(2.11)--第四讲、网络层计算机网络.pdf

《(2.11)--第四讲、网络层计算机网络.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2.11)--第四讲、网络层计算机网络.pdf（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第4讲 网络层 第一组得分：61.85分 1 第二组得分：65.8分 2 第三组得分：83.31分 3 第四组得分：90.1分 4 第五组得分：？分 5 第四讲：网络层 网络层概述 01 VPN和NAT 04 路由协议 03 IPv4协议 02 第四讲：网络层 网络层概述 01 VPN和NAT 04 路由协议 03 IPv4协议 02 网络层概述 网络层服务 发送主机：将数据段封装到数据报中 接收主机：向传输层交付数据段 每个主机和路由器都运行网络层协议 路由器检验所有经过它的IP数据报头部域（判断如何处理？）传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 应用层应用层 源主

2、机向目的主机传输分组 路由选择路由选择 网络层概述 网络层核心功能 转发：将分组从输入端口转发到合适的输出端口 0110 转发表转发表 地址 输出链路 0100 1 0110 2 0111 3 1 2 data 路由算法：确定通过端到端的路径 路由：确定分组从源到目的经过的路径 主机1 主机2 网络层概述 网络层核心功能（连接建立）某些网络的重要功能，如：ATM,帧中继，X2.5 数据分组传输之间两端主机首先需要建立虚拟/逻辑连接 网络层与传输层的连接比较 网络层：两个主机之间（所有网络设备都要参与）传输层：两个进程之间（不关心中间的网络设备）网络层概述 网络层服务模型（连接服务）首先为系列分

3、组的传输确定传输路径 然后沿着该路径（连接）传输分组 系列分组传输路径相同 传输结束后，拆除连接 虚电路网络（Virtual-Circuit network）网络层服务模型（无连接服务）不事先为系列分组的传输确定传输路径 每个分组独立确定传输路径 不同分组可能传输路径不同 数据报网络（Datagram network）网络层概述 网络层提供的两种服务 虚电路网络（Virtual-Circuit):面向连接的服务 数据报网络（Datagram）：面向无连接服务 丢失 虚电路网络提供连接的服务 数据报网络提供无连接的服务 类似与传输层的TCP和UDP，但是网络层服务：主机到主机的服务 网络核心设备

4、实现 网络层概述 虚电路 通信过程：呼叫建立数据传输拆除呼叫 每个分组携带虚电路标识（VCID),而不是目的地址 VCID 虚电路经过的每个网络设备（如路由器），需要维护每条经过它的虚电路连接状态。优点：链路、网络设备资源（如带宽、缓存）可以面向VC进行预分配。每条虚电路包括：一条路径、虚电路号(VCID)、沿路上的每个网络设备利用转发表记录经过的每条虚电路 网络层概述 VC转发表 输入端口输入端口 输入输入VCID 输出端口输出端口 输出输出VDID 1 12 3 34 2 3 1 54 65 89 1 2 3 23 33 17 路由器R1的VC转发表：VC路径上每个网络设备都需要维护VC连

5、接的状态信息 R1 R2 12 34 66 1 3 2 主机1 主机2 网络层概述 数据报网络 网络层无连接 每个分组都需要携带分组的目的地址转发分组 基于路由协议/算法构建转发表 检索转发表 每个分组独立选路 网络层 传输层 数据链路层 物理层 应用层 网络层 传输层 数据链路层 物理层 应用层 网络层概述 0110 转发表 目的地址 输出链路 地址1 1 地址2 2 地址3 3 1 2 data 40多亿个IP地址 路由算法路由算法 IP地址 列表地址范围（聚合转发表入口）转发表 目的地址 输出链路 地址范围1 1 地址范围2 2 地址范围3 3 数据报网络与虚电路网路 Internet（

