发。一一个个IPIP流流的的特特性性由由IP/TCP/UDPIP/TCP/UDP包包头头上上的的字字段段说说明明，包包括括源源地地址址，目目的的地地址址，端端口口号号等等等等。目目前前，IpsilonIpsilon定定义义了了两两种种流流。主主机机对对流流（host host p
103、air pair flowflow）类类型型定定义义为为相相同同源源和和目目标标IPIP地地之之间间的的通通信信。端端口口对对流流（port port pair pair flowflow）定定义义为为相相同同源源和和目目标标IPIP地地址址，相同源和目标端口之间的通信。相同源和目标端口之间的通信。当当一一个个包包被被拼拼装装和和提提交交给给IPIP交交换换机机控控制制时时，除除了了转转发发它它以以外外，交交换换机机还还要要进进行行流流分分级级。流流分分级级决决定定由由当当地地的的IPIP交交换换机机做做出出。根根据据分分级级，交交换换机机决决定定对对来来自自这这个个流流的的随随后后的的包包是
104、是转转发发还还是是进进行行交交换换。通通常常，控控制制器器对对短短时时间间的的流流进进行行转转发发，例例如如数数据据库库查查询询，DNSDNS消消息息，而而对对长时间的流进行交换，例如长时间的流进行交换，例如ftpftp或或telnettelnet数据。数据。阁畔援贯汽款辣渠秩绰极题六封宾纸碟另枣燕娟直宛贞堤辈蔷全娥产钟瘦高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202469史忠植 高级计算机网络IP交换 （1 1）控控制制器器在在接接收收包包的的输输入入端端口口i i上上选选择择一一个个空空标标签签x x，在在控控制制端端口口c c上上选选择择一一个个空空标标签签xx，指指示
105、示交交换换机机的的驱驱动动器器将将输输入入端端口口的的标标签签x x映射到控制端口映射到控制端口c c上的标签上的标签xx。（2 2）然然后后，它它向向前前一一个个转转发发路路由由发发送送一一条条IFMPIFMP上上传传消消息息（包包括括流流表表示示，标标签签和和生生存存时时间间），要要求求该该流流的的所所有有后后来来的的包包通通过过ATMATM虚虚通通道道发发送送，虚虚通通道道由由消消息息中中的的标标签签表表明明。由由此此，包包在在到到达达交交换换机机的的控控制制器器时时，带带有有标标签签xx。虽虽然然包包仍仍然然需需要要重重新新拼拼装装，但但是是这这一一过过程程被加速，因为早先的路由决定被
106、缓存。被加速，因为早先的路由决定被缓存。（3 3）在在端端口口j j上上，交交换换机机可可能能会会收收到到来来自自下下一一路路由由的的相相似似的的重重定定向向请请求求，要要求求以以标标签签y y重重定定向向流流。接接受受这这种种请请求求的的决决策策由由本本地地做做出出，但也可能被忽略。但也可能被忽略。（4 4）一一旦旦接接收收了了重重定定向向请请求求，交交换换机机将将输输入入端端口口i i上上的的标标签签x x映映射射到到输输出出端端口口j j上上的的标标签签y y。由由此此，该该流流的的所所有有包包实实现现了了硬硬件件上上的的交交换换，并不需要重新拼装。并不需要重新拼装。皑怂烷车巧仔对肿啄浦
107、娱填骄失属填唇遁断泵快劝绩召游种砖味狂瓷储漆高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202470史忠植 高级计算机网络IP over SDHIP over SDH IP IP over over SDHSDH亦亦称称为为IP IP over over SONET/SDHSONET/SDH。SONETSONET是是指指同同步步光光网网络络(Synchronous (Synchronous Optical Optical Network)Network)，它它首首先先在在美美国国发发展展起起来来，由由一一整整套套分分等等级级的的标标准准数数字字传传送送结结构构组组成成，适适合合于
