計算機網絡工程

一、理論學習：本課程介紹網絡工程原理和設計方法，主要是分層設計理論。二、實踐學習：

服務器系統(tǒng)管理、Cisco網絡設備配置，體會一些流行的網絡技術三、參考資料：

Cisco、3Com、華為，其它企業(yè)設備網站學習要求學習和考核要求1、學習要求

認真聽講、積極動手、主動思考2、考核要求平時成績20%、實驗成績30%、考試成績50%3、聯系方式

學習要求第1章網絡工程基礎知識網絡工程是研究網絡系統(tǒng)的規(guī)劃、設計與管理的工程科學，是網絡建設過程中科學方法與規(guī)律的總結。

本章重點重要概念和術語計算機網絡工程組織網絡互連設備網絡應用模型網絡工程技術的新發(fā)展1．1．1計算機網絡工程的含義網絡工程是研究網絡系統(tǒng)的規(guī)劃、設計與管理的工程科學，要求工程技術人員根據既定的目標，嚴格依照行業(yè)規(guī)范，制定網絡建設的方案，協助工程招投標、設計、實施、管理與維護等活動。網絡工程除了具備一般工程共有的內涵和特點以外，還包含以下要素：重要概念和術語P11．1．1計算機網絡工程的含義（1）工程設計人員要全面了解計算機網絡的原理、技術、系統(tǒng)、協議、安全、系統(tǒng)布線的基本知識，發(fā)展現狀，發(fā)展趨勢。（2）總體設計人員要熟練掌握網絡規(guī)劃與設計的步驟、要點、流程、案例、技術設備選型以及發(fā)展方向（3）工程主管人員要懂得網絡工程的組織實施過程，能把握住網絡工程的評審、監(jiān)理、驗收等環(huán)節(jié)。（4）工程開發(fā)人員要掌握網絡應用開發(fā)技術、網站設計和Web制作技術、信息發(fā)布技術、安全防御技術（5）工程竣工之后，網絡管理人員使用網管工具對網絡實施有效的管理維護，使網絡工程發(fā)揮應有的效益。重要概念和術語P21．1．1計算機網絡工程的含義（1）工程設計人員要全面了解計算機網絡的原理、技術、系統(tǒng)、協議、安全、系統(tǒng)布線的基本知識，發(fā)展現狀，發(fā)展趨勢。（2）總體設計人員要熟練掌握網絡規(guī)劃與設計的步驟、要點、流程、案例、技術設備選型以及發(fā)展方向（3）工程主管人員要懂得網絡工程的組織實施過程，能把握住網絡工程的評審、監(jiān)理、驗收等環(huán)節(jié)。（4）工程開發(fā)人員要掌握網絡應用開發(fā)技術、網站設計和Web制作技術、信息發(fā)布技術、安全防御技術（5）工程竣工之后，網絡管理人員使用網管工具對網絡實施有效的管理維護，使網絡工程發(fā)揮應有的效益。重要概念和術語P21．1．1計算機網絡工程的含義（1）工程設計人員要全面了解計算機網絡的原理、技術、系統(tǒng)、協議、安全、系統(tǒng)布線的基本知識，發(fā)展現狀，發(fā)展趨勢。（2）總體設計人員要熟練掌握網絡規(guī)劃與設計的步驟、要點、流程、案例、技術設備選型以及發(fā)展方向（3）工程主管人員要懂得網絡工程的組織實施過程，能把握住網絡工程的評審、監(jiān)理、驗收等環(huán)節(jié)。（4）工程開發(fā)人員要掌握網絡應用開發(fā)技術、網站設計和Web制作技術、信息發(fā)布技術、安全防御技術（5）工程竣工之后，網絡管理人員使用網管工具對網絡實施有效的管理維護，使網絡工程發(fā)揮應有的效益。重要概念和術語P21．1．1計算機網絡工程的含義（1）工程設計人員要全面了解計算機網絡的原理、技術、系統(tǒng)、協議、安全、系統(tǒng)布線的基本知識，發(fā)展現狀，發(fā)展趨勢。（2）總體設計人員要熟練掌握網絡規(guī)劃與設計的步驟、要點、流程、案例、技術設備選型以及發(fā)展方向（3）工程主管人員要懂得網絡工程的組織實施過程，能把握住網絡工程的評審、監(jiān)理、驗收等環(huán)節(jié)。（4）工程開發(fā)人員要掌握網絡應用開發(fā)技術、網站設計和Web制作技術、信息發(fā)布技術、安全防御技術（5）工程竣工之后，網絡管理人員使用網管工具對網絡實施有效的管理維護，使網絡工程發(fā)揮應有的效益。重要概念和術語P21．1．1計算機網絡工程的含義（1）工程設計人員要全面了解計算機網絡的原理、技術、系統(tǒng)、協議、安全、系統(tǒng)布線的基本知識，發(fā)展現狀，發(fā)展趨勢。（2）總體設計人員要熟練掌握網絡規(guī)劃與設計的步驟、要點、流程、案例、技術設備選型以及發(fā)展方向（3）工程主管人員要懂得網絡工程的組織實施過程，能把握住網絡工程的評審、監(jiān)理、驗收等環(huán)節(jié)。（4）工程開發(fā)人員要掌握網絡應用開發(fā)技術、網站設計和Web制作技術、信息發(fā)布技術、安全防御技術（5）工程竣工之后，網絡管理人員使用網管工具對網絡實施有效的管理維護，使網絡工程發(fā)揮應有的效益。重要概念和術語P21．1．2網絡工程建設的各階段規(guī)劃階段重要概念和術語設計階段實施階段運行與維護階段P21．1．3系統(tǒng)集成（SystemIntegration）美國信息技術協會（ITAA）對系統(tǒng)集成的定義是這樣的：根據一個復雜的信息系統(tǒng)或子系統(tǒng)的要求把多種產品和技術驗明并連接入一個完整的解決方案的過程。系統(tǒng)集成可以分解為軟件集成、硬件集成和網絡系統(tǒng)集成。網絡工程設計貫穿于網絡系統(tǒng)集成工作的全過程。

