【正文】 間 加 上 一 個 點 。 IP協(xié)議是 Inter一系列協(xié)議的核心內(nèi)容 ,主要負(fù)責(zé)無連接的數(shù)據(jù)報傳輸 ,從而實現(xiàn)廣域異種網(wǎng)絡(luò)的互連 。 網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)應(yīng)滿足： ? 服務(wù)與通信子網(wǎng)無關(guān) ， 即通信子網(wǎng)的數(shù)量 、 類型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對傳輸層來說是透明的； ? 傳輸層所獲得的網(wǎng)絡(luò)地址是統(tǒng)一編號的 ， 即使傳輸過程中跨越了多個 LAN或 WAN。 這樣 ,由于人們不必再記憶數(shù)字 ,訪問其它服務(wù)器就容易得多 。 它們是 :機器內(nèi)電子郵件程序 (SENDMSG)和實驗性的文件傳送程序 (CPYNET)。 1965年 MIT林肯實驗室的 TX2和系統(tǒng)開發(fā)公司 Santa Monica的 AN/FSQ32通過一根專用 1200bps電話線 (沒有分組交換 )直接連接 。 （ 4） 網(wǎng)橋和路由器的混合物橋路器 （ brouter） 。 第一個無線電分組網(wǎng)絡(luò) ,AKIGA網(wǎng)于 7月開始運行 。 這樣一來就出現(xiàn)了對Inter的最早一個定義 ,即為網(wǎng)絡(luò)的連接組合 ,特別是指那些使用 TCP/IP的網(wǎng)絡(luò) ,也就是說 Inter是連接起來的TCP/IP互連網(wǎng)絡(luò) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 9 互連網(wǎng) 1990年 Tim BernersLee和日內(nèi)瓦的 CERN實施了一種超文本系統(tǒng) ,向國際高能物理界提供高效的信息訪問 。 數(shù)據(jù)報完整地傳到傳輸層后 ， 被插入傳輸層進(jìn)程的輸入流中 。 常用的 A類 、B類和 C類地址都由兩個字段組成 ， 即：網(wǎng)絡(luò)號字段 id。 頭部包括源 IP地址 、目的地 IP地址和類型域 。 頭部校驗和域確保頭部在傳送過程中不被改變 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 26 路由算法 （ 1） 從數(shù)據(jù)報的頭部提取目的站的 IP地址 D， 得出目的站的網(wǎng)絡(luò)號為 N。 這樣要交換的信息量極大 。從輸入鏈路上抵達(dá)的數(shù)據(jù)包穿過共享總線抵達(dá)中央 CPU， CPU做出轉(zhuǎn)發(fā)決定。 即使地址空間分配的利用率不高 ， 也能夠支持上百億臺計算機； 216。 校驗和字段也沒有了 ， 因為校驗和大大降低了性能 。 圖 和 。 由于 TCP要提供可行的運輸服務(wù) ， 因此 TCP增加了許多的開銷 ， 如應(yīng)答 、 流量控制 、 定時器以及連接管理等 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 58 IP over ATM IP over ATM的基本原理和工作方式為：將 IP數(shù)據(jù)包在ATM層全部封裝為 ATM信元 ， 以 ATM信元形式在信道中傳輸。 這種捷徑路由方式的實現(xiàn)全靠 TagSwitching， Tag Switching屬于 IP交換技術(shù)中的一種 ， 它由轉(zhuǎn)發(fā)部分和控制部分組成 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 67 IP交換 IP交換 （ IP Switching） 由 Ipsilon網(wǎng)絡(luò)公司開發(fā) 。 （ 2） 然后 ， 它向前一個轉(zhuǎn)發(fā)路由發(fā)送一條 IFMP上傳消息 （ 包括流表示 ， 標(biāo)簽和生存時間 ） ， 要求該流的所有后來的包通過 ATM虛通道發(fā)送 ， 虛通道由消息中的標(biāo)簽表明 。 PPP協(xié)議可將IP數(shù)據(jù)包切成 PPP幀 （ 符合 RFC1662： PPP in HDLCLink Faming） 以滿足映射到 SDH／ So幀結(jié)構(gòu) （ 符合 RFC1619： PP over SDH） 上的要求 。 從像 OSPF和 BGF這樣的路由協(xié)議所提供的信息之中， 可以識別出這些節(jié)點 。 與計算 besteffort路由不同， RIB也用來標(biāo)識出口節(jié)點 ， 出口節(jié)點則用在其他兩種信息庫中 。 