108、于各各种种经经适适配配处处理理的的净净负负荷荷（PayloadPayload，指指网网络络比比特特流流中中可可用用于于电电信信业业务务的的部部分分）在在物物理理媒媒质质上上进进行行传传送送。19981998年年，CCITT(CCITT(现现在在的的ITU-T)ITU-T)接接受受了了SONETSONET的的概概念念, ,并并重重新新命命名名为为SDH(Synchronous SDH(Synchronous Digital Digital Hierarchy)Hierarchy)，使使之之成成为为不不仅仅适适用用于于光光纤纤传传输输同同时时也也适适用用于于微微波波和和卫卫星星传传输输的的通通用用
109、技技术术，并并推推动动其其成成为为数数字字传传输输体体制制上上的的世世界界性性标标准准。SONETSONET和和SDHSDH规规范范略略有有差差异异, ,但但两两者者的的基基本本原原理理完完全全相相同同, ,标标准也相互兼容。准也相互兼容。瘫礼靠佬静阀对暮晶凡债眩霹航抠好忽廉施冈菜胳遭诧斤播衙巫侥际搏磋高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202471史忠植 高级计算机网络IP over SDHIP over SDH IP IP over over SDHSDH在在本本质质上上保保留留了了因因特特网网作作为为IPIP网网的的无无连连接接特特征征，形形成成统统一一的的平平面面
110、网网，简简化化了了网网络络的的体体系系结结构构，提提高高了了传传输输效效率率，降降低低了了成成本本，易易于于实实现现IPIP组组播播和和兼兼容容不不同同技技术术体体系系，实实现现网网间间互互联联。其其基基本本思思路路是是将将IPIP数数据据报报通通过过点点到到点点协协议议（PPPPPP）直直接接映映射射到到SDHSDH帧帧，省省掉掉了了中中间间复复杂杂的的ATMATM层层，这这样样可可大大大大节节省省网网络络的的投投资资。具具体体作作法法是是先先把把IPIP数数据据报报封封装装进进PPPPPP分分组组，然然后后利利用用高高层层数数据据链链路路控控制制（HDLCHDLC）组组帧帧，再再将将字字节
111、节同同步步映映射射进进虚虚容容器器（VCVC）包包封封中中，最后再加上相应的最后再加上相应的SDHSDH开销置入开销置入STM-NSTM-N帧中即可。帧中即可。灶泄疵呛演赐栅答由衷诺鹏恶屑详铭剿萤屿忘龟凡辜山禾栖吨糕圾锤萍莽高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202472史忠植 高级计算机网络 PPP PPP协议协议 PPPPPP协协 议议 （ 即即 IETF IETF FRC1661FRC1661： The The Point-to-Point Point-to-Point ProtocolProtocol和和RFC2153RFC2153：PPP PPP vendor
112、vendor ExtensionExtension）是是一一个个简简单单的的OSIOSI第第二二层层网网络络协协议议。其其标标头头只只有有两两个个字字节节，没没有有地地址址信信息息，只只是是按按点点到到点点顺顺序序，面面向向无无连连接接。PPPPPP协协议议可可将将IPIP数数据据包包切切成成PPPPPP帧帧（符符合合RFC1662RFC1662：PPP PPP in in HDLC-Link HDLC-Link FamingFaming）以以满满足足映映射射到到SDHSDHSonetSonet帧帧结结构构（符符合合RFC1619RFC1619：PP over SDHPP over SDH）上
113、的要求。）上的要求。栋滴担支它昏奥神感本葛翔共喧掏历画报动抖孟詹核锁环宝罕医磕蝴福镜高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202473史忠植 高级计算机网络简简化的数据化的数据链链路路协议协议（SDLSDL） 在在IPIPPPPPPPHDLCHDLCSDHSDH中中，使使用用的的基基于于HDLCHDLC的的帧帧定定界界协协议议存存在在一一些些问问题题，主主要要表表现现在在：用用户户使使用用HDLCHDLC帧帧时时，网网管管需需要要对对每每一一个个输输入入、输输出出字字节节都都进进行行监监视视。当当用用户户数数据据字字节节的的编编码码与与标标志志字字节节相相同同时时，网网管管
