計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第一章至第三章

InternetworkingWithTCP/IPPrinciples,protocols,andArchitectures4thEditionDouglasE.Comer1第一章概述21.1MotivationsofNetworkInterconnection沒有一種網(wǎng)絡(luò)能滿足所有的用途互連多種不同網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)整體容納多種不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)（異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)）互連的方法和通信約定獨(dú)立于具體網(wǎng)絡(luò)而運(yùn)行術(shù)語Internetworking：網(wǎng)際互連，互連技術(shù)和手段Internetwork：網(wǎng)際網(wǎng)，互連形成的網(wǎng)絡(luò)Internet：因特網(wǎng)，一種網(wǎng)際網(wǎng)的實(shí)例31.2InternetworkingwithTCP/IPARPA對網(wǎng)際網(wǎng)的研究成果互聯(lián)方法和約定網(wǎng)際網(wǎng)的一個(gè)實(shí)例一組網(wǎng)絡(luò)互連的標(biāo)準(zhǔn)和通信細(xì)節(jié)TCP/IP協(xié)議簇包容（不是改造）眾多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適應(yīng)于任何集合的網(wǎng)絡(luò)上（LAN、WAN）版本目前：V4（IPv4）新版：V6（IPv6）41.3TCP/IPService通過服務(wù)來理解技術(shù)問題撇開具體網(wǎng)絡(luò)來考慮通信問題提供的服務(wù)隱藏了通信細(xì)節(jié)51.3.1應(yīng)用級服務(wù)WWW網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)信息查詢和信息獲取，通信對象隨時(shí)變化電子郵件網(wǎng)絡(luò)上的郵件系統(tǒng)提供信件投遞、存儲無需發(fā)送者和接收者的機(jī)器直接相連文件傳輸（FTP，F(xiàn)ileTransferProtocol）任意大小和任意格式的文件傳輸不依賴中間網(wǎng)絡(luò)對文件的理解和支持遠(yuǎn)程登錄通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接鍵盤和顯示器成為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的外設(shè)61.3.2通信服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)提供的通信服務(wù)有不同觀點(diǎn)靈活的通信手段：WWW等可靠的通信：eMail、FTP、視頻傳輸?shù)葌鬏斎萘看螅篎TP、圖象傳輸、視頻傳輸?shù)韧ㄐ趴旖荩哼h(yuǎn)程登錄時(shí)延及抖動?。篒P電話、視頻傳輸傳輸容量保證：視頻傳輸TCP/IP考慮滿足這些要求無連接分組投遞服務(wù)無需保證可靠及有序傳輸可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)保證可靠、有序的傳輸和差錯(cuò)恢復(fù)7通信服務(wù)的特點(diǎn)技術(shù)獨(dú)立性獨(dú)立于任何具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多網(wǎng)的網(wǎng)際網(wǎng)環(huán)境中有效地運(yùn)行通用連接全網(wǎng)同一編址和尋址端到端確認(rèn)減少中間確認(rèn)過程，提高了傳輸有效性應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)異種計(jì)算機(jī)、異種操作系統(tǒng)間能實(shí)現(xiàn)通信81.4互聯(lián)網(wǎng)的歷史和范圍起源于ARPA分組交換網(wǎng)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)用租用線路、分組交換連接起來1977~1979年就形成現(xiàn)在的形式Berkeley把TCP/IP協(xié)議結(jié)合到UNIX操作系統(tǒng)中，作為組成部分與Unix命令相似的網(wǎng)絡(luò)工具新的操作系統(tǒng)I/O機(jī)制抽象Socket編程接口促進(jìn)TCP/IP廣泛使用和實(shí)踐迅速擴(kuò)充引入大量問題名字和地址、地址空間、子網(wǎng)規(guī)模、路由技術(shù)、流量問題、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、…91.5Internet體系結(jié)構(gòu)委員會誰決定TCP/IP的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向？