第九講 網(wǎng)絡(luò)層(一)ppt課件.ppt

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1、第九講網(wǎng)絡(luò)層（一）1本講主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)層概述數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路網(wǎng)際協(xié)議IPIPv4與IPv6IP數(shù)據(jù)報(bào)構(gòu)成IP地址子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼27.1網(wǎng)絡(luò)層概述網(wǎng)絡(luò)層的根本任務(wù)是將源主機(jī)發(fā)出的分組經(jīng)各種途徑送到目的主機(jī)。從源主機(jī)到目的主機(jī)可能得經(jīng)過許多中間節(jié)點(diǎn)。這一功能與數(shù)據(jù)鏈路層形成鮮明的對比，數(shù)據(jù)鏈路層僅將數(shù)據(jù)幀從導(dǎo)線的一端送到其另一端，而網(wǎng)絡(luò)層是處理點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畹蛯印?7.1.1網(wǎng)絡(luò)層的的設(shè)計(jì)問題當(dāng)源主機(jī)與目的主機(jī)不處于同一網(wǎng)絡(luò)中時，應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)層來處理這些差異，并解決由此而帶來的問題，這是網(wǎng)絡(luò)層關(guān)心的一個重要問題：異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)層必須

2、知道通信子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（即所有路由器的位置），并選擇通過子網(wǎng)的合適路徑，這是網(wǎng)絡(luò)層要解決的另一個重要問題：路由選擇。另外，選擇路徑時要注意到，不要使一些通信線路超負(fù)荷工作，而另一些通信線路卻處于空閑狀態(tài)，這是另一方面的問題：擁塞控制。4表7-1不同網(wǎng)絡(luò)的不同性質(zhì)不同的方面可能的取值提供的服務(wù)面向連接的和無連接的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP，IPX，CLNP，AppleTalk,DECnet等服務(wù)質(zhì)量支持服務(wù)質(zhì)量或不支持，許多不同的方法多點(diǎn)廣播存在多點(diǎn)廣播或不存在分組大小各個網(wǎng)絡(luò)分組長度的最大值不一致尋址方式分層的（如IP），平面的（如IEEE

3、802）流量控制速率控制，滑動窗口，其它方法或不支持流量控制擁塞控制漏桶、抑制分組等差錯控制可靠的，有序的和無序的提交安全性使用規(guī)則、加密等參數(shù)不同的超時值、流說明等計(jì)費(fèi)方式按連接時間計(jì)費(fèi)，按分組數(shù)計(jì)費(fèi)，按字節(jié)數(shù)計(jì)費(fèi)或不計(jì)費(fèi)57.1.2虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)層主要提供兩種數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)：面向連接的虛電路方式無連接的數(shù)據(jù)報(bào)方式61．面向連接的虛電路方式H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1要和H5通信主機(jī)H1先向主機(jī)H5發(fā)出一個特定格式的控制信息分組，要求進(jìn)行通信，同時尋找一條合適路由。若主機(jī)H5同意通信就發(fā)回響應(yīng)，然后雙方

4、就建立了虛電路。虛電路H1向H5發(fā)送的所有分組都沿此虛電路傳送。7提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)同理，主機(jī)H2和主機(jī)H6通信之前，也要建立虛電路。8提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)在虛電路建立后，網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的服務(wù)就好像在兩個主機(jī)之間建立了一對穿過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字管道。所有發(fā)送的分組都按順序進(jìn)入管道，然后按照先進(jìn)先出的原則沿著此管道傳送到目的站主機(jī)。9提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)到達(dá)目的站的分組順序就與發(fā)送時的順序一致，因此網(wǎng)絡(luò)提供

5、虛電路服務(wù)對通信的服務(wù)質(zhì)量QoS(QualityofService)有較好的保證。102．無連接的數(shù)據(jù)報(bào)方式H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1向H5發(fā)送分組H2向H6發(fā)送分組路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個分組獨(dú)立地選擇路由。11網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對源主機(jī)沒有任何承諾。網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失，也不保證按源主機(jī)發(fā)送分組的先后順序，以及在時限內(nèi)必須將分組交付給目的主機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可根據(jù)情況將一些分組丟棄。數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的，它不能保

6、證服務(wù)質(zhì)量。無連接的數(shù)據(jù)報(bào)方式特點(diǎn)12在無連接的數(shù)據(jù)報(bào)方式的設(shè)計(jì)中，下面幾個部分是非常關(guān)鍵的。尋址路由。分組生命期。差錯控制和流量控制。分段和重組。137.2網(wǎng)際協(xié)議IPTCP/IP協(xié)議族是Internet所采用的協(xié)議族，是Internet的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。因特網(wǎng)協(xié)議IP(InternetProtocol)是TCP/IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。147.2.1IP協(xié)議提供的服務(wù)IP協(xié)議是因特網(wǎng)中的基礎(chǔ)協(xié)議，由IP協(xié)議控制傳輸?shù)膮f(xié)議單元稱為IP數(shù)據(jù)報(bào)。IP將多個網(wǎng)絡(luò)連成一個互聯(lián)網(wǎng)，可以把高層的數(shù)據(jù)以多個數(shù)據(jù)報(bào)

7、的形式通過互聯(lián)網(wǎng)分發(fā)出去,它的基本任務(wù)是屏蔽下層各種物理網(wǎng)絡(luò)的差異，向上層（主要是TCP層或UDP層）提供統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)報(bào)，各個IP數(shù)據(jù)報(bào)之間是相互獨(dú)立的。IP協(xié)議提供不可靠的、無連接的、盡力的數(shù)據(jù)報(bào)投遞服務(wù)。15將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到以太網(wǎng)的MAC數(shù)據(jù)幀中167.2.2IPv4與IPv6目前因特網(wǎng)上廣泛使用的IP協(xié)議為IPv4，IPv4的IP地址是由32位的二進(jìn)制數(shù)值組成的。IPv4協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供無連接的數(shù)據(jù)報(bào)盡力投遞服務(wù)。17固定部分可變部分04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源

8、地址目的地址可選字段（長度可變）比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級數(shù)據(jù)部分比特?cái)?shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)首部IPv4的數(shù)據(jù)報(bào)結(jié)構(gòu)18可變部分首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目的地址可選字段（長