IP網絡基礎知識

IP網絡和Internet基礎知識系列講座（一）中盈優(yōu)創(chuàng)資訊科技有限公司研發(fā)中心周世軍2005.10日程Internet網絡發(fā)展歷史IP協(xié)議路由Internet發(fā)展大事記

1969，美國國防部AdvancedResearchProjectsAgency的ARPANet80年代初，ARPA和美國國防部通信局研制成功用于異構網絡的TCP/IP協(xié)議并投入使用；1986年在美國NationalScienceFoundation的支持下，用高速通信線路把分布在各地的一些超級計算機連接起來，以NFSNET接替ARPANET，向公眾開放。到了90年代，隨著電腦的普及、信息技術的發(fā)展，互聯(lián)網迅速地商業(yè)化，以其獨有的魅力和爆炸式的傳播速度成為當今的熱點。商業(yè)利用是互聯(lián)網前進的發(fā)動機。中國Internet發(fā)展大事記

1994年4月20日，NCFC工程通過美國Sprint公司連入Internet的64K國際專線開通，實現(xiàn)了與Internet的全功能連接。從此我國被國際上正式承認為有Internet的國家。中國1994年重大科技成就之一。1994年5月15日，中國科學院高能物理所設立了第一個WEB服務器1995年1月，中國電信分別通過在北京、上海設立的Sprint公司接入的64K專線接入Internet，并且通過電話網、DDN專線以及X.25網等方式向社會提供Internet接入服務。

1996年1月，中國公用計算機互聯(lián)網（CHINANET）全國骨干網建成并正式開通，全國范圍的公用計算機互聯(lián)網絡開始提供服務。

1996年12月，中國公眾多媒體通信網（169網）開始全面啟動，廣東視聆通、天府熱線、上海熱線作為首批站點正式開通。1997年，中國公用計算機互聯(lián)網（CHINANET）實現(xiàn)了與中國其它三個互聯(lián)網絡即中國科技網（CSTNET）、中國教育和科研計算機網（CERNET）、中國金橋信息網（CHINAGBN）的互連互通。根據中國互聯(lián)網絡信息中心于今年6月30日發(fā)布的中國互聯(lián)網絡發(fā)展報告，我國上網用戶總數為1.03億人，和上年同期比增長18.4%。其中寬帶上網人數首次超過了一半，達到5300萬人，增長率為23.8%。我國網民數和寬帶上網人數均僅次于美國，位居世界第二。Internet上業(yè)務應用發(fā)展情況80－90年代初，以電子郵件、WWW、FTP、BBS等傳統(tǒng)應用為主；90年代，出現(xiàn)電子商務、VOIP等；21世紀，更多的實時寬帶業(yè)務類型，如IPTV、視頻會議、語音電話、游戲、流媒體點播等。

Internet意義

從通訊的角度來看，Internet是一個理想的信息交流媒介：

從獲得信息的角度來看，Internet是一個龐大的信息資源庫；

從娛樂休閑的角度來看，Internet是一個花樣眾多的娛樂廳；

從經商的角度來看，Internet是一個即能省錢又能賺錢的場所日程Internet網絡發(fā)展歷史IP協(xié)議路由IP協(xié)議IP包頭格式IP協(xié)議動機包（分組）交換網絡中的系統(tǒng)互聯(lián)。實現(xiàn)源與目標地址標識的節(jié)點間的數據包傳送（路由），并在必要時進行分片和重組。IP本身不保證端到端可靠性，流控制，序列化，依賴上層服務提供QoS。特性無連接的，每個包與其他包沒有關系。IP頭的四個重要部分：TOS、TTL、Options（時間戳,安全,特殊路由）和CheckSum。IP地址結構網絡部分＋主機部分ClassfulvsClasslessClassfulAddress及問題Classful主要問題1ClassB：toobig；ClassC：littlesmall；2RouteTableSize。IP地址將最終用光。ClasslessAddressing、VLSM把有類地址切割為更有效的塊－Subnet。Subnet表示為：IPNetworkNo，NetworkMaskExample：我們有一個C：/24，現(xiàn)希望分配30個主機地址和一個SerialLink?，F(xiàn)按/27分割該C，得到：/27,2/27,4/27,…,24/27等八個子網。從/27再按/30分割，為：/30,/30,/30,…,8/30CIDR(Supernetting)/routeaggregation/longestmatch日程Internet網絡發(fā)展歷史IP協(xié)議路由路由IP協(xié)議是無連接的，執(zhí)行HopbyHop轉發(fā)。每一跳需要根據路由表查找最近路由，確定下一跳路由器（或直接轉發(fā)到指定子網）和輸出Interface。路由表由路由協(xié)議來維護路由協(xié)議的目標Dynamicallylearnandfilltheroutingtablewitharoutetoallsubnetsinthenetwork.?Ifmorethanoneroutetoasubnetisavailable,placethebestrouteintheroutingtable.Noticewhenroutesinthetablearenolongervalid,andremovethoseroutesfromtheroutingtable.Ifarouteisremovedfromtheroutingtableandanotherroutethroughanotherneighboringrouterisavailable,addtheroutetotheroutingtable.(Manypeoplethinkofthisgoalandthepreviousoneasasinglegoal.)Addnewroutes,orreplacelostrouteswiththebestcurrentlyavailableroute,asquicklyaspossible.ThetimebetweenlosingtherouteandfindingaworkingreplacementrouteiscalledconvergencetimePreventroutingloops.路由協(xié)議的分類－按應用范圍類型:IGPvsBGPIGPRIPV1，V2（VLSM）IGRP，EIGRP（VLSM）OSPFV1，V2ISISBGPBGPV4MP-BGP路由協(xié)議的分類－按算法邏輯Linkstate拓撲數據庫，包括

