網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議與路由器

1、主講人： 西安交通大學(xué) 程向前1第第4講講 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及路由器網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及路由器本講目的本講目的: o理解網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)原理理解網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)原理:n路由選擇路由選擇n處理系統(tǒng)的擴(kuò)展處理系統(tǒng)的擴(kuò)展n路由器工作原理路由器工作原理n前沿話題前沿話題 : IPv6, 組播組播o因特網(wǎng)的實現(xiàn)實例因特網(wǎng)的實現(xiàn)實例o教科書參考教科書參考n第第4章章概述概述:o路由器組成原理路由器組成原理o因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議oIP v4協(xié)議協(xié)議o路由選擇原理路由選擇原理oIP v6主講人： 西安交通大學(xué) 程向前2路由器在因特網(wǎng)中的地位路由器在因特網(wǎng)中的地位o局域網(wǎng)（局域網(wǎng)（LAN）和和撥號用戶需要通過撥號用戶需要

2、通過路由器接入因特網(wǎng)路由器接入因特網(wǎng)o因特網(wǎng)的通信子網(wǎng)因特網(wǎng)的通信子網(wǎng)由各種路由器互連由各種路由器互連而成而成o路由器是上網(wǎng)的路由器是上網(wǎng)的“必由之路必由之路”主講人： 西安交通大學(xué) 程向前3路由器結(jié)構(gòu)概述路由器結(jié)構(gòu)概述路由器的兩個關(guān)鍵功能路由器的兩個關(guān)鍵功能: o運行路由算法運行路由算法/協(xié)議協(xié)議 (RIP, OSPF, BGP)o交換交換分組于輸入鏈路到輸出鏈路之間分組于輸入鏈路到輸出鏈路之間 主講人： 西安交通大學(xué) 程向前4輸入端口功能輸入端口功能分散化的交換分散化的交換: o按照給出的分組信宿，使用輸入端口的內(nèi)存按照給出的分組信宿，使用輸入端口的內(nèi)存中存儲的路由選擇表，查找輸出端口中存

3、儲的路由選擇表，查找輸出端口o目標(biāo)目標(biāo): 以以“線路速度線路速度”完成輸入端口的處理完成輸入端口的處理o排隊排隊: 假如分組到達(dá)的數(shù)度快于轉(zhuǎn)發(fā)到交換假如分組到達(dá)的數(shù)度快于轉(zhuǎn)發(fā)到交換網(wǎng)絡(luò)的（網(wǎng)絡(luò)的（ switch fabric）速度時）速度時物理層物理層:位流級的接收數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層:e.g., Ethernet主講人： 西安交通大學(xué) 程向前5輸入端口上的排隊輸入端口上的排隊o交換網(wǎng)絡(luò)的處理速度低于所有輸入端口之和交換網(wǎng)絡(luò)的處理速度低于所有輸入端口之和 - 導(dǎo)致分導(dǎo)致分組在輸入端口的隊列中排隊組在輸入端口的隊列中排隊 o排頭（排頭（Head-of-the-Line (HOL)）阻塞）阻塞:

4、在隊列的排頭在隊列的排頭上的分組擋住了其他分組的前移上的分組擋住了其他分組的前移o由于輸入緩存的溢出導(dǎo)致了排隊延遲和數(shù)據(jù)丟失由于輸入緩存的溢出導(dǎo)致了排隊延遲和數(shù)據(jù)丟失!主講人： 西安交通大學(xué) 程向前6三類交換網(wǎng)絡(luò)三類交換網(wǎng)絡(luò)主講人： 西安交通大學(xué) 程向前7內(nèi)存交換內(nèi)存交換（Switching Via Memory）第一代路由器第一代路由器:o 分組通過系統(tǒng)的（單個）分組通過系統(tǒng)的（單個）CPU拷貝拷貝o 速度受到內(nèi)存帶寬的限制速度受到內(nèi)存帶寬的限制 (每個分組需每個分組需2次穿越次穿越系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線)InputPortOutputPortMemorySystem Bus現(xiàn)代路由器現(xiàn)代路由器:

5、 輸入端口處理器執(zhí)行查詢路由表、和拷貝的功能輸入端口處理器執(zhí)行查詢路由表、和拷貝的功能 Cisco Catalyst 8500主講人： 西安交通大學(xué) 程向前8總線交換總線交換（Switching Via Bus）o分組通過一條共享的總線從輸入分組通過一條共享的總線從輸入端口的內(nèi)存?zhèn)鬟f到輸出端口的內(nèi)端口的內(nèi)存?zhèn)鬟f到輸出端口的內(nèi)存存o總線競爭總線競爭: 交換速率受限于總線交換速率受限于總線的帶寬的帶寬o1 Gb/s總線總線, Cisco 1900: 對訪對訪問接入和企業(yè)級的路由器已經(jīng)足問接入和企業(yè)級的路由器已經(jīng)足夠夠 (但還不適應(yīng)在區(qū)域或主干級但還不適應(yīng)在區(qū)域或主干級線路上使用線路上使用)主講人：

6、 西安交通大學(xué) 程向前9通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換（Switching Via An Interconnection Network）o克服了總線帶寬的限制克服了總線帶寬的限制oBanyan networks, 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在發(fā)展初內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在發(fā)展初期是用來連接多處理器系統(tǒng)中的處理器期是用來連接多處理器系統(tǒng)中的處理器o設(shè)計先進(jìn)設(shè)計先進(jìn): 把分組分割成固定長度的單元把分組分割成固定長度的單元, 再把再把這些單元送入交換網(wǎng)絡(luò)這些單元送入交換網(wǎng)絡(luò) oCisco 12000: 通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換速度可達(dá)若通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換速度可達(dá)若干干Gb/s主講人： 西安交通大學(xué) 程向前10輸出端口輸出端口o緩

7、存緩存 當(dāng)來自交換網(wǎng)絡(luò)的分組到達(dá)速度高于傳當(dāng)來自交換網(wǎng)絡(luò)的分組到達(dá)速度高于傳輸速率時，需要進(jìn)行緩存輸速率時，需要進(jìn)行緩存o調(diào)度原則調(diào)度原則 從隊列中的分組中選擇傳輸從隊列中的分組中選擇傳輸 主講人： 西安交通大學(xué) 程向前11輸出端口的排隊輸出端口的排隊o當(dāng)交換速度當(dāng)交換速度超過超過輸出線路的速率時，需要進(jìn)行輸出線路的速率時，需要進(jìn)行緩存緩存o輸出端口的溢出會造成排隊（延遲）和數(shù)據(jù)丟輸出端口的溢出會造成排隊（延遲）和數(shù)據(jù)丟失失!主講人： 西安交通大學(xué) 程向前12因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能o在通信主機(jī)之間傳輸分組在通信主機(jī)之間傳輸分組 o網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議必須在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議必須在每一臺每一臺主機(jī)和

8、路由器上實現(xiàn)主機(jī)和路由器上實現(xiàn)兩項重要功能兩項重要功能:o路徑?jīng)Q策路徑?jīng)Q策: 為分組在收發(fā)為分組在收發(fā)雙方之間確定路徑，雙方之間確定路徑， 路由路由選擇算法選擇算法o交換交換: 在路由器的輸入、在路由器的輸入、輸出端口傳遞分組輸出端口傳遞分組networkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkphysicalnetworkdata

9、 linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical主講人： 西安交通大學(xué) 程向前13因特網(wǎng)模型因特網(wǎng)模型:數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報（Datagram ）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)o在網(wǎng)絡(luò)層沒有聯(lián)接建立過程在網(wǎng)絡(luò)層沒有聯(lián)接建立過程o路由器路由器: 沒有端對端的連接狀態(tài)沒有端對端的連接狀態(tài)n在網(wǎng)絡(luò)層不存在在網(wǎng)絡(luò)層不存在“連接連接”的概念的概念o一般分組使用信宿主機(jī)的一般分組使用信宿主機(jī)的ID進(jìn)行路由選擇進(jìn)行路由選擇n同樣收發(fā)雙方的不同分組可能經(jīng)由的路徑可能不同同樣收發(fā)雙方的不同

10、分組可能經(jīng)由的路徑可能不同applicationtransportnetworkdata linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical1. Send data2. Receive data主講人： 西安交通大學(xué) 程向前14數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報 vs. 虛電路網(wǎng)絡(luò)虛電路網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)因特網(wǎng)o數(shù)據(jù)交換在計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換在計算機(jī)之間進(jìn)行n“彈性彈性”服務(wù)服務(wù),沒有嚴(yán)格的實沒有嚴(yán)格的實時性要求時性要求 o“聰明聰明”的端系統(tǒng)的端系統(tǒng) (計算機(jī)計算機(jī))n可進(jìn)行自適應(yīng)可進(jìn)行自適應(yīng),執(zhí)行控制執(zhí)行控制, 出出錯恢復(fù)錯恢復(fù)n網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部比較簡單網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部比

