【正文】 在 IP路由協(xié)議在下一跳 IP地址和出口標識之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)時 ， ARIS協(xié)議創(chuàng)建出口標識和交換路徑之間的關(guān)聯(lián) 。 如果還沒有 ， 它破壞掉原先的路徑 ， 并使用建立消息建立一個新的 。 一旦接受到一個數(shù)據(jù)包 ， 入口的 ISR在它的轉(zhuǎn)發(fā)信息庫里執(zhí)行常規(guī)的最長前綴匹配 ， 以獲得連接目標的交換路徑的標記 ， 并在該交換路徑上傳送數(shù)據(jù)包 。 ? 不能像 IP crver ATM技術(shù)那樣提供較好的服務(wù)質(zhì)量保障 （ QoS） 。 當(dāng)用戶數(shù)據(jù)字節(jié)的編碼與標志字節(jié)相同時 ， 網(wǎng)管需要進行填充 、 去填充操作 。SONET和 SDH規(guī)范略有差異 ,但兩者的基本原理完全相同 ,標準也相互兼容 。 雖然包仍然需要重新拼裝 ， 但是這一過程被加速 ， 因為早先的路由決定被緩存 。 端口對流 （ port pair flow） 定義為相同源和目標 IP地址 ，相同源和目標端口之間的通信 。 “ IP over ATM”的方法通過把數(shù)據(jù)鏈路層看作大而不透明的網(wǎng)絡(luò)云 ， 試圖從 IP層中隱藏掉底層網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu) 。 ? ?對其它幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 IPX等能提供支持 。 當(dāng)信息傳到目的地后 ， 目的地邊緣路由器去掉信無中的標記 ， 把信元轉(zhuǎn)換為幀并將其送往接收者 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 61 集成模型 集成模型的實現(xiàn)技術(shù)主要有： Ipsilon公司提出 IP交換（ IP Swtich技術(shù) 、 cisco公司提出的標記交換 （ Tag swtich） 技術(shù)和 IETF推薦的 MPLS技術(shù) 。 隨后 ， 按已計算的路由在 ATM網(wǎng)上建立虛電路 （VC） 。 當(dāng)發(fā)生錯誤 （ 校驗和錯或其它錯 ） 時 ， 計時器將超時 ， 源主機將重傳數(shù)據(jù)單元 。 TIP是一個面向連接的協(xié)議 ， 它必須提供會話管理和數(shù)據(jù)單元的可靠傳輸 。 多點播送地址有一個 4位的標志字段 、 一個 4位的范圍字段和 112位的組標識 。 例如：當(dāng)主機和協(xié)議文件服務(wù)器通信的時候 ， 可以使用任意播送地址連接最近的一臺服務(wù)器 ， 而不需要知道具體是哪一臺 。 基于提供者的單播地址 （ 圖 ） 為聯(lián)網(wǎng)的主機提供全球唯一的地址 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 44 頭部格式 流標識下一個頭部有效載荷長度優(yōu)先權(quán)版本32比特站段限制源地址（16字節(jié)）目的地址（16字節(jié)） 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 45 IPv6的地址 IPv4的地址由網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址組成 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 43 頭部格式 216。 增加對服務(wù)類型的支持 ， 特別是實時服務(wù)； 216。它采用縱橫式交換結(jié)構(gòu)替代共享總線，這樣就允許多個數(shù)據(jù)包同時通過總線進行傳送，從而極大地提高了系統(tǒng)的吞吐量，使系統(tǒng)的性能得到顯著提高，如 Cisco的GSR12022系列千兆位交換路由器就是根據(jù)這種結(jié)構(gòu)來設(shè)計的。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 36 路由器體系結(jié)構(gòu) (a) 主要局限是： CPU必須處理每一個數(shù)據(jù)包，從而限制了系統(tǒng)的吞吐量；即使所有數(shù)據(jù)包是抵達同一線卡中的網(wǎng)絡(luò)接口，它們也必須兩次穿越系統(tǒng)總線，這將導(dǎo)致系統(tǒng)性能隨接口的增加而降低；轉(zhuǎn)發(fā)決定由軟件完成，受 CPU運行速率的限制；中央CPU出現(xiàn)故障將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。當(dāng)數(shù)據(jù)包等待通過背板轉(zhuǎn)發(fā)時，數(shù)據(jù)包需要進行排隊：若排隊空間不足，那么可能需要丟棄該包，或替代別的數(shù)據(jù)包。 對應(yīng)于不同路由選擇算法 、 使用場合等存在著許多不同的路由選擇協(xié)議 ， IP路由選擇就是靠這些路由算法 、 協(xié)議獲取路徑信息而維護路由表的完整性的。 （ 2） 內(nèi) 部 網(wǎng) 關(guān) 協(xié) 議 EGP（ External Gateway Protocol） 當(dāng)源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中， 若數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時 ， 就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中 。 （ 3） 若路由表中有目的地址為 D的指明主機路由 ， 則將數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一站路由器；否則 ， 執(zhí)行 （ 4） 。 （ 2） 路由器 1收到站點 A的數(shù)據(jù)報后 ， 先從報頭中取出地址 ， 并根據(jù)路徑表計算出發(fā)往站點 B的最佳路徑 :R1→R 2→R 5→B 。 當(dāng)一個 IP數(shù)據(jù)報沒有可選項時 ， 頭部長度域的值為 5。 只有當(dāng) DF=0時才允許分段 。 數(shù)據(jù)報頭部里的每個域都有固定的大小 。 例如子網(wǎng)掩碼為： 11111111 11111111 11111111 00000000， 前三個字節(jié)全 1， 代表對應(yīng) IP地址中最高的三個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址；后一個字節(jié)全 0， 代表對應(yīng) IP地址中最后的一個字節(jié)為主機地址 。 主機號字段 hostid。 與 IP協(xié)議配套使用的還有三個協(xié)議： ? 地址解析協(xié)議 ARP（ Address Resolution Protocol） ； ? 反 向地址 解 析 協(xié)議 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)； ? Inter控制報文協(xié)議 ICMP(Inter Control Message Protocol)。 將因特網(wǎng)連接在一起的是網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議 （ IP） 。 所以在網(wǎng)絡(luò)層 ， 因特網(wǎng)可以被看作一組相互連接的子網(wǎng)或自治系統(tǒng) 。1991年 CERN發(fā)布了環(huán)球信息網(wǎng) (WWW)， 開發(fā)者是 Tim BernersLee， 這使 Inter 飛速發(fā)展 。 1984年引入域名系統(tǒng) (DNS)。 TCP/IP成為核心 Inter協(xié)議 ,徹底取代 NCP。 利用這種新的協(xié)議可以實現(xiàn)不同計算機網(wǎng)絡(luò)的互連 。 于 1 9 7 2 年與 ARPANET 相連接,ARPANET的主機開始使用第一個主機 主機協(xié)議 ,即網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 (NCP)。 1968年 Bolt Beranekamp。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 4 互連網(wǎng) 當(dāng)前世界最大的 、 開放的互連網(wǎng)是因特網(wǎng) ， 即 Inter,由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定的計算機網(wǎng)絡(luò) ， 采用 TCP/IP協(xié)議族。2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 1 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 第 四 章 TCP/IP 及其相關(guān)協(xié) 議 史忠植 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 2 內(nèi)容提要 互連網(wǎng) 網(wǎng)際協(xié)議 IP 基本路由選擇 路由器 下一代網(wǎng)際協(xié)議 IPv6 傳輸控制協(xié)議 TCP TCP/IP 與 ATM結(jié)合 IP over SDH IP交換的集群路由 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 3 互連網(wǎng) 互連網(wǎng) (inter) 是泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的計算機網(wǎng)絡(luò) , 它使得互連接的計算機用戶可以進行通信 ， 即從功能上和邏輯上看 ， 這些機器互連在一起 ， 組成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 。 Inter使得世界各地的計算機用戶通過高速網(wǎng)絡(luò)共享信息資源 。Newman公司 (BBN)贏得 ARPANET承包工程 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 6 互連網(wǎng) 1971年 BBN的 Ray Tomlinson發(fā)明了電子郵件程序 ,可以通過分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息 。 