1．軟件集成

2．硬件集成

3．網絡系統(tǒng)集成重要概念和術語P21．1．3．1計算機信息系統(tǒng)集成資質等級評定條件（試行）參看教材（P3~4）一、一級資質二、二級資質三、三級資質四、四級資質重要概念和術語1．2．1組織方式與組織機構1．組織方式網絡工程的組織方式大體有兩種：（1）政府機關統(tǒng)一實施的工程，一般指定主管領導，具體負責人，并成立相應的工程管理機構，自上而下開展實施。（2）公司承建的具體工程，一般采用項目經理制，由項目經理招聘人員，制定方案，系統(tǒng)集成，從頭至尾負責工程的組織實施。計算機網絡工程組織P51．2．1組織方式與組織機構2．組織機構政府行為的網絡工程，其組織機構是比較嚴密的，一般包括以下三層機構：（1）領導小組：指導系統(tǒng)總體組開展工作，審批總體組的各類報告，協調各部門的工作，協助擬制業(yè)務需求，項目鑒定驗收。（2）總體組（總承組）：制定系統(tǒng)需求分析、項目總體方案、系統(tǒng)工程實施報告；指定系統(tǒng)的使用、管理等各類標準，設計系統(tǒng)安全性和可靠性方案，對項目的實施進行宏觀管理和控制，并進行嚴格的質量管理。（3）技術開發(fā)小組：根據系統(tǒng)總體組制定的軟件建設任務，開發(fā)軟件系統(tǒng)，開發(fā)工程中撰寫各種軟件工程規(guī)范所需的文檔。計算機網絡工程組織1．2．2工程監(jiān)理所謂網絡工程監(jiān)理，是指在網絡建設過程中，給用戶提供建設前期咨詢、網絡方案論證、系統(tǒng)集成商的確定、網絡質量控制等一系列的服務，幫助用戶建設一個性價比最優(yōu)的網絡系統(tǒng)。網絡工程監(jiān)理的主要內容包括：