11、較簡單, “邊緣上邊緣上”比較復(fù)雜比較復(fù)雜o利用了許多鏈路類型利用了許多鏈路類型 n各具有不同的特性各具有不同的特性n統(tǒng)一服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)十分困難統(tǒng)一服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)十分困難ATMo電話網(wǎng)絡(luò)演化而來電話網(wǎng)絡(luò)演化而來o人們的交流人們的交流: n嚴(yán)格要求實時性嚴(yán)格要求實時性, 和和可靠可靠n需要服務(wù)承諾需要服務(wù)承諾o“傻瓜式傻瓜式”的端系統(tǒng)的端系統(tǒng)n電話機(jī)電話機(jī)n復(fù)雜性在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部復(fù)雜性在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部主講人： 西安交通大學(xué) 程向前15因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層routingtable主機(jī)主機(jī), 路由器的網(wǎng)絡(luò)層功能路由器的網(wǎng)絡(luò)層功能:Routing protocolspath selectionRIP, OSPF, BGP

12、IP protocoladdressing conventionsdatagram formatpacket handling conventionsICMP protocolerror reportingrouter “signaling”Transport layer: TCP, UDPLink layerphysical layerNetworklayer主講人： 西安交通大學(xué) 程向前16路由選擇路由選擇路由選擇算法抽象路由選擇算法抽象:o圖中的結(jié)點是路由器圖中的結(jié)點是路由器o圖中的線條為物理鏈圖中的線條為物理鏈路路n鏈路成本鏈路成本: 延遲延遲, ￥費￥費用用, 或擁塞的程度或擁塞的程

13、度目標(biāo)目標(biāo): 在收發(fā)雙方的通信過程在收發(fā)雙方的通信過程中為分組（所經(jīng)由的一系列路中為分組（所經(jīng)由的一系列路由器中）確定一條由器中）確定一條“好好” 的路的路徑徑路由選擇協(xié)議路由選擇協(xié)議AEDCBF2213112535o“好好” 路路:n一般為費用最低的路一般為費用最低的路徑徑n也可以另行定義也可以另行定義主講人： 西安交通大學(xué) 程向前17路由算法分類路由算法分類全局或分散的信息全局或分散的信息?全局全局:o所有路由器都有完整的拓所有路由器都有完整的拓?fù)溥壿嫇溥壿?鏈路成本信息鏈路成本信息o“l(fā)ink state” 算法算法分散分散: o路由器只了解物理上鄰接路由器只了解物理上鄰接的路由器，了解

14、到達(dá)這些的路由器，了解到達(dá)這些路由器的鏈路成本路由器的鏈路成本o通過迭代計算處理通過迭代計算處理,可與可與相鄰路由器交換信息相鄰路由器交換信息o“distance vector” 算法算法靜態(tài)或動態(tài)的靜態(tài)或動態(tài)的?靜態(tài)靜態(tài): o路由變化較少的情況路由變化較少的情況動態(tài)動態(tài): o路由變化較快的情況路由變化較快的情況n定期更新定期更新n為了響應(yīng)鏈路成本為了響應(yīng)鏈路成本的變化的變化主講人： 西安交通大學(xué) 程向前18IP 尋址尋址oIP 地址地址: 32-bit 用來用來定義主機(jī)定義主機(jī),路由器的接口路由器的接口 o接口接口: 連接主機(jī)連接主機(jī),路由器路由器之間的物理鏈路之間的物理鏈路n路由器一般有多

15、個接口路由器一般有多個接口n主機(jī)也可能有多個網(wǎng)絡(luò)主機(jī)也可能有多個網(wǎng)絡(luò)接口接口nIP 地址只和接口有關(guān)地址只和接口有關(guān), 而與主機(jī)而與主機(jī),路由器卻沒有路由器卻沒有太多關(guān)聯(lián)太多關(guān)聯(lián)223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001223111主講人： 西安交通大學(xué) 程向前19IP尋址尋址oIP 地址地址: n網(wǎng)絡(luò)部分網(wǎng)絡(luò)部分 (高序位高序位)n主機(jī)部分主機(jī)部分 (低序位低序