IAB，InternetArchitectureBoard成立于1983年自愿者的自治團(tuán)體，來自于技術(shù)專家、研究團(tuán)體、商業(yè)組織101.6IAB重組技術(shù)范圍擴(kuò)大、TCP/IP進(jìn)入產(chǎn)品IABIRTFIETF研究部工程部領(lǐng)域1領(lǐng)域2領(lǐng)域12111.7InternetSociety1992年脫離美國政府成立Internet協(xié)會的國際性機(jī)構(gòu)獨(dú)立于國家、商業(yè)團(tuán)體的民間組織鼓勵(lì)世界范圍內(nèi)加入和使用Internet121.8InternetRFCRFC，RequestForCommentsInternet的重要文檔，協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、政策以RFCnnnn編號形式出現(xiàn)，免費(fèi)查詢?nèi)魏稳硕寄芴岢鯮FC（草案），得到IETF認(rèn)可后，就形成新的RFCRFC791－InternetProtocol（IP）（P.390)RFC768－UserDatagramProtocol（UDP）(P.394)RFC793－TransmissionControlPrococol（TCP）(P.395)131.9協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)Internet制定標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則：

只要可以應(yīng)用現(xiàn)有的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，就使用他們；只有當(dāng)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)不夠時(shí)才制定新的協(xié)議，而且只要能夠得到這些新的標(biāo)準(zhǔn)，而他們又能提供等價(jià)的功能，就使用這些新的標(biāo)準(zhǔn)141.10未來的發(fā)展和技術(shù)通信IP化（傳統(tǒng)通信、移動通信，…)Internet爆炸性膨脹帶來新特點(diǎn)大容量、高性能、服務(wù)質(zhì)量（QoS）互連網(wǎng)（Internet）、內(nèi)連網(wǎng)（Intranet）、外連網(wǎng)（Extranet）、移動網(wǎng)（Mobile）學(xué)術(shù)性、商業(yè)性網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)管理IPv4固有缺陷地址空間、移動性、安全性IPng（nextgeneration）、IPv615第二章底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)162.1IntroductionNotanewlydesignednetworksMethod&protocolsuitetointerconnectingexistingnetworks.Enablescomputersindifferentnetworkstoexchangeinformation.17底層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)筑在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上（底層網(wǎng)絡(luò)）使用底層網(wǎng)絡(luò)的通信服務(wù)實(shí)現(xiàn)的“網(wǎng)絡(luò)”底層網(wǎng)絡(luò)：LAN、WAN、以及專用的“數(shù)據(jù)鏈路”物理網(wǎng)為上層提供通信支持物理網(wǎng)成為互連網(wǎng)的“信道”，或“接口”理解和抽象互連網(wǎng)的接口IPIPIPIPIPIPLANLANWANIPPacketswitchCircuitSwitchIP182.2兩種通信技術(shù)電路交換分組交換19電路交換專用點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）信道有保證的通信容量，通信時(shí)延小且穩(wěn)定通信性能不受其它通信的影響系統(tǒng)資源浪費(fèi)大，點(diǎn)對點(diǎn)通信20分組交換多個(gè)通信可分享信道資源對其中每個(gè)通信而言，不能保證通信容量通信時(shí)延較長，且不穩(wěn)定通信性能相互受影響系統(tǒng)資源利用率高，多點(diǎn)間同時(shí)通信傳輸方式：CO、CL21ConnectionOrientedTransmission三階段的通信形式建立連接階段通信階段拆除鏈路特性點(diǎn)對點(diǎn)連接，難以實(shí)現(xiàn)廣播通信一次路由，多次通信可靠通信，保證按序交互、無丟失、無重復(fù)傳輸時(shí)延長且不穩(wěn)定（重傳、應(yīng)答影響）網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)重22ConnectionlessTransmission無建立連接過程，隨時(shí)可通信特性每次通信請求都獨(dú)立指定目的端點(diǎn)，靈活性次次路由通信無可靠性保障，亂序、丟失、重復(fù)傳輸時(shí)延較短網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較輕232.3廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)WAN傳輸時(shí)延大，幾百uS～幾百mS傳輸速率幾十Kbps～幾Gbps信道點(