1．幫助用戶做好需求分析

2．幫助用戶選擇系統(tǒng)集成商

3．幫助用戶控制工程進度

4．嚴把工程質量關

5．幫助用戶做好各項測試工作計算機網絡工程組織P51．3網絡互連設備網絡互連設備用來將網絡的各個部件連接在一起，從連接性質的不同可以認為有物理上的互連能力和協議上的互連能力。（1）物理上的互連能力指所支持的物理接口，能連接的物理介質類型。（2）協議上的互連能力指工作在不同協議類型的網絡之間，實現不同協議數據包的轉換。通常對設備互連能力考慮得較多的都是協議上的互連能力。網絡工程中使用得較多的幾種互連設備是中繼器、集線器、網橋/交換機、路由器和網關等網絡互連設備P6常見網絡互連設備的互連能力網絡互連設備P6應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層中繼器、集線器、網關網橋、交換機、網關路由器、第三層交換機、網關網關DTEDTE互連設備物理傳輸介質1．3．1中繼器

中繼器的主要功能是對接收到的信號進行再生放大，以延伸網絡的傳輸距離，提供物理層的互聯。中繼器的功能細分為以下幾條：（1） 過濾MEI和RFI引起的信號干擾或噪音；（2） 放大和修整進入的信號，使重新傳輸更精確；（3） 對信號重定時；（4） 在所有網段上復制信號。網絡互連設備P61．3．2集線器

集線器（HUB）是雙絞線以太網對網絡進行集中管理的最小單元。集線器是一個共享設備，其實質是一個多端口的中繼器。

集線器在OSI體系結構模型中處于物理層，是LAN的接入層設備。

HUB主要用于共享式以太網絡的組建，是解決從服務器直接到桌面的最佳，最經濟的方案。網絡互連設備P71．3．2．1集線器類型依據總線帶寬的不同。HUB分為10M、100M和10/100M自適應3種；若按照配置形式的不同可分為獨立型，模塊型和可堆疊型集線器；根據管理方式可分為智能型（帶有CPU，支持簡單網絡管理協議）和非智能型HUB（不支持網絡管理，容易形成數據堵塞）兩種；按照安裝時的場合，又可以分為機架式和桌面式的HUB。目前使用的基本上是以上4種分類的組合。HUB根據端口數目的不同，主要有8口，16口和24口之分。網絡互連設備P71．3．2．4級聯（Uplink）和堆疊（Stack）10Base-THUB雖然可以借助層層級聯的方式來擴充網絡，但是缺點是每級聯一層，帶寬會相對降低。為了解決這個問題，網絡廠商設計了“堆疊式”的HUB，用SCSI電纜將HUB背部的堆疊模塊連通，這樣的做法使各臺HUB均處在同一管理層次（即他們的帶寬均一致）。堆疊式集線器的好處除了更適合網絡的擴充之外，也相對降低了端口成本，另外，它放置的位置集中非常方便管理。網絡互連設備P7菊花鏈式堆疊和星型堆疊網絡互連設備P8菊花鏈堆疊方式星型堆疊方式1．3．3網橋網橋也叫橋接器，是連接兩個局域網的存儲轉發(fā)設備，工作在OSI的數據鏈路層。網橋可以截獲所有的網絡信息，并讀取每個幀的目標地址（MAC地址），以確定幀是否應該轉發(fā)到某一個網段。網橋最主要的優(yōu)點是它可以限制傳輸到某些網段的通信量，這一優(yōu)點被用在10Base5以太網中，用來給工作節(jié)點數目較多的網絡分段。網絡互連設備P81．3．3網橋網橋有下列兩種基本類型：1．本地網橋本地網橋直接連接兩個距離很近的LAN，將網絡分段，提高網絡通信效率。本地網橋也可分為內橋和外橋。2．遠程橋遠程網橋用于連接距離較遠的網絡。遠程橋通常還需要使用調制解調器完成遠程連接功能。網絡互連設備P81．3．4交換機交換機是局域網里面最風靡的設備.交換機在轉發(fā)數據時，根據事先存儲的MAC地址表選擇目標主機轉發(fā)數據，所以交換機各端口的帶寬是獨立的。交換機這一產品本身也有很多類型，從低端的交換式集線器到高端的可網管的多層交換機等各種系列，采用的交換技術包括直通交換、存儲轉發(fā)、無碎片直通方式等各種類型。網絡互連設備P81．3．4．1交換技術簡介1．直通方式（CutThrough）2．存儲轉發(fā)方式（StoreandForward）3．無碎片直通方式（FragmentFreeCutThrough）