16、位) o網(wǎng)絡(luò)是什么網(wǎng)絡(luò)是什么 ? (從從 IP 地址的視角地址的視角)nIP地址中網(wǎng)絡(luò)部分地址中網(wǎng)絡(luò)部分相同的設(shè)備接口相同的設(shè)備接口n不經(jīng)過路由器就可以不經(jīng)過路由器就可以物理上相互通達(dá)的設(shè)物理上相互通達(dá)的設(shè)備備223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27由3個 IP網(wǎng)絡(luò)組成的網(wǎng)絡(luò)(對于以223開頭的 IP地址,前24位為網(wǎng)絡(luò)地址 )LAN主講人： 西安交通大學(xué) 程向前20IP地址地址0networkhost10networkhost110networkhos

17、t1110multicast addressABCDclass1.0.0.0 to126.255.255.255128.0.0.0 to191.255.255.255192.0.0.0 to223.255.255.255224.0.0.0 to239.255.255.25532 bits為討論為討論 “網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)”的說法的說法, 重新審視重新審視 IP地址地址:“分類” 編址:主講人： 西安交通大學(xué) 程向前21IP尋址尋址如何找到網(wǎng)絡(luò)如何找到網(wǎng)絡(luò)?o先斷開路由器先斷開路由器,主機(jī)主機(jī)間的接口連接間的接口連接o 建立一個建立一個“被隔離被隔離的網(wǎng)絡(luò)孤島的網(wǎng)絡(luò)孤島”223.1.1.1223.1.1.

18、3223.1.1.4223.1.2.2223.1.2.1223.1.2.6223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27223.1.1.2223.1.7.0223.1.7.1223.1.8.0223.1.8.1223.1.9.1223.1.9.2由由6個網(wǎng)絡(luò)組成的個網(wǎng)絡(luò)組成的互聯(lián)系統(tǒng)互聯(lián)系統(tǒng)主講人： 西安交通大學(xué) 程向前22IP編址編址: CIDRo分類編址分類編址: n地址空間的利用率低地址空間的利用率低, 地址空間面臨耗盡地址空間面臨耗盡ne.g., 一個一個B類網(wǎng)址可以容納類網(wǎng)址可以容納65K臺主機(jī)臺主機(jī), 但可能被一但可能被一個只有個只有2K 臺主機(jī)的單位占據(jù)臺主機(jī)的單位占據(jù)

19、oCIDR: Classless InterDomain Routingn地址的網(wǎng)絡(luò)部分長度任意地址的網(wǎng)絡(luò)部分長度任意n地址格式地址格式: a.b.c.d/x, 這里的這里的 x表示地址中網(wǎng)絡(luò)部分表示地址中網(wǎng)絡(luò)部分的位數(shù)的位數(shù) # 11001000 00010111 00010000 00000000networkparthostpart200.23.16.0/23主講人： 西安交通大學(xué) 程向前23IP地址地址: 如何獲取如何獲取?主機(jī)地址主機(jī)地址 (主機(jī)部分主機(jī)部分):o由系統(tǒng)管理員編制和分配由系統(tǒng)管理員編制和分配oDHCP: Dynamic Host Configuration Proto

20、col: 動態(tài)獲取動態(tài)獲取: “plug-and-play”n主機(jī)廣播主機(jī)廣播 “DHCP discover” 報文報文nDHCP服務(wù)器用服務(wù)器用 “DHCP offer”報文響應(yīng)報文響應(yīng)n主機(jī)請求主機(jī)請求IP地址：地址： “DHCP request” 報文報文nDHCP服務(wù)器發(fā)送地址服務(wù)器發(fā)送地址: “DHCP ack” 報文報文 主講人： 西安交通大學(xué) 程向前24IP編址編址: 言猶未盡言猶未盡.Q: ISP 如何得到整塊的地址如何得到整塊的地址?A: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbersn分配地址分配地址n管

21、理管理DNSn批域名批域名,解紛爭解紛爭主講人： 西安交通大學(xué) 程向前25IP 數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式verlength32 bitsdata (可變長度,一般為一個 TCP 或UDP 數(shù)據(jù)段)16-bit identifierInternet checksumtime tolive32 bit source IP addressIP 協(xié)議版本號首部長度 (bytes)余留步跳(在經(jīng)過每個路由器后遞減)用于分包/重裝數(shù)據(jù)報長度 (bytes)用來遞交有效負(fù)荷的上層協(xié)議head.lentype ofservice數(shù)據(jù)“類型” flgsfragment offsetupper layer32 bit