diǎn)對點(diǎn)信道為主通信協(xié)議種類繁多，且依賴于服務(wù)提供商LAN傳輸時(shí)延小，幾u(yù)S～幾mS傳輸速率Mbps～Gbps信道多點(diǎn)共享、交換信道通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議、種類不多，依賴性小242.3.1網(wǎng)絡(luò)硬件地址PointtoPointNoaddressisneededforP2PTransmissionAddressisneededincaseofrelay（e.g.WAN)MultipointconfigurationsAddressisneededforeachstation25Addressing各種網(wǎng)絡(luò)都定義了自己的編址和尋址機(jī)制物理網(wǎng)要用自己的地址來實(shí)現(xiàn)尋址和傳輸物理網(wǎng)的地址也可稱為物理地址IP地址不是物理網(wǎng)的地址，不能替代物理網(wǎng)的尋址IPIP物理網(wǎng)IPAddressingPhysicalnetworkAddressing262.4EthernetTechnologyPHY＋MACtwolayerstructureBroadcastorswitchedDirectlyaddressingtodestinationMACPHYMACPHYMACPHYMACPHYEthernetMACPHY27以太網(wǎng)特點(diǎn)傳輸速率：10M、100M、1G、10Gbps共享、交換式組網(wǎng)方式盡力交付機(jī)制傳輸方式：CSMA/CD，分布式傳輸控制傳輸時(shí)延不穩(wěn)定指數(shù)退避法使時(shí)延成倍增加流量大，時(shí)延變化加劇282.4.1以太網(wǎng)硬件地址48bit以太網(wǎng)地址（稱為MAC地址）網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)站點(diǎn)的地址是唯一的MAC地址分配與硬件接口卡相關(guān)以太網(wǎng)上的各個(gè)MAC地址是互不相關(guān)的AddressingUnicast（firmware）Broadcast（agreement）Multicast（assigned）292.4.2層次結(jié)構(gòu)兩層結(jié)構(gòu)：L1，L2L2分為MAC子層和LLC子層LLC和MAC子層均可為上層提供服務(wù)LLC：connectionoriented&connectionlessMAC:connectionlessLLCMACphysicalServiceprovided302.4.3PDUformatMACframeLLCPDULLC－SNAP（LLCextension）dMACsMACT/LDataFCS66246～15004DSAPSSAPCTRLData111or242～1496MACFrameLLCPDUDSAPSSAPCTRLData11138～1492OrgCodeType32SNAPPDU312.4.4ServiceProvidedMACserviceLLCServiceLLCMACphysicalLLCServiceMACServiceDASATypeDataFCSLen<1500Type≥1500DASALenDataFCSForMACServiceForLLCServiceNamedFrametype:Ethernet-IIFrame802.2FrameOr802.3Frame32MACServiceConnectionlessAddressusingMACaddressTypefieldidentifiestheSAPForTCP/IPTypeIP:Type=0800HTypeARP:Type=0806HMACReq(dMac,sMac,SDU,Service_class)Ind(dMac,sMac,SDU,Rcv_Status)DASA0800IPDatagramFCSIP--Ethernet-IIFormatMACPHYUpperProtocolStack33LLCServiceConnectionorientedorconnectionlessAddressusingSAPForTCP/IP,usingLLCconnectionlessserviceRFC1042,SANPframeDSAP=AAHSSAP=AAHCTRL=03H(UI)OrgCode=00HIP:Type=0800HARP:Type=0806HLLCConnectionServices(DL_Connect,DL_Data,DL_ACK,DL_Disconnect……)ConnectionlessServices(UI_Data)UI_Data(SSAP,DSAP,data,priority)MACDASALenDataFCSDSAPAASSAPAActrl03OrgCode00Type34ServiceCharacteristics傳輸長度限制MTU（MaxTransmissionUnit）＝1500octets無分段重裝功能（dMAC）DU（sMAC）FramesMACdMACPHYPHYDU352.5FDDI與以太網(wǎng)基本一致的通信服務(wù)特點(diǎn)100Mbps共享信道二層結(jié)構(gòu)無連接通信，單播、組播、廣播無分段/重組功能不同之處地址分配與硬件無關(guān)：可以為2或6字節(jié)MTU可達(dá)4000字節(jié)以上362.6ATM53Byte信元，高速交換網(wǎng)（155、622Mbps）面向連接通信方式無確定的編址方法編址一般采用：交換機(jī)號＋端口號AAL（ATMAdapterLayer）為上層通信提供適配PHYATMPHYATMPHYATMPHYATMPHYATMAALAALIP372.6.1ATM通信傳輸DU，需要建立連接/拆除連接過程點(diǎn)對點(diǎn)通信（交換式虛電路）切換通信對象過程復(fù)雜，時(shí)間長難以實(shí)現(xiàn)多播和廣播MTU無限制（AAL具有分段/重裝功能）382.7ARPANET技術(shù)最早的廣域分組網(wǎng)（1969年）應(yīng)用：電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄分解成互連的ARPANET＋MILNET點(diǎn)對點(diǎn)租用線路、PSN（IMP）構(gòu)成編址：節(jié)點(diǎn)號＋端口號（P，N）1822協(xié)議，簡單的Host－Host分組通信協(xié)議PSNHost392.8NSFNET（1987)NationalScienceFund三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)國家主干、地區(qū)網(wǎng)、本地網(wǎng)（校園網(wǎng)）Internet由NSFNET逐漸演變而來信道速率從64Kbps逐步發(fā)展到1.5M402.9ANSNET（1991)ANS（AdvancedNetworkServices）取代NSFNET，公司化運(yùn)作IBM、MERIT、MCI信道速率45Mbps412.10Internet主干網(wǎng)不斷發(fā)展中，95年以后更新很快信道速率：2.5Gbps以上節(jié)點(diǎn)用IP交換機(jī)取代了大型計(jì)算機(jī)范圍擴(kuò)大到全球多級結(jié)構(gòu)Internet主干、國家主干、地區(qū)網(wǎng)、城市網(wǎng)、接入網(wǎng)、本地網(wǎng)422.11其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)X.25網(wǎng)撥號網(wǎng)專線網(wǎng)無線網(wǎng)432.11.1X.25網(wǎng)電信公司通過X.25提供公眾分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN，PublicDataNetwork）三層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，面向連接通信方式編址方式：類似電話號碼14個(gè)（0-9)數(shù)字DU長度256~2000字節(jié)低速率：1200bps～64KbpsX.25L3X.25L2X.25L1442.11.2電話線56KModem（33.6/56Kbps），撥號接入ISDN（2B＋D）xDSL鏈路層：SLIP、PPPPSTNInternetMMRASRAS：RemoteAccessServicePHYPPPIPPHYPHYPHYPPPIPMACPHY452.11.3其它廣域網(wǎng)信道SONET/SDH光纖網(wǎng)絡(luò)（線路交換）微波信道（固定點(diǎn)對點(diǎn)信道）DDN（交換式點(diǎn)對點(diǎn)信道）衛(wèi)星信道（點(diǎn)對點(diǎn)信道）462.11.4無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)IEEE802.11與共享式以太網(wǎng)相似(幀結(jié)構(gòu)、信道訪問）無連接通信方式具有分組分段/重裝功能信道速率1M、2M、5.5M、11M、34M47第三章

網(wǎng)際互連的概念和體系結(jié)構(gòu)模型網(wǎng)際互連的策略和方法483.1引言把多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)互連成一個(gè)協(xié)調(diào)工作的整體根本目標(biāo)：建立一個(gè)支持通用的通信服務(wù)的統(tǒng)一、協(xié)作的互連網(wǎng)絡(luò)隱藏所有底層網(wǎng)絡(luò)的具體細(xì)節(jié)提供通用的通信服務(wù)493.2應(yīng)用級互連不同的網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用上統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)互連網(wǎng)A網(wǎng)B應(yīng)用層自然連接不同網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用系統(tǒng)增加一種應(yīng)用都要編寫相應(yīng)的軟件每增加一種網(wǎng)絡(luò)都要更新所有的應(yīng)用軟件中間網(wǎng)絡(luò)對互連帶來巨大的困難網(wǎng)絡(luò)管理和控制無法有效實(shí)現(xiàn)503.3網(wǎng)絡(luò)級互連在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)現(xiàn)互連分組的投遞和通信服務(wù)，與數(shù)據(jù)內(nèi)容無關(guān)直接利用物理網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)產(chǎn)生高效通信分離通信活動和應(yīng)用，不必理解通信的內(nèi)容系統(tǒng)靈活，可建立通用的通信服務(wù)新