該交換方式結合了直通方式和存儲轉發(fā)方式的優(yōu)點，既有一定的錯誤檢錯能力又能以較高的速率轉發(fā)幀。其方法是先保存幀的前64個字節(jié)，如果是不健全的幀或有沖突的幀，就立即舍棄，因為從幀的頭64個字節(jié)就可以判斷出包的好壞，所以在交換的等待延遲和錯誤校驗之間達到最好的折衷選擇。如果是壞包，大部分能在幀的頭64個字節(jié)中檢測出來，所以能取得交換延遲和錯誤校驗之間的最佳平衡。網絡互連設備P9直通交換方式網絡互連設備P8Port1Port2Portn……Port3datadatadataError!存儲轉發(fā)方式網絡互連設備P8Port1Port2Portn……Port3data交換處理模塊datadata無碎片直通方式網絡互連設備P8Port1Port2Portn……Port3data交換處理模塊datadata64Byte<=Frame1．3．4．2沖突域和廣播域1．沖突域由于采用CSMA/CD訪問控制技術，共享以太網上的一臺主機發(fā)送數據時，將導致與同時也向共享總線或共享設備上發(fā)送數據的主機爭用線路而發(fā)生沖突，潛在共享線路的所有主機范圍構成一個沖突域。例如連接在同軸電纜上的所有主機，連接在共享集線器上的主機等都構成一個沖突域。網絡互連設備P9網絡分段（物理）在一個沖突域中的主機數目過多時，通常要進行分段（圖1-3），分段的方法是使用網橋、交換機、路由器等存儲轉發(fā)設備隔離沖突域。網絡互連設備P101．3．4．2沖突域和廣播域2．廣播域廣播域指的是能接收到廣播數據包的主機范圍。廣播數據包通常采用廣播地址發(fā)送，即主機位全為1的地址。很多原因都會導致網絡中產生大量的廣播數據包，如視頻點播服務、有故障的網卡、路由更新等。由于IP廣播發(fā)生在網絡層，所以工作于第二層的交換機對廣播數據包無能為力。大量的無用廣播數據包即廣播風暴會消耗大量的帶寬，使網絡效率急劇降低直至癱瘓。網絡互連設備P10網絡分段（邏輯）

因此必須對廣播域加以隔離，通常一個廣播域內的主機數在100臺到150臺之間，降低了廣播風暴的影響范圍。能隔離廣播域的設備是工作在網絡層的路由器，它能夠將收集到的廣播數據包丟棄，而不影響到其它網絡（圖1-4）。網絡互連設備P103．各種網絡設備隔離沖突域和廣播域的能力網絡互連設備P11沖突域：廣播域：圖1-5

