1、網(wǎng)絡(luò)層,1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第4章:網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,2,學(xué)習(xí)目標(biāo),熟練掌握：子網(wǎng)劃分，路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)。 掌握：距離向量路由算法，鏈路狀態(tài)路由算法，IPv4分組， IPv4地址，NAT，路由協(xié)議（RIP，OSPF，BGP）。 理解：子網(wǎng)掩碼，自治系統(tǒng)，層次路由，移動(dòng)IP通信過(guò)程。 了解：大綱其他內(nèi)容。,網(wǎng)絡(luò)層,3,第4部分 網(wǎng)絡(luò)層,4.1 網(wǎng)絡(luò)層的功能 4.2 路由算法 4.3 IPv4 IPv4分組 IPv4地址與NAT 子網(wǎng)絡(luò)劃分與子網(wǎng)掩碼、CIDR ARP、DHCP、ICMP協(xié)議 4.4 IPv6,4.5 路由協(xié)議 層次路由與自治系統(tǒng) 域內(nèi)路由與域間路由 RIP路由協(xié)議 OSPF路由協(xié)議 BG

2、P路由協(xié)議 4.6 IP組播 4.7 移動(dòng)IP 4.8 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)層,4,網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)該向傳輸層提供怎樣的服務(wù)（“面向連接”還是“無(wú)連接”）曾引起了長(zhǎng)期的爭(zhēng)論。 爭(zhēng)論焦點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是：在計(jì)算機(jī)通信中，可靠交付應(yīng)當(dāng)由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)？是網(wǎng)絡(luò)還是端系統(tǒng)？,網(wǎng)絡(luò)層,5,電信網(wǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)可靠交付,面向連接的通信方式 建立虛電路(Virtual Circuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。 如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無(wú)差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。,網(wǎng)絡(luò)層,6,應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理

3、層,虛電路服務(wù),H1,H2,虛電路,H1 發(fā)送給 H2 的所有分組都沿著同一條虛電路傳送,網(wǎng)絡(luò)層,7,虛電路是邏輯連接,虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。 請(qǐng)注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類(lèi)似，但并不完全一樣。,網(wǎng)絡(luò)層,8,因特網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)思路,網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無(wú)連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時(shí)不需要先建立連接。每一個(gè)分組（即 IP 數(shù)據(jù)報(bào)）獨(dú)立發(fā)送，與其前后的分組無(wú)關(guān)（不進(jìn)行編號(hào)）。 網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾。即所傳送的分

4、組可能出錯(cuò)、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達(dá)終點(diǎn)），當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。,網(wǎng)絡(luò)層,9,盡最大努力交付的好處,由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡(jiǎn)單，而且價(jià)格低廉（與電信網(wǎng)的交換機(jī)相比較）。 如果主機(jī)（即端系統(tǒng)）中的進(jìn)程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)中的傳輸層負(fù)責(zé)（包括差錯(cuò)處理、流量控制等）。 采用這種設(shè)計(jì)思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)大大降低，運(yùn)行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。 因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)初采用這種設(shè)計(jì)思路的正確性。,網(wǎng)絡(luò)層,10,應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層,

5、數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù),H1,H2,IP 數(shù)據(jù)報(bào),丟失,H1 發(fā)送給 H2 的分組可能沿著不同路徑傳送,網(wǎng)絡(luò)層,11,虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對(duì)比,網(wǎng)絡(luò)層,12,網(wǎng)際協(xié)議IP,網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議： 地址解析協(xié)議 ARP (Address Resolution Protocol) 逆地址解析協(xié)議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol) 網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP (Internet Gr

6、oup Management Protocol),網(wǎng)絡(luò)層,13,網(wǎng)際層的 IP 協(xié)議及配套協(xié)議,各種應(yīng)用層協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)接口層,(HTTP, FTP, SMTP 等),物理硬件,運(yùn)輸層,TCP, UDP,應(yīng)用層,ICMP,IP,RARP,ARP,與各種網(wǎng)絡(luò)接口,網(wǎng)絡(luò)層 （網(wǎng)際層）,IGMP,網(wǎng)絡(luò)層,14,5 4 3 2 1,主機(jī) H1,主機(jī) H2,R1,R4,R5,R2,R3,R1,R2,R3,H1,R5,H2,R4,間接交付,間接交付,間接交付,間接交付,間接交付,直接交付,分組在互聯(lián)網(wǎng)中的傳送,網(wǎng)絡(luò)層,15,從網(wǎng)絡(luò)層看 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的傳送,如果我們只從網(wǎng)絡(luò)層考慮問(wèn)題，那么 IP 數(shù)據(jù)報(bào)就可以想