l 5 拆卸 該消息在 ISR釋放它同出口標(biāo)識之間的連接時發(fā)出 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 77 基于 IP交換的集群路由 IBM提出基于 IP交換的集群路由 (Aggregate Route Based IP Switching, ARIS)這一概念 ， 它的目標(biāo)是通過以介質(zhì)的速度交換數(shù)據(jù)包來改善 IP的集群吞吐量和其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 。 其基本思路是將 IP數(shù)據(jù)報通過點到點協(xié)議 （ PPP） 直接映射到 SDH幀 ， 省掉了中間復(fù)雜的ATM層 ， 這樣可大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的投資 。 流分級決定由當(dāng)?shù)氐?IP交換機做出 。 因為目前還沒有一種標(biāo)準(zhǔn)方法實現(xiàn)： IP優(yōu)先級（ QoS） 分類映射到 ATM的 QoS。ATM端點只需使用 IP地址標(biāo)識 ， 從而不需要地址解析協(xié)議。 計時器并非固定時長 ， 它是可變的 ， 基于往返時間 ， 往返時間包括前向時間 （ 即到達(dá)目的的時間 ） 、 目的處理時間和反向延遲時間 （ 即確認(rèn)消息到達(dá)源主機的時間 ） 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 52 IPv6的擴展頭部及其功能 由于在有些情況下需要對分組作一些特殊的處理 ， 所以 IPv6中引入了擴展頭部 （ extension－ header） 的概念。 到目前為止 ， 這些域的長度都沒有確定 。 IPv6固定頭部的字段數(shù)目減少 ， 而且長度是固定的 。 目前，最先進(jìn)的路由器已將第二層的信元 /幀交換功能和第三層的智能路由與可伸縮性功能融為一體，提供高達(dá)千兆位的端口速率、服務(wù)質(zhì)量（ QoS） 和多播（ Multicasting） 能力，不斷滿足多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的需要。在大多數(shù)路由器中，輸出端口保持先到先服務(wù)隊列，按數(shù)據(jù)包抵達(dá)的次序進(jìn)行傳送。 具體的協(xié)議有 BGP。 （ 3） 路由器 2重復(fù)路由器 1的工作 ， 并將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)給路由器 5。 生存時間用來阻止數(shù)據(jù)報在一條包含環(huán)路的路徑上永遠(yuǎn)的傳送 。 為了使用的方便 ， 常常使用 “ 點分整數(shù)表示法 ” 來表示一個 IP地址和子網(wǎng)掩碼 ， 例如 B類地址子網(wǎng)掩碼 （11111111 11111111 11111111 0 0 0 0 0 0 0 0） 為： 。 IP地址就是給每一個連接在Inter上的主機分配一個在全世界范圍唯一的地址 。 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(dá)目的端 ， 也不保證順序到達(dá) ， 由傳輸層負(fù)責(zé)恢復(fù)各種可能的錯誤 。 3月 15日第一個注冊域名問世 ,即, 其他最先注冊的還有 :,礙 , , , , 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 7 互連網(wǎng) 1981年由計算機科學(xué)家與 Delaware、 Purdue大學(xué) 、 Wisconsin大學(xué) 、 RAND公司和 BBN聯(lián)合開發(fā)建立 CSNET(計算機科學(xué)網(wǎng) ),使用的是 NSF批準(zhǔn)的種子基金 。 BBN選擇了 Honeywell微型計算機來作為創(chuàng)建交換機的基礎(chǔ) 。 要使網(wǎng)絡(luò)互連在一起 ， 必須要通過中繼系統(tǒng) 。 NPL網(wǎng)絡(luò)是在分組交換上的一次實驗 ,使用了 768kbps的帶寬 。 來自斯坦福的 Vint Cerf和 DARPA的 Bob Kahn開始領(lǐng)導(dǎo)一個小組開發(fā)后來被稱為 TCP/IP的協(xié)議 。 MILNET為軍方服務(wù) ,ARPANET支持先進(jìn)研究部門 ,國防部繼續(xù)對這兩個網(wǎng)絡(luò)提供支持 。 數(shù)據(jù)報完整地傳到傳輸層后 ， 被插入傳輸層進(jìn)程的輸入流中 。 據(jù)統(tǒng)計 ，在 1997年企業(yè)和服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)中 ,IP協(xié)議在其中所占比重超過 70%。 “ 1” 對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號字段 ， 而 “ 0” 對應(yīng)于主機號字段 。 