Cerf和 Kahn于 9月在英國布賴頓的 Sussex大學(xué)國際網(wǎng)絡(luò)工作小組中提出了基本的互連思想 。 威斯康星大學(xué)創(chuàng)建域名系統(tǒng) (DNS)。1985年 USC的信息科學(xué)機構(gòu) (ISI)負責(zé)通過 DCA對 DNS進行基本管理 ,SRI負責(zé) DNS NIC注冊 。 網(wǎng)絡(luò)層是傳輸載體和用戶之間的接口 ， 是通信子網(wǎng)的邊界 。 將因特網(wǎng)連接在一起的是網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議 （ IP） 。 IP服務(wù)是不可靠的 ， 即它不能保證數(shù)據(jù)無差錯地到達目的端 ， 也不保證順序到達 ， 由傳輸層負責(zé)恢復(fù)各種可能的錯誤 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 13 IP協(xié)議及其配套協(xié)議 應(yīng)用層 各種應(yīng)用層協(xié)議 (TELNET,FTP,SMTP 等 ) 運輸層 TCP UDP 網(wǎng)際層 TCMP IP RARP ARP 網(wǎng)絡(luò)接口層 與各種網(wǎng)絡(luò)接口 物理硬件 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 14 IP地址 IP協(xié)議是數(shù)據(jù)流動的中心 。 A類 、 B類和 C類地址的主機號字段分別為 3， 2和 1字節(jié)長 。 這種位模式叫做子網(wǎng)掩碼 。 版本號用來指明數(shù)據(jù)報 IP版本 ， 頭部長度指明數(shù)據(jù)報長度 。 段偏移指出該段在原始數(shù)據(jù)報中的位置 。 頭部以目的地址域作為結(jié)束 。并將數(shù)據(jù)報發(fā)往路由器 2。 （ 4） 若路由表中有到達網(wǎng)絡(luò) N的路由 ， 則將數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一站路由器；否則 ， 執(zhí)行 （5） 。這種協(xié)議就是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 30 路由選擇協(xié)議 路由協(xié) 議 GGP EGP BGP RIP OSPF I GR P EIGRP 路由算 法 V D V D V D V0D L S V D L S 與 V D CGP ：網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPF ：開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議 EGP ：外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGRP ：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議 BGP ：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EIGRP ：增強型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議 RIP ：路由信息協(xié)議 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 31 路由器 路由器的功能分成兩大類 : ：指施加在每個數(shù)據(jù)包上的操作。 ? 輸出鏈路調(diào)度：當(dāng)數(shù)據(jù)包抵達輸出端口時，它需要按順序等待以便傳送到輸出鏈路上。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 37 路由器體系結(jié)構(gòu) (b) 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 38 路由器體系結(jié)構(gòu) (c) 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 39 路由器體系結(jié)構(gòu) (c) 是目前最先進的路由器體系結(jié)構(gòu)。這種路由器內(nèi)部是無阻塞的，但需要采用合理的調(diào)度算法來解決行首HOL阻塞、輸入、輸出阻塞等影響系統(tǒng)性能的問題。 通過定義范圍來幫助多點播送的實現(xiàn)； 216。 IPv4中的協(xié)議字段沒有了 ， 因為下一個頭部中說明了最后一個 IP頭部后的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)交給什么協(xié)議處理 （ TCP或者 UDP） ； 216。 但地址的這種結(jié)構(gòu)造成了一些浪費 。 這個地址的前綴后面有 5個域：登記處標識 、 提供者標識 、 用戶標識 、 子網(wǎng)標識和接口標識 。 任意播送地址的使用使得任意播送組的主機必須能夠識別這些地址， 而且路由器也應(yīng)該能夠把任意播送地址映射到一組單播接口的