7、象是在網(wǎng)絡(luò)層中傳送。,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層,IP 數(shù)據(jù)報(bào),H1,R1,R2,R3,R4,R5,H2,網(wǎng)絡(luò)層,16,關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)層功能,轉(zhuǎn)發(fā): 將分組從路由器的輸入移動(dòng)到適當(dāng)?shù)穆酚善鬏敵?路由: 決定分組從源到目的地所采用的路由 路由算法,類(lèi)比: 路由: 規(guī)劃從源到目的地路徑的過(guò)程 轉(zhuǎn)發(fā): 通過(guò)單個(gè)立交橋的過(guò)程,網(wǎng)絡(luò)層,17,1,2,3,0111,到達(dá)分組首部的值,路由算法,路由和轉(zhuǎn)發(fā)相互影響,網(wǎng)絡(luò)層,18,網(wǎng)絡(luò)擁塞：網(wǎng)絡(luò)性能曲線,提供的負(fù)載,吞吐量,擁塞,輕度 擁塞,0,網(wǎng)絡(luò)層,19,擁塞（Congestion）,擁塞 網(wǎng)絡(luò)資源上有太多的分組時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能

8、下降。 對(duì)資源需求的總和 可用資源 資源：鏈路容量、交換節(jié)點(diǎn)中的緩存和處理機(jī)速度等。 擁塞產(chǎn)生的原因 低帶寬線路 多個(gè)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出 節(jié)點(diǎn)緩沖容量太小 結(jié)點(diǎn)處理機(jī)速度不高,網(wǎng)絡(luò)層,20,擁塞的策略：決不只針對(duì)某個(gè)因素改善擁塞！,若結(jié)點(diǎn)緩存容量太小，到達(dá)結(jié)點(diǎn)的分組無(wú)空間暫存； 若增大結(jié)點(diǎn)緩存容量，而鏈路容量和處理機(jī)速度未提高，分組排隊(duì)會(huì)很長(zhǎng)，導(dǎo)致時(shí)延增大，可能因超時(shí)發(fā)送端進(jìn)行重發(fā)，發(fā)出更多的分組，擁塞更加惡化； 提高結(jié)點(diǎn)處理機(jī)速度，增大鏈路容量，故然可以改善這段的擁塞，但可能只是將瓶頸轉(zhuǎn)移到其他地方。 因此，針對(duì)某個(gè)因素的解決方案，只能對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)性能起到一定的好處，甚至僅僅是轉(zhuǎn)移了影響性能的瓶

9、頸。,網(wǎng)絡(luò)層,21,擁塞控制與流量控制的差別,擁塞控制（congestion control） 需要確保通信子網(wǎng)能夠承載用戶(hù)提交的通信量，是一個(gè)全局性過(guò)程，涉及主機(jī)、路由器等很多因素； 流量控制（flow control) 與點(diǎn)到點(diǎn)的通信量有關(guān)，主要解決快速發(fā)送方與慢速接收方的問(wèn)題，是局部過(guò)程，一般都是基于反饋進(jìn)行控制的。,網(wǎng)絡(luò)層,22,擁塞和流量控制的區(qū)別,網(wǎng)絡(luò)層,23,擁塞控制所起的作用,提供的負(fù)載,吞吐量,擁塞,輕度 擁塞,0,網(wǎng)絡(luò)層,24,第4部分 網(wǎng)絡(luò)層,4.1 網(wǎng)絡(luò)層的功能 4.2 路由算法 4.3 IPv4 IPv4分組 IPv4地址與NAT 子網(wǎng)絡(luò)劃分與子網(wǎng)掩碼、CIDR AR