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只與網(wǎng)絡(luò)層有關(guān)網(wǎng)A網(wǎng)B網(wǎng)絡(luò)層互連的約束條件：1沒有一種網(wǎng)絡(luò)滿足所有需求2用戶需要通用的互連513.4Internet的性質(zhì)通用的通信服務(wù)包容各種網(wǎng)絡(luò)形式不要求硬性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在中介網(wǎng)絡(luò)共享機(jī)器標(biāo)識符的通用集合用戶接口與物理網(wǎng)絡(luò)無關(guān)網(wǎng)絡(luò)層用戶接口523.5Internet的體系結(jié)構(gòu)思想重新構(gòu)造一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)：互連網(wǎng)各種具體的網(wǎng)絡(luò)為互連網(wǎng)提供通信服務(wù)互聯(lián)：覆蓋方式第三層開始，統(tǒng)一到TCP/IP結(jié)構(gòu)上網(wǎng)間互聯(lián)協(xié)議（InternetworkingProtocol，IP）通信：分工合作物理網(wǎng)：實(shí)際通信和分組傳輸服務(wù)TCP/IP：網(wǎng)間選路、通用通信服務(wù)、應(yīng)用級服務(wù)通信體系網(wǎng)間通信：采用無連接通信方式，適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)端端通信：通用通信服務(wù)，有/無可靠性保證的通信53互連結(jié)構(gòu)層次模型協(xié)議結(jié)構(gòu)互連方式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信特點(diǎn)54層次模型在網(wǎng)絡(luò)層統(tǒng)一到IP協(xié)議層IP借助于各種物理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的IP通信避開不同物理網(wǎng)之間的直接通信問題，實(shí)現(xiàn)的是物理網(wǎng)上的IP之間的通信不排除物理網(wǎng)內(nèi)存在其它類型的通信的可能性（不在該模型的考慮范圍）網(wǎng)關(guān)的中繼只對物理網(wǎng)中其它站點(diǎn)來的IP作中繼（用IP報(bào)文的內(nèi)容）只有IP報(bào)文能夠穿越網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)的通信物理網(wǎng)AIPIPIPIP物理網(wǎng)BIP網(wǎng)關(guān)55層次模型－物理網(wǎng)內(nèi)部需要與網(wǎng)絡(luò)外部通信的站點(diǎn)都覆蓋IP層這些站點(diǎn)之間自然具備了IP通信內(nèi)部可以存在沒有IP層的站點(diǎn)這些站點(diǎn)無法與外部通信（IP通信意義上）內(nèi)部存在一種以上的（端－端）通信活動端－端的IP通信網(wǎng)絡(luò)原就具備的端－端通信IPIPIPIPIPIP56ProtocolArchitectureEndSystem1個(gè)物理網(wǎng)接口（也可能有幾個(gè)）可能存在其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（不在考慮范圍）Gateway(also:Router)較多（一般幾個(gè)到幾十個(gè)）物理網(wǎng)接口（數(shù)量、類型）只作IP的中繼，只有與IP有關(guān)的協(xié)議物理網(wǎng)接口（NetIf，networkinterface）協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)與所接的物理網(wǎng)相同IP物理網(wǎng)A物理網(wǎng)B物理網(wǎng)XIP物理網(wǎng)AOtherNetN－LayerA－Layer……EndsystemGateway…57RouterExampleTypicalRouter1or2Ethernet，1~8WAN（SynorAsynSerial）ModernRouterMoreNetworkinterfaceMoreTypesofNetworkInterfaceHighIPpacketthroughputIPMACPHYPPPSYNPPPASYNRCircuitswitchCircuitswitchorPacketswitchR58NetIf(NetworkInterface)NetIf：IP與具體物理網(wǎng)的層間接口IP通過該接口使用物理網(wǎng)提供的服務(wù)IP實(shí)現(xiàn)策略：如何適應(yīng)多種物理網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)？NetIf：抽象網(wǎng)絡(luò)接口，IP不關(guān)心具體物理網(wǎng)針對每種物理網(wǎng)，都有相應(yīng)的NetIf（軟件模塊）每種NetIf處理物理網(wǎng)細(xì)節(jié)，對IP提供抽象網(wǎng)絡(luò)接口IP(IPoE)IPoAIPoXPPPEthernetATMX.25Syn/AsynEthernetATMX.25/FR/DDN/ISDNNetIf具體網(wǎng)絡(luò)接口抽象網(wǎng)絡(luò)接口59ProtocolStack（協(xié)議棧）具體物理網(wǎng)絡(luò)有多種實(shí)現(xiàn)形式，甚至幾種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于某個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，使得網(wǎng)絡(luò)接口有較大變化IP采取的對應(yīng)措施（前2種為主）1.