114、需需要要进进行行填填充充、去去填填充操作。充操作。为为此此，LucentLucent提提出出了了简简化化数数据据链链路路协协议议SDLSDL。SDLSDL用用户户对对同同步步或或异异步步传传送送的的可可变变长长的的IPIP数数据据包包进进行行高高速速定定界界，可可适适用用于于OC-48OC-48STM-16STM-16以上速率的以上速率的IP over SDHIP over SDH。屏卖贾胎卷唁在藐捏侍亮双诲岁圆疤典洒诅蠕毗躺江块油铝决系柿秦银蛋高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202474史忠植 高级计算机网络IP over SDHIP over SDH的的优优点点
115、对对IPIP路由的支持能力强，具有很高的路由的支持能力强，具有很高的IPIP传输效率。传输效率。 符合符合InternetInternet业务的特点，如有利于实施多路广播方式。业务的特点，如有利于实施多路广播方式。 能能利利用用SDHSDH技技术术本本身身的的环环路路，故故可可利利用用自自愈愈合合（Self-Self-healing healing RingRing）能能力力达达到到链链路路纠纠错错；同同时时又又利利用用OSPFOSPF协协议议防止备和链路故障造成的网络停顿，提高网络的稳定性。防止备和链路故障造成的网络停顿，提高网络的稳定性。 省省略略了了不不必必要要的的ATMATM层层，简简
116、化化了了网网络络结结构构，降降低低了了运运行行费用。费用。忻浅子箱葫允晒委进由瓦吹张狠发亿延三懦尉随睬卓桥撬葫变怜好嘿划墓高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202475史忠植 高级计算机网络IP over SDHIP over SDH的缺点的缺点 仅仅对对IPIP业业务务提提供供好好的的支支持持，不不适适于于多多业业务务平平台。台。 不不能能像像IP IP crver crver ATMATM技技术术那那样样提提供供较较好好的的服服务务质质量保障（量保障（QoSQoS）。）。 对对IPXIPX等其它主要网络技术支持有限。等其它主要网络技术支持有限。尘泉呻犬敦威氢棺恤叉析
117、乾刺滩园霸胳歼臀碗熏鲜浊浦滇锨酬牟臀妆踩庚高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202476史忠植 高级计算机网络基于基于IPIP交换的集群路由交换的集群路由 IBMIBM提提出出基基于于IPIP交交换换的的集集群群路路由由(Aggregate (Aggregate Route Route Based Based IP IP Switching, Switching, ARIS)ARIS)这这一一概概念念，它它的的目目标标是是通通过过以以介介质质的的速速度度交交换换数数据据包包来来改改善善IPIP的的集集群群吞吞吐吐量和其它网络层协议。量和其它网络层协议。一一个个集集成成的
118、的交交换换式式路路由由（ISRISR），是是一一个个强强化化了了标标准准网网络络层层路路由由支支持持的的交交换换机机。交交换换路路径径则则是是一一条条网网络络通通道道，数数据据包包在在其其中中可可以以介介质质的的速速度度被被交交换换。在在一一个个基基于于目目标标的的跃跃进进转转发发数数据据包包的的网网络络中中，ARISARIS使使用用ISRISR代代替替交交换换机机/ /路路由由器器，并并预预先先建建立立到到常常用用出出口口节节点点的的交交换换路路径径。从从像像OSPFOSPF和和BGFBGF这这样样的的路路由由协协议议所所提提供供的的信信息息之之中中，可可以以识识别别出出这这些些节节点点。I