10、P、DHCP、ICMP協(xié)議 4.4 IPv6,4.5 路由協(xié)議 層次路由與自治系統(tǒng) 域內(nèi)路由與域間路由 RIP路由協(xié)議 OSPF路由協(xié)議 BGP路由協(xié)議 4.6 IP組播 4.7 移動(dòng)IP 4.8 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)層,25,路由算法,就是產(chǎn)生路由表的算法 是網(wǎng)絡(luò)層軟件的一部分 對(duì)于數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都要做路由選擇 對(duì)于虛電路網(wǎng)絡(luò)，只需在建立連接時(shí)做一次路由選擇,網(wǎng)絡(luò)層,26,理想的路由算法,理想的路由算法： 算法必須是正確的和完整的。 算法在計(jì)算上應(yīng)簡(jiǎn)單，即開(kāi)銷(xiāo)小，效率高。 算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，這就是說(shuō)，要有自適應(yīng)性。 算法應(yīng)具有穩(wěn)定性，即算法必須收斂，不能振蕩發(fā)散。 算

11、法對(duì)所有用戶(hù)應(yīng)是公平的。 算法應(yīng)是最佳的。,網(wǎng)絡(luò)層,27,關(guān)于“最佳路由”,不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。 所謂“最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。 這里最佳應(yīng)考慮的因素包括：鏈路長(zhǎng)度、時(shí)延、速率、鏈路容量、鏈路差錯(cuò)率等。 實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。 路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題 它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。 路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時(shí)無(wú)法事先知道。,網(wǎng)絡(luò)層,28,從路由算法的自適應(yīng)性考慮,靜態(tài)路由選擇策略即非自適應(yīng)路由選擇，一般采用離線方式求出路由表，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單和開(kāi)銷(xiāo)較小，但不能及時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。 動(dòng)態(tài)路由選

12、擇策略即自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，開(kāi)銷(xiāo)也比較大。,網(wǎng)絡(luò)層,29,路由,路由算法的圖論抽象: 圖中的節(jié)點(diǎn)是路由器 圖中的邊是物理鏈路 鏈路代價(jià): 時(shí)延，費(fèi)用或擁塞等級(jí),目的：決定從源到目的地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的“好的路徑”(路由器序列),2,2,1,3,1,1,2,5,3,5,“好的”路徑: 通常意味著最小費(fèi)用的路徑 其他定義也是可能的,網(wǎng)絡(luò)層,30,距離向量算法,Bellman-Ford方程 (動(dòng)態(tài)規(guī)劃) 定義 dx(y) := 從x到y(tǒng)最低費(fèi)用路徑的費(fèi)用 則 dx(y) = min c(x,v) + dv(y) 其中min對(duì)x的所有鄰居,網(wǎng)絡(luò)層,31,Be

13、llman-Ford 例子,Clearly, dv(z) = 5, dx(z) = 3, dw(z) = 3,du(z) = min c(u,v) + dv(z), c(u,x) + dx(z), c(u,w) + dw(z) = min 2 + 5, 1 + 3, 5 + 3 = 4,取最小的節(jié)點(diǎn)是在最短路中的下一跳 轉(zhuǎn)發(fā)表,B-F equation says:,網(wǎng)絡(luò)層,32,距離向量算法,基本思想: 每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送它自己的距離向量以估計(jì)到其鄰居 當(dāng)節(jié)點(diǎn)x接收到來(lái)自鄰居的新DV估計(jì)，它使用B-F方程更新其自己的DV :,Dx(y) minvc(x,v) + Dv(y) for each