MF=1表示后面還有分段的數(shù)據(jù)報； MF=0表示已是最后一個數(shù)據(jù)段 ， 中間的一位記為 DF（Don’t Fragment） 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 23 基本路由選擇 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 24 工作原理 （ 1） 站點 A將站點 B的地址 據(jù)報的形式發(fā)送給路由器 1。 具體的協(xié)議有路由信息協(xié)議 RIP（ Routing Information Protocol） 、 HELLO協(xié)議 、 開放最短通路優(yōu)先協(xié)議 OSPF(Open Short Path First)。 ? 背板轉(zhuǎn)發(fā)：數(shù)據(jù)包通過背板被轉(zhuǎn)發(fā)到它的輸出端口。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 40 路由器體系結(jié)構(gòu) (c) 是目前最先進(jìn)的路由器體系結(jié)構(gòu)。 IPv6在安全性方面有很大進(jìn)步 ， 身份認(rèn)證和隱私權(quán)是其關(guān)鍵特性 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 48 IPv6的地址 3010m提供者標(biāo)識o用戶標(biāo)識p子網(wǎng)標(biāo)識1 2 5 m n o p接口標(biāo)識n登記處標(biāo)識1011111111010n0118n接口標(biāo)識118nm接口標(biāo)識1011111111011n0m子網(wǎng)標(biāo)識32I P v 4地址960128n0n子網(wǎng)前綴8111111114標(biāo)志4范圍112組標(biāo)識比特：比特：比特：比特：比特：比特：( a ) 基于提供者的單點播送地址(b) 本地鏈路地址( c ) 本地網(wǎng)點地址(d) 與I P v 4兼容的地址( e ) 子網(wǎng)－路由器任意播送地址(f) 多點播送地址 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 49 單播地址 單點播送地址可以有多種格式：基于提供者的 、 本地鏈路 、 本地網(wǎng)點 、 與 IPv4兼容的地址以及本地回路 。 具有多點播送地址的分組將被發(fā)送給組中的每一個主機 。 源主機在發(fā)送數(shù)據(jù)單元時設(shè)置一個確認(rèn)計時器 。 但該技術(shù)對組播業(yè)務(wù)的支持僅限于邏輯子網(wǎng)內(nèi)部 ， 子網(wǎng)間的組播需通過傳統(tǒng)路由器 ， 因而對廣播和多發(fā)業(yè)務(wù)效率較低 。 ? 適應(yīng)于多業(yè)務(wù) ， 具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴展能力 。主機對流 （ host pair flow） 類型定義為相同源和目標(biāo) IP地之間的通信 。1998年 ， CCITT(現(xiàn)在的 ITUT)接受了 SONET的概念 ,并重新命名為 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)， 使之成為不僅適用于光纖傳輸同時也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù) ， 并推動其成為數(shù)字傳輸體制上的世界性標(biāo)準(zhǔn) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 76 IP over SDH的缺點 ? 僅對 IP業(yè)務(wù)提供好的支持 ， 不適于多業(yè)務(wù)平臺 。 ISR接受到一個要求出口節(jié)點的建立消息 ， 就檢查路徑是否正確和回路空閑 。 VC信息庫 （ VCIB） 該信息庫存有出口標(biāo)識和上下游標(biāo)記之間的映射。 如果在 FIB沒有發(fā)現(xiàn)匹配的記錄 ， 那么使用缺省的躍進(jìn)轉(zhuǎn)發(fā)路徑 ， 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一站 。 為此 ， Lucent提出了簡化數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 SDL。 （ 3） 在端口 j上 ， 交換機可能會收到來自下一路由的相似的重定向請求 ， 要求以標(biāo)簽 y重定向流 。 這最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)低效 ， 復(fù)雜和功能重復(fù) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡(luò) 64 基于業(yè)務(wù)的捷徑路由方式 業(yè)務(wù)捷徑路由方式中 ， IP流特征