集線器、網橋、交換機、路由器四種設備對沖突域和廣播域的劃分

3．各種網絡設備隔離沖突域和廣播域的能力網絡互連設備P11沖突域：廣播域：圖1-5

集線器、網橋、交換機、路由器四種設備對沖突域和廣播域的劃分

111414441．3．5路由器所謂路由就是指通過相互連接的網絡把信息從當前節(jié)點轉發(fā)到目標節(jié)點的活動。但是，在路由過程中，信息至少會經過一個或多個中間節(jié)點，也會出現若干條可選的路徑，選擇效率最高的可用路徑就是路由器的基本任務。它還能提供包括包過濾、組播（Multi-Broadcasting）、服務質量（QoS）、數據加密和包過濾（PacketFiltering）等高級網絡數據控制功能；此外，路由器還肩負著流量控制、擁塞控制、計費等網絡管理中非常重要的職能。網絡互連設備P111．3．5路由器路由器主要由下面五個部分組成：路由引擎，轉發(fā)引擎，路由表，網絡適配器和路由器端口等。網絡互連設備P11路由引擎路由表轉發(fā)引擎網絡適配器網絡適配器路由器端口路由器端口路由通路控制通路1．3．5路由器路由表通常由五項構成：（1）網絡地址：可以到達的目標網絡地址，不管經過多少跳數，這個網絡地址肯定是可達的，一旦該目的網絡不可達，路由表都會更新。（2）子網掩碼：對應于第一項目標網絡的子網掩碼。（3）網關：將數據轉發(fā)到目標網絡的出口。（4）跳數：到目的網絡要經過的路由器的數目。（5）連接方式：只有兩種，與路由器端口直接相連的網絡稱為直連（DirectLink），不與該路由器直接相連的網絡都稱為遠程連接（RemoteLink）。網絡互連設備P12路由表網絡互連設備P12圖1-7中，路由器1的路由表可描述為：網絡地址子網掩碼網關跳數連接方式172．16．1．0255．255．255．0S10Direct172．16．2．0255．255．255．0S20Direct172．16．3．0255．255．255．0S21Remote路由表網絡互連設備P12圖1-7中，路由器2的路由表可描述為：網絡地址子網掩碼網關跳數連接方式172．16．1．0255．255．255．0S11Remote172．16．2．0255．255．255．0S10Direct172．16．3．0255．255．255．0S20Direct靜態(tài)路由和動態(tài)路由靜態(tài)路由是指由網絡管理員手工配置的路由信息。當網絡的拓撲結構或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，網絡管理員需要手工去修改路由表中相關的靜態(tài)路由信息。靜態(tài)路由一般適用于比較簡單的網絡環(huán)境靜態(tài)路由的好處在于可以減少路由器之間的數據傳輸量，這對于帶寬較緊張，線路冗余度低的網絡尤其適合。網絡管理員通常會給路由器配置動態(tài)路由協議。常用的動態(tài)路由協議包括RIP、OSPF、BGP等，它們分別具有不同的性能和應用范圍。配置了動態(tài)路由協議的路由器能夠自動地建立起自己的路由表，并且能夠根據情況的變化適時地進行調整。網絡互連設備P131． 4網絡應用模型網絡模型（NetworkModel）是指網絡上計算機處理信息的方式。根據信息處理過程中各主機之間的協作方式，我們可以得到四種主要的網絡模型：對等網模式（P2P）、文件服務器模式（FS）、客戶機/服務器模式（C/S）、瀏覽器/服務器模式（B/S）。網絡應用模型P131．4．2對等網模式（Peer-to-Peer）在對等網絡模型中，通常使用的拓撲結構是總線型或星型，網絡中不需要專門的服務器，也不需要網絡操作系統(tǒng)，每臺計算機都可以提供服務，每臺計算機都可以獲取服務，只要這些計算機之間支持相同的網絡協議即可。網絡應用模型P144．新型的P2P技術新型的P2P技術的定義是：通過在系統(tǒng)之間的直接交換實現計算資源和服務的共享。目前，Internet上流行的BT下載就是這種模型被應用的實例。網絡應用模型P14索引服務器成員1成員n成員x發(fā)布索引搜索下載索引搜索下載索引文件操作文件操作文件操作1．4．3文件服務器模式文件服務器模式又稱為“專用服務器模式”在這種網絡中一般都至少有一臺比其他工作站功能強大許多的計算機，它上面安裝有網絡操作系統(tǒng)，因此，稱它為專用的文件服務器，所有的其他工作站的管理工作都以此服務器為中心。網絡應用模型P151．4．4C/S模式20世紀90年代以來流行的客戶機/服務器（又稱Client/Server，C/S）網絡模型是一種集中管理與開放式、協作式處理并存的網絡工作模式。這里的C/S結構是指將應用劃分為前端，即客戶機部分，通常客戶機程序運行在微機或工作站上；以及后端，即服務器部分。網絡應用模型P16客戶機/服務器系統(tǒng)結構的優(yōu)缺點2．缺點：（1）管理較為困難?？蛻魴C/服務器結構仍屬于分散式處理信息的方法，所以比集中式方法更為復雜。尤其對分布式資源的管理比較困難。（2）客戶端的資源浪費由于系統(tǒng)升級和功能的增加，越來越多的模塊被添加到客戶端程序中，而單個用戶可能只使用這些功能中很小的一個部分，但不得不安裝整個客戶端軟件，降低了客戶端系統(tǒng)的效率。（3）系統(tǒng)兼容性較差。盡管C/S結構可以跨平臺運行，但能夠重用的部分僅限于服務器端，客戶端程序在每一種系統(tǒng)下都要重新開發(fā)，重復工作量較大。網絡應用模型P17客戶機/服務器系統(tǒng)結構的優(yōu)缺點1．優(yōu)點（1）集中式管理。（2）性價比高。（2）系統(tǒng)可擴充性好。（3）抗災難性能好，可靠性高。（4）安全性好。（5）用戶界面良好。網絡應用模型P171．4．5B/S模式B/S模式的全名為瀏覽器/服務器網絡結構，B/S結構是客戶機/服務器發(fā)展的最新模式。B/S結構的客戶端采用了人們普遍使用的瀏覽器，因此，它是一個簡單的，低廉的，以Web技術為基礎的“瘦”型系統(tǒng)。其服務器端除了原有的服務器外，另外增添了高效的Web服務器。網絡應用模型P18中間件（Middleware）IDC對中間件的定義是：中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件位于客戶機服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網絡通信。它的功能流程為：在客戶端提出數據請求時，中間件系統(tǒng)接收到數據，并與數據庫連接，查找相應的數據源再利用自身的處理邏輯程序處理數據，處理結果傳回客戶端。網絡應用模型P181．4．5B/S模式使用B/S結構的三層應用模式，與C/S結構的二層應用模式相比，除了具有它的全部優(yōu)點外，還具有下列優(yōu)點：（1）成本低（2）易于更新和改動（3）使用方便，培訓工作簡化（4）開發(fā)工作簡化（5）真正的平臺無關性網絡應用模型P181．5網絡工程技術的新發(fā)展人們在津津樂道于當前網絡發(fā)展帶來的巨大成就時，也在不斷地開拓創(chuàng)新。人們正在將技術的觸角不斷向前延伸，建設萬兆帶寬的城域網，分享IPv6的海量地址，享受無線網絡無處不在的便利。所有這一切，都給未來的網絡帶來無窮遐想。網絡工程技術的新發(fā)展P191．5．1萬兆以太網