22、 destination IP addressOptions (if any)E.g. 時間戳,紀(jì)錄路由標(biāo)記, 定義要訪問的路由器主講人： 西安交通大學(xué) 程向前26IP 分包分包 & 重組重組o網(wǎng)絡(luò)鏈路具有網(wǎng)絡(luò)鏈路具有 MTU (最最大傳輸單位大傳輸單位)屬性屬性 是有是有鏈路層最大幀的限制決鏈路層最大幀的限制決定的定的.n不同類型的鏈路不同類型的鏈路, 不同的不同的 MTUso較大的較大的IP分組在網(wǎng)絡(luò)中分組在網(wǎng)絡(luò)中會被分割分成了若干分會被分割分成了若干分組組n分組只是在最終的信宿站分組只是在最終的信宿站點被重新點被重新“組裝組裝”n在在IP 分組的首部有些位分組的首部有些位標(biāo)記用來

23、確認(rèn)和排序相關(guān)標(biāo)記用來確認(rèn)和排序相關(guān)的組的組“片片”fragmentation: in: one large datagramout: 3 smaller datagramsreassembly主講人： 西安交通大學(xué) 程向前27IP 分片和重組分片和重組ID=xoffset=0fragflag=0length=4000ID=xoffset=0fragflag=1length=1500ID=xoffset=1480fragflag=1length=1500ID=xoffset=2960fragflag=0length=1040一個大的分組被劃為若干較小的分組主講人： 西安交通大學(xué) 程向前28因特

24、網(wǎng)控制報文協(xié)議因特網(wǎng)控制報文協(xié)議(Internet Control Message Protocol, ICMP)o用于主機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)之用于主機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)之間交換網(wǎng)絡(luò)層信息間交換網(wǎng)絡(luò)層信息n報告錯誤報告錯誤: unreachable host, network, port, protocoln進(jìn)行進(jìn)行request/reply 應(yīng)答應(yīng)答(ping命令命令)o同處于網(wǎng)絡(luò)層但同處于網(wǎng)絡(luò)層但“凌駕凌駕”于于 IP之上之上:nICMP報文需要報文需要 IP分組來分組來傳輸傳輸oICMP 報文報文: type, code plus first 8 bytes of IP datagram cau

25、sing errorType Code description0 0 echo reply (ping)3 0 dest. network unreachable3 1 dest host unreachable3 2 dest protocol unreachable3 3 dest port unreachable3 6 dest network unknown3 7 dest host unknown4 0 source quench (congestion control - not used)8 0 echo request (ping)9 0 route advertisement

26、10 0 router discovery11 0 TTL expired12 0 bad IP header主講人： 西安交通大學(xué) 程向前29分組的旅行過程分組的旅行過程IP分組分組: 223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27ABEmiscfieldssourceIP addrdestIP addrdatao在旅行過程中分組保持在旅行過程中分組保持不變不變 Dest. Net. next router Nhops223.1.1 1223.1.2 223

27、.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2routing table in A主講人： 西安交通大學(xué) 程向前30分組的旅行過程分組的旅行過程223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27ABE由由 A發(fā)送分組到發(fā)送分組到 B:o檢查檢查B的網(wǎng)絡(luò)地址部分的網(wǎng)絡(luò)地址部分o發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)B與與A在同一網(wǎng)絡(luò)中在同一網(wǎng)絡(luò)中o鏈路層把分組放在鏈路層的鏈路層把分組放在鏈路層的幀中直接發(fā)給幀中直接發(fā)給BnB 和和 A 是直接相連的是直接相連的 Dest. Net. ne

28、xt router Nhops223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2miscfields223.1.1.1 223.1.1.3 data主講人： 西安交通大學(xué) 程向前31分組的旅行過程分組的旅行過程223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27ABEDest. Net. next router Nhops223.1.1 1223.1.2 223.1.1.4 2223.1.3 223.1.1.4 2由由 A

29、發(fā)送給發(fā)送給 E:o檢查檢查 E的網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)地址oE 在在不同不同 網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)上nA, E 沒有直接的連接沒有直接的連接o路由表路由表: 到到E下一步跳的路由器下一步跳的路由器的地址為的地址為223.1.1.4 o鏈路層將分組封裝在鏈路層幀鏈路層將分組封裝在鏈路層幀中發(fā)給地址為中發(fā)給地址為223.1.1.4的路由的路由器器o分組到達(dá)分組到達(dá) 223.1.1.4 o繼續(xù)繼續(xù).miscfields223.1.1.1 223.1.2.3 data主講人： 西安交通大學(xué) 程向前32分組旅行的過程分組旅行的過程223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9