14、 node y N,在規(guī)模較小、正常的條件下，估計(jì)值Dx(y)收斂在實(shí)際最小費(fèi)用 dx(y),網(wǎng)絡(luò)層,33,距離向量算法,迭代、異步: 每次本地迭代由下列事件引起: 本地鏈路費(fèi)用改變 從鄰居獲得更新的DV報(bào)文 分布式: 每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅當(dāng)其DV改變時(shí)通知鄰居 如果必要，鄰居則通知它們的鄰居,每個(gè)節(jié)點(diǎn):,網(wǎng)絡(luò)層,34,距離向量: 鏈路費(fèi)用變化,鏈路費(fèi)用變化: 好消息傳播得快 壞消息傳播得慢“計(jì)數(shù)到無(wú)窮”問(wèn)題! 在算法穩(wěn)定前，迭代44 次: 毒性逆轉(zhuǎn): 如果Z路由通過(guò)Y得到 X : Z告訴Y它(Zs)到X的距離是無(wú)窮 (因此Y將不能經(jīng)Z路由到X) 這將完全解決計(jì)數(shù)到無(wú)窮問(wèn)題?,網(wǎng)絡(luò)層,35,鏈路狀態(tài)路由

15、算法,Dijkstra算法 所有節(jié)點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、鏈路費(fèi)用 經(jīng)“鏈路狀態(tài)廣播”完成 所有節(jié)點(diǎn)具有相同信息 從一個(gè)節(jié)點(diǎn)(源)到所有其他節(jié)點(diǎn)計(jì)算最低費(fèi)用路徑 給出對(duì)這些節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表 迭代: k次迭代后，得知到k個(gè)目的地的最低費(fèi)用路徑,概念: c(x,y): 從節(jié)點(diǎn)x到y(tǒng)的鏈路費(fèi)用; = 如果不是直接鄰居 D(v):從源到目的地v路徑費(fèi)用的當(dāng)前值 p(v): 從源到v沿路徑的前任節(jié)點(diǎn) N: 已知在最小費(fèi)用路徑中的節(jié)點(diǎn)集合,網(wǎng)絡(luò)層,36,Dijsktra算法,1 初始化: 2 N = u 3 對(duì)所有節(jié)點(diǎn)v 4 if v 臨近 u 5 then D(v) = c(u,v) 6 else D(v) = 7

16、 8 Loop 9 找出w不在N中使得D(w)最小 10 將w加入N 11 對(duì)于所有v臨近w并不在N中，更新D(v): 12 D(v) = min( D(v), D(w) + c(w,v) ) 13 /* 到v的新費(fèi)用或是到v的老費(fèi)用或到w加上從w到v的已知最短路費(fèi)用*/ 15 until 所有節(jié)點(diǎn)在 N中,網(wǎng)絡(luò)層,37,Dijkstra 算法: 例子,步驟 0 1 2 3 4 5,N u ux uxy uxyv uxyvw uxyvwz,D(v),p(v) 2,u 2,u 2,u,D(w),p(w) 5,u 4,x 3,y 3,y,D(x),p(x) 1,u,D(y),p(y) 2,x,D(

17、z),p(z) 4,y 4,y 4,y,網(wǎng)絡(luò)層,38,Dijkstra算法, 討論,算法復(fù)雜性: n個(gè)節(jié)點(diǎn) 每次迭代: 需要檢查所有節(jié)點(diǎn)w, 不在N中 n(n+1)/2 對(duì)比: O(n2) 更有效的實(shí)現(xiàn)是可能的: O(nlogn) 可能振蕩: 如鏈路費(fèi)用 = 承載流量的量,e,1,1,e,1,1,e,1,1,網(wǎng)絡(luò)層,39,LS和DV算法的比較,報(bào)文復(fù)雜性 LS: 對(duì)n個(gè)節(jié)點(diǎn)，E條鏈路, 發(fā)送O(nE) 報(bào)文 DV: 僅在鄰居之間交換 收斂時(shí)間變化 收斂速度 LS: O(n2) 算法要求 O(nE)報(bào)文 可能具有振蕩 DV: 收斂時(shí)間變化 可能有選路環(huán)路 計(jì)數(shù)到無(wú)窮問(wèn)題,健壯性: 如果路由器異常