10G以太網標準于2002年7月在IEEE通過。10G以太網包括10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。（1）10G串行物理媒體層（2）PMD（物理介質相關）子層（3）PMA（物理介質接入）子層（4）WIS（廣域網接口）子層（5）PCS（物理編碼）子層（6）RS（協調子層）和XGMII（10Gbit/s介質無關接口）網絡工程技術的新發(fā)展P192．萬兆以太網技術展望萬兆以太網在設計之初就考慮城域骨干網需求。采用萬兆以太網作為城域網骨干可以省略骨干網設備的POS或者ATM鏈路。10G以太網可以應用在校園網、城域網、企業(yè)網等。但是由于當前寬帶業(yè)務并未廣泛開展，人們對單端口10G骨干網的帶寬沒有迫切需求，所以10G以太網技術相對其他替代的鏈路層技術（例如2.5GPOS、捆綁的千兆以太網）并沒有明顯優(yōu)勢。網絡工程技術的新發(fā)展P211．5．2IPv6IPv6是因特網協議第六版本的簡寫，它代表全新的互聯網技術規(guī)范。IPv6最顯著的特征是通過采用128位的地址空間替代IPv4的32位地址空間來提高下一代因特網的地址容量。除此之外，IPv6在安全性、服務質量（QoS）、移動性等方面具有比IPv4更好的特性，采用IPv6的下一代網絡比現有網絡更具擴展性、更安全、且更容易為用戶提供高質量的服務。換而言之，以IPv6為基礎的下一代網絡既可以更好地支持和保障傳統(tǒng)業(yè)務應用，更可以支持豐富多彩的新業(yè)務應用。網絡工程技術的新發(fā)展P211．5．2．2IPv6的新特點1．巨大的地址空間