Router Router’sattachedLink Router’sNeighborsSPF（Dijkstrashortestpathfirst）算法 根據拓撲數據庫選擇最佳路由放入路由表 避免路由循環(huán)，保證快速收斂。Examples:ISIS,OSPFDistanceVectorExamples:RIP,IGRP距離向量算法距離向量算法特性Directlyconnectedsubnetsarealreadyknownbytherouter;theseroutesareadvertised.Routingupdatesarebroadcast(ormulticast)inmanycases.Routingupdatesarelistenedfor,sothisroutercanlearnnewroutes.Ametricdescribeseachrouteintheupdate.Themetricdescribeshowgoodtherouteis;ifmultipleroutestothesamesubnetarelearned,thelowerisused.Topologyinformationinroutingupdatesinclude,ataminimum,thesubnetandmetricinformation.?Periodicupdatesareexpectedtobereceivedfromneighboringrouters.Failuretoreceiveupdatesinatimelymannerresultsintheremovalofroutes.?Aroutelearnedfromaneighboringrouterisassumedtobethroughthatrouter.?Afailedrouteisadvertisedforatime,withametricthatimpliesthenetworkis“infinite”distance.Thisrouteisconsideredunusable.距離向量算法的問題Multipleroutestosamesubnet,equalmetric：ImplementationoptionsofeitherusingthefirstroutelearnedorputtingallroutesintheroutingtableRoutingloopsoccurringduetoupdatespassingeachotheroverasinglelink：Split-horizonRoutingloopsoccurringduetoupdatespassingeachotherinnetworkswithredundancy：PoisonReverseCountingtoinfinity—sideeffectofpropagatingtransientbadroutinginformation：Holddowntimer等價路由水平分割（iffailed)保持計數器毒性翻轉PoisonReverseisanothermethodtohelpavoidloopsandspeedconvergence.Whenadistancevectorroutingprotocolnoticesthataparticularrouteisnolongervalid,ithastwochoices.Oneissimplytoquitadvertisingaboutthatsubnet;theotheristoadvertisethatroute,butwithaninfinitemetric,signifyingthattherouteisbad.PoisonReversecallsforthesecondoftheseoptions,whichremovesanyambiguityaboutwhethertherouteisstillvalid.Forexample,inFigureabove,ametricof999isusedtosignifyinfinity.RouterCisusingPoisonReversetoensurethatRouterAandRouterBdonotpointroutesforbackthroughRouterC.鏈路狀態(tài)路由算法每個路由器維護相同的拓撲數據庫每條記錄包括：路由器，可用連接，可達鄰居。通過路由泛洪公告本地狀態(tài)。通過SPF算法，根據TopoDB，每個路由器形成以自己為根的路徑樹。OSPF和ISIS是主要使用的IGP算法。OSPF簡介基于IP地址和TOS轉發(fā)數據包。按無量綱Metric值計量路由成本，支持多條等價路由。支持通過Area進行分級，良好擴展性。Area內拓撲對Area外不可見。支持VLSM，采用最長匹配。支持認證，且每個Area支持不同的認證機制。ISIS背景介紹

1．

CLNP是什么？

是OSI模型中網絡層中的一種不面向連接的網絡協(xié)議，和IP有相同的特質。但是它是純粹的OSI模型的一個，而IP現(xiàn)在是我們熟悉的TCP/IP協(xié)議棧中的網絡層協(xié)議。他們兩個在OSI模型中是屬于同一層的東西，但是在應用中，是兩種不同的應用。

2．

Intergrate

IS-IS有什么用？

由于歷史原因，OSI曾經是要比TCP/IP協(xié)議棧普及，當現(xiàn)在的TCP/IP流行的時候，以前的采用OSI模型中CLNS（由ISO制定的規(guī)范）的應用要和現(xiàn)在的TCP/IP（由IETF進行兼容，可以使網絡層為CLNP和為IP的路由信息可以互通，所以需要要有個路由協(xié)議來作為這兩種情況的兼容點。

ISIS與OSPF的相同之處

1．

都維護一個鏈路狀態(tài)數據庫，并使用SPF算法來得出最佳路徑。

2．

都是用Hello報文來查找和維護鄰居關系。

3．

使用區(qū)域來維護一個階級的概念。

4．

在區(qū)域之間都可以使用路由匯總來減少路由器的負擔。

5．

都是無類的路由協(xié)議。

6．

在廣播網絡里，都通過選舉一個DR來減少報文數量。

7．

都有認證功能。ISIS與OSPF的不同之處Leve