30、223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27ABE 分組到達(dá)了分組到達(dá)了 223.1.1.4, 而信宿為而信宿為223.1.2.2o查找查找 E的網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)地址oE 與路由器的與路由器的223.1.2.9接接口在口在同一同一網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中n路由器路由器, E 直接連接直接連接o鏈路層將分組放入鏈路幀鏈路層將分組放入鏈路幀經(jīng)過地址為經(jīng)過地址為223.1.2.9的接的接口發(fā)送到口發(fā)送到 223.1.2.2o數(shù)據(jù)分組到達(dá)數(shù)據(jù)分組到達(dá) 223.1.2.2! (end)miscfields223.1.1.1 223.1.2.3 data network

31、router Nhops interface223.1.1 - 1 223.1.1.4 223.1.2 - 1 223.1.2.9223.1.3 - 1 223.1.3.27 Dest. next主講人： 西安交通大學(xué) 程向前33因特網(wǎng)中的路由選擇因特網(wǎng)中的路由選擇o全球因特網(wǎng)是由諸多全球因特網(wǎng)是由諸多 Autonomous Systems (AS)互聯(lián)而成互聯(lián)而成:n小型自治系統(tǒng)（Stub AS）: 中小型企業(yè)中小型企業(yè)n分區(qū)自治系統(tǒng)（Multihomed AS）:大型企業(yè)大型企業(yè) (非跨越的非跨越的)n跨越式自治系統(tǒng)（Transit AS）: NBP等等o兩層路由選擇兩層路由選擇: nIn

32、tra-AS: 由網(wǎng)管決定由網(wǎng)管決定nInter-AS: 唯一性的標(biāo)準(zhǔn)唯一性的標(biāo)準(zhǔn)主講人： 西安交通大學(xué) 程向前34因特網(wǎng)的因特網(wǎng)的AS層次層次Inter-AS 邊界 (外部網(wǎng)關(guān)) 路由器Intra-AS 內(nèi)部 (網(wǎng)關(guān)) 路由器主講人： 西安交通大學(xué) 程向前35Inter-AS路由選擇路由選擇主講人： 西安交通大學(xué) 程向前36因特網(wǎng)因特網(wǎng)inter-AS路由選擇路由選擇: BGPoBGP (Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議關(guān)協(xié)議): 事實上的事實上的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)o路徑向量路徑向量(Path Vector) 協(xié)議協(xié)議:n與距離向量協(xié)議類似與距離向量協(xié)議類似n每個邊

33、界網(wǎng)關(guān)每個邊界網(wǎng)關(guān)(Border Gateway)向其對等向其對等的相鄰實體的相鄰實體(peers)廣播通往信宿的廣播通往信宿的整條路整條路經(jīng)經(jīng) (I.e, 一系列一系列 ASs)nE.g., 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān) X可以發(fā)送從它通往信宿可以發(fā)送從它通往信宿Z的路經(jīng)的路經(jīng): Path (X,Z) = X,Y1,Y2,Y3,Z主講人： 西安交通大學(xué) 程向前37為什么為什么 Intra- 和和 Inter-AS路由選擇不同路由選擇不同 ? 策略策略: oInter-AS: 網(wǎng)管需要控制自己信息流通的路經(jīng)網(wǎng)管需要控制自己信息流通的路經(jīng), 還還有誰能路經(jīng)并通過其管轄的網(wǎng)絡(luò)有誰能路經(jīng)并通過其管轄的網(wǎng)絡(luò). oIntra-AS: 單一的管理體制單一的管理體制, 無需選擇策略無需選擇策略規(guī)模規(guī)模:o層次型路由選擇可以縮小路由表層次型路由選擇可以縮小路由表, 并減少更新流并減少更新流量量性能性能: oIntra-AS: 將注意力集中在性能上將注意力集中在性能上oInter-AS: 策略的考慮要超過對性能的要求策略的考慮要超過對性能的要求主講人： 西安交通大學(xué) 程向前38IPv6o初始的動機(jī)初始的動機(jī): 32-bit 的地址空間預(yù)計在的地址空間預(yù)計在2008將全部分配出去將全部分配出去. o其他動機(jī)其他動機(jī):n改革首部格式幫助加速處