18、，將發(fā)生什么現(xiàn)象? LS: 節(jié)點(diǎn)可能通告不正確的鏈路費(fèi)用 每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅計(jì)算它自己的表 DV: DV節(jié)點(diǎn)通告不正確的路徑費(fèi)用 每個(gè)節(jié)點(diǎn)表能由其他人使用 差錯(cuò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播,網(wǎng)絡(luò)層,40,第4部分 網(wǎng)絡(luò)層,4.1 網(wǎng)絡(luò)層的功能 4.2 路由算法 4.3 IPv4 IPv4分組 IPv4地址與NAT 子網(wǎng)絡(luò)劃分與子網(wǎng)掩碼、CIDR ARP、DHCP、ICMP協(xié)議 4.4 IPv6,4.5 路由協(xié)議 層次路由與自治系統(tǒng) 域內(nèi)路由與域間路由 RIP路由協(xié)議 OSPF路由協(xié)議 BGP路由協(xié)議 4.6 IP組播 4.7 移動(dòng)IP 4.8 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)層,41,IP v4分組的格式,一個(gè) IP 數(shù)據(jù)分組由首部

19、和數(shù)據(jù)兩部分組成。 首部的前一部分是固定長(zhǎng)度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變的。,網(wǎng)絡(luò)層,42,固 定 部 分,可變 部分,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,傳送,IP 數(shù)據(jù)報(bào),發(fā)送在前,網(wǎng)絡(luò)層,43,可變 部分,首 部,

20、0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,傳送,IP 數(shù)據(jù)報(bào),網(wǎng)絡(luò)層,44,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比

21、特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,數(shù) 據(jù) 部 分,首 部,傳送,IP 數(shù)據(jù)報(bào),固 定 部 分,網(wǎng)絡(luò)層,45,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,46,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志

22、,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,47,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未

23、用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,48,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,49,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn)

24、 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,50,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,標(biāo)志(flag) 占 3 bi

25、t，目前只有前兩個(gè)比特有意義。 標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。 MF 1 表示后面“還有分片”。MF 0 表示最后一個(gè)分片。 標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Dont Fragment) 。 只有當(dāng) DF 0 時(shí)才允許分片。,網(wǎng)絡(luò)層,51,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定

26、部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,52,IP分片和重新組裝,網(wǎng)絡(luò)鏈路有MTU (最大傳輸長(zhǎng)度) 最大可能的鏈路級(jí)幀 不同的鏈路類(lèi)型，不同的 在網(wǎng)絡(luò)中，大IP 數(shù)據(jù)報(bào)被分割(“分段”) 一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào) 變?yōu)閹讉€(gè)數(shù)據(jù)報(bào) “重新裝配”僅在最后目的地 IP首部比特用于標(biāo)識(shí)、排序相關(guān)段,分段: 輸入: 一個(gè)大的數(shù)據(jù)報(bào) 輸出: 3個(gè)小的數(shù)據(jù)報(bào),reassembly,網(wǎng)絡(luò)層,53,IP分片和重新組裝,例子 4000字節(jié)數(shù)據(jù)報(bào) MTU = 1500字節(jié),在數(shù)據(jù)字段1480 字節(jié),偏移 = 1480/8,網(wǎng)絡(luò)層,54,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型

27、,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,生存時(shí)間(8 bit)記為 TTL (Time To Live)，這是為了 限制數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中的生存時(shí)間，其單位最初是秒， 但為了方便，現(xiàn)在都用“跳數(shù)”作為 TTL 的單位。 數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，其 TTL 值就減 1。,網(wǎng)絡(luò)層,55,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總

28、長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,56,運(yùn)輸層,網(wǎng)絡(luò)層,首部,TCP,UDP,ICMP,IGMP,OSPF,數(shù) 據(jù) 部 分,IP 數(shù)據(jù)報(bào),網(wǎng)絡(luò)層,57,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首

29、部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,58,發(fā)送端,接收端,16 bit,字 1,16 bit,字 2,16 bit,字 n,數(shù) 據(jù) 報(bào) 首 部,IP 數(shù)據(jù)報(bào),16 bit,字 1,16 bit,字 2,16 bit,字 n,數(shù)據(jù)部分,網(wǎng)絡(luò)層,59,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,標(biāo)志,生 存 時(shí) 間,協(xié) 議,標(biāo) 識(shí),服 務(wù) 類(lèi) 型,總 長(zhǎng) 度,片 偏 移,填 充,首 部 校 驗(yàn) 和,源 地 址,目 的 地 址,可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）,比特,首部長(zhǎng)度,0,1,2,3,4