6、数据报网络）计算机之间的数据交换：弹性服务，没有严格时间需求 链路类型众多 特点、性能各异、统一服务困难 端系统“智能”（计算机）。ATM（VC网络）简化网络，复杂“边缘”。电话网络演化而来 核心业务是实时对话 严格的时间要求，可靠的需求 端系统（非智能）：电话机 简化“边缘”，复杂“网络。第四讲：网络层 网络层概述 01 VPN和NAT 04 路由协议 03 IPv4协议 02 IPv4协议 Internet网络层 主机、路由器网络层主要功能 传输层:TCP,UDP 数据链路层 物理层 路由协议 路由选择：RIP,OSPF,BGP 转发表（路由表）IP协议 选址 数据报格式 分组处理规约 I

7、CMP协议 差错报告 路由器“信令”网络层 IP地址规划 IP地址规划的重要性 IP地址规划的好坏，将会直接给网络带来影响：网络路由协议算法的效率 网络的性能 网络的扩展 网络的管理 分层的网络结构 接入层 汇聚层 核心层 工作组接入及访问控制 路由聚合及流量收敛 高速数据转发 网络设计采用分层的结构，分为：核心层、汇聚层、接入层三层 这种分层的网络结构要求在进行IP地址分配时必须进行详细的规划 IP地址分类 成组址地PI制进十分点示表制进二号机主 号络网1.332.13.0121000,0000.1001,0111.1111,1000.0100,1011特比2332比特的IP地址被划分为两个

8、部分 网络号（Network ID，NID）主机号（Host ID，HID）IP地址分类 0 network(7bits)1 network(14bits)host(24bits)1 network(21bits)1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 host(16bits)host(8bits)组播地址 保留 128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0223.255.255.255 224.0.0.0239.255.255.255 240.0.0.0255.255.255.255 A类地址 B类地址 C类地址 D类地址 E类地址 0 1.0.0.0126.25

9、5.255.255 IP地址分类 私有IP地址10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255 192.168.0.0192.168.255.255 网络部分 主机部分 地址类型 用 途 127 any 全“0”全“1”Any 全“0”Any 全“1”网络地址 代表一个网段 广播地址 特定网段的所有节点 环回地址 环回测试 广播地址 本网段所有节点 所有网络 华为Quidway路由器 用于指定默认路由 特殊IP地址 子网掩码 使用子网掩码（subnet mask）区分网络部分和主机部分 例如：例如：B类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为255.25

10、5.0.0 子网掩码使用与IP地址一样的格式 子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0 子网掩码 子网掩码的表示方式 255 .255 .255 .0 11111111 11111111 11111111 00000000 192 .168 .1 .7 11000000 10101000 00000001 00000111 8+8+8+0=24 192.168.1.7/24 IP地址 子网掩码 子网掩码比特数 子网掩码表示 子网掩码 非标准子网掩码 11 C类网络地址 非标准子网掩码的十进制形式 网络号 主机号 子网号 192.168.1.0 1111,1111.1111,111

11、1.1111,1111.00,0000 255 .255 .255 .192 非标准子网掩码的二进制形式 子网掩码 1101 0010.0001 1111.1110 1001.0000 0001 IP 地址的二进制形式地址的二进制形式 点分十进制点分十进制 IP 地址地址 210 .31 .233 .1 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000 子网掩码的十进制表示子网掩码的十进制表示 子网掩码的二进制形式子网掩码的二进制形式 255 .255 .255 .0 1101 0010.0001 1111.1110 1001.0000,0000 210 .31

12、.233 .0 网络号的二进制形式网络号的二进制形式 网络号的十进制形式网络号的十进制形式 0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000,0001 0 .0 .0 .1 主机号的二进制形式主机号的二进制形式 主机号的十进制形式主机号的十进制形式 网络号和主机号计算 子网掩码 主机数的计算 主机数为：主机数为：2n 可用主机数为可用主机数为:2n-2 子网掩码子网掩码 N 网络位网络位 主机位主机位 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 子网掩码 主机数和子网数计算举例 IP地址为：地址为：192.168.1.100/28 /28=255.255.255.240 该子网掩码二进制表示为：该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络网络位位 4bits 主机位主机位 主机总数为：主机总数为：24 可用主机数为可用主机数为:24-2 子网总数为：子网总数为：28-4 休息片刻