IPv6的128位地址長度形成了一個巨大的地址空間。128位地址空間包含的準確地址數是340，282，366，920，938，463，463，374，607，431，768，211，456個。這個數目足夠為地球上每一粒沙子提供一個獨立的IP地址。2．高效的層次尋址及路由結構3．移動性4．內置的安全特性5．服務質量6．即插即用的配置網絡工程技術的新發(fā)展P221．5．2．3IPv6的報頭格式

IPv6數據報文有一個40字節(jié)的基本首部（BaseHeader）。其后可允許有零個或多個擴展首部（ExtensionHeader），再后面是數據網絡工程技術的新發(fā)展P24基本首部擴展首部1……擴展首部n數據選項選項圖1-13IPv6數據報文的一般形式1．5．2．3IPv6的報頭格式下圖是IPv6基本首部的格式。每個IPv6數據報文都從基本首部開始。IPv6基本首部的不少字段可以和IPv4首部中的字段直接對應。網絡工程技術的新發(fā)展P24版本優(yōu)先級流標號凈負荷長度下一個首部跳數限制源主機IPv6地址（16字節(jié)）目的主機IPv6地址（16字節(jié)）比特0481631圖1-14IPv6數據報文基本首部的格式（40字節(jié)長）1．5．2．3IPv6的報頭格式版本（Version）：版本字段的長度為4位，它指明了協議版本號，對IPv6該字段總是6。優(yōu)先級（Priority）：這個8位字段可以為包賦予不同的類型或優(yōu)先級。流標（FlowLabel）：流標字段是IPv6的新增字段。凈負荷長度（PayloadLength）：這個16位字段表明了有效載荷長度。下一個首部（NextHeader）：在IPv6中，擴展首部插在IP報頭和傳輸層報頭當中。這類擴展首部包括驗證、加密和分片功能。網絡工程技術的新發(fā)展P241．5．2．3IPv6的報頭格式版本（Version）：版本字段的長度為4位，它指明了協議版本號，對IPv6該字段總是6。優(yōu)先級（Priority）：這個8位字段可以為包賦予不同的類型或優(yōu)先級。流標（FlowLabel）：流標字段是IPv6的新增字段。凈負荷長度（PayloadLength）：這個16位字段表明了有效載荷長度。下一個首部（NextHeader）：在IPv6中，擴展首部插在IP報頭和傳輸層報頭當中。這類擴展首部包括驗證、加密和分片功能。網絡工程技術的新發(fā)展P251．5．2．3IPv6的報頭格式跳數限制（HopLimit）：此字段用來防止數據報文在網絡中無限期地存在。源站IP地址（SourceAddress）：該字段指明了始發(fā)主機的起始地址，其長度為128位。目的站IP地址（DestinationAddress）：該字段指明了傳輸信號的目標地址，其長度為128位。網絡工程技術的新發(fā)展P251．5．2．4部署IPv6的總體設計原則1．IPv6網絡建設的原則