30、,5,6,7,D,T,R,C,未用,優(yōu) 先 級(jí),數(shù) 據(jù) 部 分,比特,固 定 部 分,可變 部分,網(wǎng)絡(luò)層,60,IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的可變部分,IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來(lái)支持排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等措施，內(nèi)容很豐富。 選項(xiàng)字段的長(zhǎng)度可變，從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等，取決于所選擇的項(xiàng)目。 增加首部的可變部分是為了增加 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的功能，但這同時(shí)也使得 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部長(zhǎng)度成為可變的。這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開(kāi)銷(xiāo)。 實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。,網(wǎng)絡(luò)層,61,IPv4地址,在網(wǎng)絡(luò)中有幾種尋址方法？ 在網(wǎng)絡(luò)中，存在兩種尋址方法。現(xiàn)在已經(jīng)了解了其中一種尋址方法的定義，那就是

31、MAC地址?；ミB網(wǎng)連接中，第二種尋址方法使用的是所謂的IP地址。 MAC地址是物理地址，是數(shù)據(jù)鏈路層使用的地址。IP地址是網(wǎng)絡(luò)層使用的地址。,網(wǎng)絡(luò)層,62,IPv4地址,我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的 32 位的標(biāo)識(shí)符。 IP 地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號(hào)碼指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)進(jìn)行分配。,網(wǎng)絡(luò)層,63,什么是IP地址,IP地址是基于Internet Protocol(因特網(wǎng)協(xié)議)的。 每一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)

32、必須有自己的唯一的IP地址。 IP地址對(duì)于WAN上的互連網(wǎng)連接來(lái)說(shuō)，是非常必要的。,網(wǎng)絡(luò)層,64,如何設(shè)計(jì)IP地址,網(wǎng)絡(luò)層,65,IP 地址的編址方法,分類(lèi)的 IP 地址。這是最基本的編址方法，在 1981 年就通過(guò)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 子網(wǎng)的劃分。這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)RFC 950在 1985 年通過(guò)。 構(gòu)成超網(wǎng)。這是比較新的無(wú)分類(lèi)編址方法。1993 年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。,網(wǎng)絡(luò)層,66,分類(lèi) IP 地址,IP 地址可以分為兩級(jí)： IP 地址 := , 地址由兩個(gè)固定長(zhǎng)度的字段組成： 網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id：標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)； 主機(jī)號(hào)host-id：標(biāo)志該主

33、機(jī)（或路由器）。,網(wǎng)絡(luò)層,67,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,網(wǎng)絡(luò)層,68,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C

34、 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 1 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)層,69,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 2 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)

35、層,70,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 3 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)層,71,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id

36、 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,A 類(lèi)地址的主機(jī)號(hào)字段 host-id 為 3 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)層,72,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,B 類(lèi)地址的主機(jī)號(hào)字段

37、host-id 為 2 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)層,73,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,C 類(lèi)地址的主機(jī)號(hào)字段 host-id 為 1 字節(jié),網(wǎng)絡(luò)層,74,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)

38、字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,D 類(lèi)地址是多播地址,網(wǎng)絡(luò)層,75,net-id 24 bit,host-id 24 bit,net-id 16 bit,net-id 8 bit,IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段,0,A 類(lèi)地址,host-id 16 bit,B 類(lèi)地址,C 類(lèi)地址,0,1,1,D 類(lèi)地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 類(lèi)地址,保 留 為 今 后 使 用,1 1 1 1 0,0,1,E 類(lèi)地址保留為今后

39、使用,網(wǎng)絡(luò)層,76,路由器如何利用IP地址轉(zhuǎn)發(fā)分組？,利用分組中的IP 地址： 找到網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 找到目的網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)分組到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)后： 利用主機(jī)號(hào)host-id 直接交付給目的主機(jī)。,網(wǎng)絡(luò)層,77,點(diǎn)分十進(jìn)制記法,采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法 則進(jìn)一步提高可讀性,1,128 11 3 31,將每 8 bit 的二進(jìn)制數(shù) 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù),網(wǎng)絡(luò)層,78,網(wǎng)絡(luò)層,79,網(wǎng)絡(luò)層,80,網(wǎng)絡(luò)層,81,網(wǎng)絡(luò)層,82,特殊的IP地址,網(wǎng)絡(luò)層,83,常用的三種類(lèi)別的 IP 地址,IP 地址的使用范圍,網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個(gè) 最后一個(gè) 每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 類(lèi)別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 網(wǎng)

