网络课件-第六章.ppt

东北大学 姚 羽 yaoyu@mail.neu.edu.cn 第六章 网络层与网络互联 6.1 互连网 6.2 IP协议 6.3 路由和寻址 6.4 广域网互连 6.5 IPv6 6.1 互连网 6.1.1 基本概念 因特网（Internet）全球最大的，开放的，有众多网络相互连接而成的特定计算机网络，采用TCP/IP协议簇，前身为ARPANET 互连网（internet）泛指多个计算机网络互连形成的计算机网络 6.1 互连网 互连的概念 互连（interconnection）：强调物理连接 互联（internetworking）：强调逻辑连接 异种网络的概念 低层协议的差异 例如Ethernet与Token Ring 高层协议的差异 例如TCP/IP与Novell 6.1 互连网 网络互连 用线路和互连设备连接采用各种不同低层（网络层以下）协议的网络。 网络互联 利用应用程序网关实现采用不同高层（传输层以上）协议的网络之间的逻辑连接。 为什么需要网络互连 大大小小、相互独立的网络存在的必然性 已有的异种网络的客观存在 一个独立网络按层次划分子网的必要性 要求屏蔽异种网络的差异，为上层的各种应用提供数据传输和交换平台。 6.1 互连网 6.1.2 网络互连使用的设备 6.1.2 网络互连使用的设备 中继器和集线器 中继器（Repeater） 集线器（HUB） 工作在物理层，仅仅对信号整形和放大并转发 连接的范围形成一个冲突域 6.1.2 网络互连使用的设备 网段 用同一传输介质连接起来的站点的集合 冲突域（也称广播域） 共享同一传输介质的站点和互连设备的集合 冲突域举例 用同轴电缆连接多个站点构成的网段 用双绞线将站点连接到集线器上形成的网段 用中继器/集线器互连多个网段构成的网络 6.1.2 网络互连使用的设备 网桥和交换机 工作在OSI模型的物理层和数据链路层 实现不同冲突域之间的数据帧交换 网桥具有的主要功能 隔离冲突域 连接不同MAC协议的网段 交换机相当于多端口的网桥 网桥和交换机 隔离冲突域 使用网桥连接不同网络 网桥工作原理 网桥与中继器的功能比较 功能比较 6.1.2 网络互连使用的设备 路由器 网络层的网络互连设备 路由器 网络层是通信子网的最高层 通信子网结点之间在逻辑上传输网络层数据包。 在通信的两个端点，网络层是通信子网与用户主机的边界。 工作在网络层上的路由器为传输层提供分组传输服务 路由器 6.1.2 网络互连使用的设备 网关 进行运输层及其高层的网络互连 设备所在层次的含义 6.2 IP协议 IP协议：Internet Protocol 6.2.1 IP协议与网络层 IP协议，网络层，IP层 网络层的典型服务类型 不可靠的无连接服务 典型实例：Internet的IP 实现方式：数据报（datagram） 可靠的面向连接服务 典型实例：ATM 实现方式：虚电路（VC） 6.2.1 IP协议与网络层 IP层的特点 提供无连接的分组传输机制 “尽力传递”的设计思想 不能保证传输的可靠性（无差错恢复、有数据丢失） 纠错重传问题交传输层解决 快速、简单、效率高 实现IP路由 6.2.1 IP协议与网络层 IP层的重要地位 通信子网的最高层次，对上层屏蔽低层细节 向上层提供统一的分组交换服务 异种网络互连的基础（粘合剂） 6.2.1 IP协议与网络层 需要解决的问题 编址 转发的策略 差错处理 维护转发的策略 6.2.1 IP协议与网络层 IP层的主要协议 IP( Internet Protocol) ICMP(Internet Control Message Protocol) 用于IP层差错与控制报文的传输 ARP和RARP 用于IP地址与MAC地址的转换 IGMP(Internet Group Management Protocol) 用于组播 IP层的主要协议 6.2.2 IP地址 IP地址的概念 IP地址是分配给网络上的计算机逻辑地址。 无论是哪种网络，其网络地址都应是唯一的。 目前应用最广泛的Internet网络，由于它采用的通讯协议是TCP/IP协议，所以，其网络地址也称为：IP地址。 IP地址与MAC地址的关系 IP地址与硬件地址 6.2.2 IP地址 IP地址的组成 IP地址典型的是由：网络地址（ID）和网络上的主机地址（ID）两部分组成。 IP地址是用4个8位二进制字节表示的。 6.2.2 IP地址 IP地址的分类 IP地址一般分为A、B、C、D、E，共5 类，主要且常用的有：A类、B类，C类。 Ａ类地址： 6.2.2 IP地址 Ｂ类地址： Ｃ类地址： 6.2.2 IP地址 D类地址： E类地址： 6.2.2 IP地址 6.