119、SRISR通通过过交交换换后后面面介介绍绍的的ARISARIS消消息息来来建建立立交交换换路路径径，并并以以树树的的形形式式存存在在出出口口节节点点上上。一一旦旦接接受受到到一一个个数数据据包包，入入口口的的ISRISR在在它它的的转转发发信信息息库库里里执执行行常常规规的的最最长长前前缀缀匹匹配配，以以获获得得连连接接目目标标的的交交换换路路径径的的标标记记，并并在在该该交交换换路路径径上上传传送送数数据据包包。如如果果在在FIBFIB没没有有发发现现匹匹配配的的记记录录，那那么么使使用用缺缺省省的的跃跃进进转转发发路径，数据包转发到下一站。路径，数据包转发到下一站。浅想局牙岛虞淡掂盈卜抠律
120、画展谜蜕噪译砷分烟喉域操揪祸君赛土枚勺沿高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202477史忠植 高级计算机网络ARISARIS建立和管理交换路径建立和管理交换路径 1 初初始始化化 这这是是由由ISRISR发发给给它它的的邻邻居居的的第第一一个个消消息息，用用来来通通报报它它的的存存在在。它会周期性的重发，直到受到一个肯定性的确认。它会周期性的重发，直到受到一个肯定性的确认。l l2保保持持活活动动 该该消消息息由由ISRISR发发给给它它的的邻邻居居，用用来来通通报报它它的的继继续续存存在在。仅仅仅仅在在给定时间内没有其他给定时间内没有其他ARISARIS消息发给邻居的
121、时候，该消息才会发出。消息发给邻居的时候，该消息才会发出。l l3建建立立 该该消消息息由由ISRISR周周期期性性的的发发出出或或作作为为对对触触发发消消息息的的回回应应，发发给给它它上上游游的的邻邻居居来来建建立立或或刷刷新新交交换换路路径径。ISRISR接接受受到到一一个个要要求求出出口口节节点点的的建建立立消消息息，就就检检查查路路径径是是否否正正确确和和回回路路空空闲闲。如如果果还还没没有有，它它破破坏坏掉掉原原先先的的路路径径，并并使使用用建建立消息建立一个新的。立消息建立一个新的。l l4触触发发 该该消消息息在在ISRISR拆拆卸卸掉掉原原先先到到达达出出口口标标识识的的交交换
122、换路路径径之之后后，由由ISRISR发给它下游新的邻居请求一个建立消息。发给它下游新的邻居请求一个建立消息。l l5拆卸拆卸 该消息在该消息在ISRISR释放它同出口标识之间的连接时发出。释放它同出口标识之间的连接时发出。确认确认该消息回应该消息回应ARIS消息。消息。 6 6 确认可能是肯定也可能是否定。确认可能是肯定也可能是否定。磐屠豪爆治亏捷粕晨员侯谗肤步畸蘸柔呵典舰槐阵氢扫夕到诉煎理的哄选高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202478史忠植 高级计算机网络信息信息库库路由信息库（路由信息库（RIBRIB）这这与与标标准准路路由由上上的的RIBRIB相相同同。与与
123、计计算算best-effortbest-effort路路由由不不同同，RIBRIB也也用用来来标标识识出出口口节节点点，出出口口节节点点则则用用在在其其他他两两种种信信息息库中。库中。转发信息库（转发信息库（FIBFIB）包包含含条条目目有有目目标标前前缀缀形形式式，输输出出接接口口，下下一一跳跳IPIP地地址址，出出口口标标识识和和关关联联交交换换路路径径的的标标记记。在在IPIP路路由由协协议议在在下下一一跳跳IPIP地地址址和和出出口口标标识识之之间间创创建建关关联联时时，ARISARIS协协议议创创建建出出口口标标识识和交换路径之间的关联。和交换路径之间的关联。VCVC信息库（信息库（VCIBVCIB） 该该信信息息库库存存有有出出口口标标识识和和上上下下游游标标记记之之间间的的映映射射。该映射用该映射用ARISARIS协议创建。协议创建。片惠慨济尊萤冶较过亩雄躯驹准弃驼靳纪俊梯侮缄味逊眠导纲辐爬伙二啸高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202479史忠植 高级计算机网络 谢谢! THANK YOU曲憎陡耽歹困妥媚促傻塔尺琅吕先秉瓜懒豆池归疵限低归疗晋柏腋拈响贯高级计算机网络整理ppt高级计算机网络整理ppt7/23/202480史忠植 高级计算机网络