40、絡(luò)號(hào) 主機(jī)數(shù) A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 254,網(wǎng)絡(luò)層,84,IP 地址的一些重要特點(diǎn),(1) IP 地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)等級(jí)的好處是： 第一，IP 地址管理機(jī)構(gòu)在分配 IP 地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。 第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號(hào)），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由

41、表所占的存儲(chǔ)空間。,網(wǎng)絡(luò)層,85,IP 地址的一些重要特點(diǎn),(2) 實(shí)際上 IP 地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。 當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的 IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 必須是不同的。這種主機(jī)稱(chēng)為多歸屬主機(jī)(multihomed host)。 由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的 IP 地址。,網(wǎng)絡(luò)層,86,IP 地址的一些重要特點(diǎn),(3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來(lái)的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id。

42、(4) 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 的網(wǎng)絡(luò)，不管是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。,網(wǎng)絡(luò)層,87,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN

43、3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。 圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id,網(wǎng)絡(luò)層,88,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,222.1.4

44、.2,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。 圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id,網(wǎng)絡(luò)層,89,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,222.1.

45、6.1,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。 圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id,網(wǎng)絡(luò)層,90,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,222.

46、1.2.2,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。 圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id,網(wǎng)絡(luò)層,91,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,222.1.

47、1.1,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。 路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè) 不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的

48、IP 地址。,網(wǎng)絡(luò)層,92,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),路

49、由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。 路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè) 不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。,網(wǎng)絡(luò)層,93,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,22

50、2.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。 路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè) 不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。,網(wǎng)絡(luò)層,94,互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址,B,222.1.1.,,,,,R1,,,,,,222.1.2.,,,,,,,,222.1

51、.3.2,,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互聯(lián)網(wǎng),兩個(gè)路由器直接相連的接口處，可指明也可不指明 IP 地址。如指明 IP 地址，則這一段連線就構(gòu)成了一種只包含一段線路的特殊“網(wǎng)絡(luò)” ?，F(xiàn)在常不指明 IP 地址。,網(wǎng)絡(luò)層,95,IP 地址與硬件地址,TCP 報(bào)文,IP 數(shù)據(jù)報(bào),MAC 幀,應(yīng)用層數(shù)據(jù),首部,首部,尾部,首部,網(wǎng)絡(luò)層,96,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),

52、局域網(wǎng),通信的路徑 H1經(jīng)過(guò) R1 轉(zhuǎn)發(fā)再經(jīng)過(guò) R2 轉(zhuǎn)發(fā)H2,查找路由表,查找路由表,網(wǎng)絡(luò)層,97,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,IP5,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,IP 數(shù)據(jù)報(bào),從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動(dòng),網(wǎng)絡(luò)層,98,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,硬件地址

53、,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,IP5,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,IP 數(shù)據(jù)報(bào),從虛擬的 IP 層上看 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的流動(dòng),網(wǎng)絡(luò)層,99,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,硬件地址,路由器 R2,HA2,IP1,IP2,局域網(wǎng),局域網(wǎng),局域網(wǎng),IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,IP 層

54、上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,IP5,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,IP 數(shù)據(jù)報(bào),在鏈路上看 MAC 幀的流動(dòng),網(wǎng)絡(luò)層,100,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,IP5,路由器 R2,MAC 幀,MAC 幀,IP 數(shù)據(jù)報(bào),在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 圖中的 IP1IP2 表示從源地址 IP1 到目的地址 IP2 兩個(gè)路由器的 IP 地址并不出現(xiàn)在 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中,網(wǎng)絡(luò)層,101,IP1,HA1,HA5,HA4,HA3,HA6,HA2,IP6,主機(jī) H1,主機(jī) H2,路由器 R1,IP 層上的互聯(lián)網(wǎng),MAC 幀,IP2,IP4,IP3,IP5,