04-IP与路由技术-20040210.pptVIP

Metro产品培训 课程目标 网络的分层模型 TCP/IP基础知识 子网规划与路由技术 相关网络设备知识 L3的特点 网络分层模型 为什么要分层 网络通信是一个复杂的系统，单一层面难以完成通信任务，因此引入了模块化、层次化的概念，也就形成了网络分层模型。 分层的作用 通信双方功能的对等实现 功能模块化、清晰化 利于各种网络技术的层叠 利于异构网络的互通 网络通信模型 内容提要 网络的分层模型 TCP/IP基础知识 子网规划与路由技术 相关网络设备知识 L3的特点 TCP/IP简介 起源： TCP/IP起源于60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到90年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式，成为了Internet的基础。它是一个真正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。 TCP/IP要点： 不是一种协议，而是多种协议组成的一个协议族 IP是面向非连接、不可靠的网络层技术 TCP是面向连接、可靠的传输层技术 UDP是面向非连接、不可靠的传输层技术 与OSI相比，TCP/IP技术来自于实践，简单实用，效率高 TCP/IP层次模型 与OSI的7层模型不同，TCP/IP通常被认为是一个4层模型： IP报文格式 IP报文格式 普通的IP头部长度为20个字节，不包含IP选项字段 版本号（Version）字段标明了IP协议的版本号，目前的协议版本号为4。下一代IP协议的版本号为6。 首部长度指IP包头部长度，占4位。 8位的服务类型（TOS，Type of Service）字段包括一个3位的优先权字段（COS，Class of Service），4位TOS字段和1位未用位。4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。 总长度（Total length）是整个IP数据报长度，包括数据部分。 标识符（Identification）字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。 寿命（TTL，Time to Live）字段设置了数据包可以经过的路由器数目。一旦经过一个路由器，TTL值就会减1，当该字段值为0时，数据包将被丢弃。 协议字段确定在数据包内传送的上层协议，和端口号类似，IP协议用协议号区分上层协议。TCP协议的协议号为6，UDP协议的协议号为17。 报头校验和（Head checksum）字段计算IP头部的校验和，检查报文头部的完整性。 IP分片与MTU MTU：Mast Transfer Unit 最大传送单元 链路层技术往往规定了一次传送单元的最大长度，例如以太网规定最大帧长为1518字节（802.1.Q规定为1522字节） IP报文的最大长度为2^16（65536）字节 IP报文的最大长度远大于链路层的MTU，因此，当IP报文封装到链路层时，往往需要进行分片。 IP报文中，由“标志”和“段偏移”两个字段来界定IP分片： “标志”——占3比特，只用到低位的两个比特 MF（More Fragment）MF=1，后面还有分片；MF=0，最后一个分片 DF（Don‘t Fragment）DF=1，不允许分片；DF=0，允许分片 “段偏移” ——总共13比特，单位为8字节 指明分片后的当前分组在原IP报文中的相对位置 思考：某个分片丢失会造成什么后果？ TCP基础知识 网络误码的解决方法 前向纠错（FEC）---冗余编码、实现复杂 确认与重传（ARQ）---实现简单、效率稍低 大多数数据通信系统选择了ARQ机制 TCP的滑动窗口机制 ARQ面临的问题：如果逐包确认，效率会非常低下，尤其是网络延时较大的情况下，怎么办？ TCP的解决之道： 一次发送N个包（N等于滑动窗口的大小） 接收端一次确认M个包 如果发送端在定时内未收到对端的确认，则重发相应的包 “确认”是TCP报文的一个附件功能，不会增加额外负担 TCP与UDP 内容提要 网络的分层模型 TCP/IP基础知识 子网规划与路由技术 相关网络设备知识 L3的特点 子网规划基础 为何要进行子网划分 MAN和WAN不可能采用广播技术，必须进行合理的路由 MAC地址的无规律性、固化性，难以进行广域路由 逻辑地址（IP）具有灵活性、可规划性 子网划分可收敛地址数量，减轻路由压力 子网划分的办法 IP地址的结构化分层方案将IP地址分为子网地址和主机地址，区分子网地址和主机地址需要掩码（Mask）来实现。 基于以上方法，可以将全球网络划分为有规律的、可灵活调整的子网，并在此基础上进行合理路由。 同时，更小范围的子网划分也有利于网络管理。 PS：PSTN网的电话号码=国家号＋区号＋本地号码，也是一种对网络的子网细化 IP地址 IP地址组成 IP地址