IPv6網絡需要全面支持IPv6協議，并具有支持IPv6和IPv4協議的接入能力。IPv6網絡的設計應該本著以下幾個原則進行：（1） 經濟性：節(jié)省成本，充分利用現有的IPv4網絡和設備；（2） 實用性；網絡可以提供各種類型用戶的IPv6接入；（3） 可用性：網絡不能是一個空網，需要支持一定的基本業(yè)務；（4） 先進性：開通和試驗一些具有IPv6特點的業(yè)務。網絡工程技術的新發(fā)展P251．5．2．4部署IPv6的總體設計原則2．IPv6路由協議的選擇（1）外部網關協議IPv6網關協議只能使用BGP4+，由RFC2858、RFC2545定義。（2）內部網關協議RIPng（RFC2080），同RIPv2特性基本相同，一般在較小的網絡中應用IS-ISv6（單拓撲結構和多拓撲結構）單拓撲結構的IS-IS只支持單個SPF算法，多拓撲結構的IS-IS可以支持多個SPF算法OSPFv3（RFC2740），專為IPv6協議設計德路由協議，不能交換IPv4路由信息。網絡工程技術的新發(fā)展P251．5．2．4部署IPv6的總體設計原則3．IPv6路由器的選擇（1）穩(wěn)定性和可靠性

現行的IPv4路由器都可以通過在線升級相關的軟硬件，使之從只支持IPv4過渡到支持雙協議棧。（2）性能路由器IPv6軟件轉發(fā)：軟件轉發(fā)具有低成本的優(yōu)點，但對不同大小的包性能差異較大，只適合于轉發(fā)1.5k左右的包。路由器IPv6硬件轉發(fā)：高性能的IPv6都采用了新型的ASIC芯片技術，支持線速轉發(fā)能力。對于核心路由器來說，如果路由器只支持IPv6轉發(fā)，網絡的性能將會受到影響，應采用能夠支持硬件IPv6轉發(fā)的路由器。（3）功能支持雙協議棧，支持手工隧道，支持多種的自動隧道方式；邊緣路由器應具有支持NAT-PT和MobileIPv6的能力。網絡工程技術的新發(fā)展P251．5．2．5IPv6過渡技術的選擇1．雙協議棧雙協議棧是指在單個節(jié)點同時支持IPv4和IPv6兩種協議2．隧道通過把IPv6數據報文封裝入IPv4數據報文中，讓現有IPv4網絡成為載體以建立IPv6的通信，隧道兩端的節(jié)點間數據報文的傳送通過IPv4機制進行，隧道被看成一個直接連接的通道。3．網絡地址轉換/協議轉換技術（NAT-PT）網絡地址轉換/協議轉換技術NAT-PT結合了SIIT協議轉換、傳統(tǒng)的IPv4下的動態(tài)地址翻譯（NAT）以及適當的應用層網關（ALG）網絡工程技術的新發(fā)展P261．5．3無線局域網技術無線局域網（WirelessLocal－AreaNetwork，WLAN）就是在不采用傳統(tǒng)電纜線的同時，提供傳統(tǒng)有線局域網的所有功能，網絡所需的基礎設施不需要再埋在地下或隱藏在墻里，網絡卻能夠隨著你的需要移動或變化。無線局域網技術具有傳統(tǒng)局域網無法比擬的靈活性。此外，無線局域網的抗干擾性強、網絡保密性好。網絡工程技術的新發(fā)展P271．無線局域網的技術分析（1）紅外（IR）系統(tǒng)（2）無線電波（RF）網絡工程技術的新發(fā)展P282．無線局域網的主要協議標準無線接入技術區(qū)別于有線接入的特點之一是標準不統(tǒng)一，不同的標準有不同的應用。目前比較流行的有802．11標準、新貴藍牙（Bluetooth）標準以及HomeRF（家庭網絡）標準。（1）802．11標準（2）藍牙（3）家庭網絡的HomeRF

網絡工程技術的新發(fā)展P29①IEEE802.11b1999年9月通過的IEEE802.11b工作在2.4GHz～2.483GHz頻段。802.11b數據速率可以為11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps或更低，根據噪音狀況自動調整。當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低于某個門限時，傳輸速率能夠從11Mbps自動降到5.5Mbps，或者根據直接序列擴頻（DSSS）技術調整到2Mbps和1Mbps。802.11b使用帶有防數據丟失特性的載波檢測多址訪問（CSMA／CA）作為共享訪問