采用以太網(wǎng)接口，（物理網(wǎng)轉(zhuǎn)換，提供以太網(wǎng)服務(wù)）2.采用PPP（物理網(wǎng)上疊加PPP）3.直接使用物理網(wǎng)的服務(wù)IPNetIf-1NetIf-2NetIf-3PHYMACLLCPPPPHYPHYMACLLCPPPPHYATMPHYATMNetIf-4NetIf-5PHYATMNetIf-6MACPHYATMNetIf-7X25L3PHYX25L2NetIf-8PPPPHYFRNetIf-9PPP60RFCsForNetIfRFC1042,IPover802LANRFC1483,MPoverATMRFC1577,IPoverATM（IPoA）RFC2364,PPPoverATM（PPPoA）RFC2516,PPPoverEthernet（PPPoE）61物理網(wǎng)間的互連由網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)IP意義上的互連物理網(wǎng)仍然是相互獨(dú)立的連接方式一個(gè)網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連方式-物理網(wǎng)的觀點(diǎn)連接兩個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)62互連方式-網(wǎng)關(guān)的觀點(diǎn)考查網(wǎng)關(guān)之間的通信關(guān)系兩個(gè)網(wǎng)關(guān)直接連接：P2P連接多個(gè)網(wǎng)關(guān)連接起來多個(gè)網(wǎng)關(guān)等效成大型網(wǎng)關(guān)(如用高性能物理網(wǎng)絡(luò))物理網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)出口任意兩個(gè)網(wǎng)關(guān)間都可直接通信物理網(wǎng)連接網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)直接連接P2P63拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由路由器和物理網(wǎng)組成的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不同的物理網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)互連起來本地網(wǎng)通過廣域網(wǎng)與其它網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接計(jì)算機(jī)通過遠(yuǎn)程連接（接入網(wǎng)）到網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)還在不斷擴(kuò)張各種拓?fù)湫问蕉加锌赡艹霈F(xiàn)64通信特點(diǎn)－物理網(wǎng)內(nèi)物理網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行IP的站點(diǎn)，IP的通信IP的尋址，借助于物理網(wǎng)的尋址，實(shí)現(xiàn)通信運(yùn)行IP的站點(diǎn)，一定是可用物理網(wǎng)尋址的IP站點(diǎn)間的通信，是在物理網(wǎng)的直接通信可能存在物理網(wǎng)內(nèi)部的中繼，基于物理網(wǎng)報(bào)文內(nèi)容的中繼，與IP無關(guān)（盡管IP報(bào)文也被中繼了）IP通信路徑：源IP物理網(wǎng)目的IP即：傳輸?shù)闹虚g過程不需要IP參與IPIPIPIPIPIPIPIPIPIP65通信特點(diǎn)－物理網(wǎng)間除了IP，物理網(wǎng)間沒有直接通信（IP意義上的通信）任何一個(gè)出物理網(wǎng)的IP通信，都是源IP把報(bào)文直接交給網(wǎng)關(guān)，再中繼到另一個(gè)物理網(wǎng)上因此，IP有至少有兩種通信行為：1.通過物理網(wǎng)直達(dá)目的站點(diǎn)（源、目的在同一物理網(wǎng)）2.通過物理網(wǎng)遞交給網(wǎng)關(guān)（源、目的不在同一物理網(wǎng)）這兩種通信行為是IP尋址技術(shù)的前提條件IPIPIPIPIPIP66通信特點(diǎn)－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)關(guān)起著至關(guān)重要的作用路由的選擇IP報(bào)文在不同物理網(wǎng)中的中繼處理不同物理網(wǎng)上傳輸?shù)牟町惥W(wǎng)關(guān)間的配合選路傳輸路徑源：通過源物理網(wǎng)直接把報(bào)文送給源網(wǎng)關(guān)（第一個(gè)中繼網(wǎng)關(guān)）中繼網(wǎng)關(guān)：通過中繼物理網(wǎng)把報(bào)文送給下一個(gè)網(wǎng)關(guān)【過程重復(fù)若干次，直到到達(dá)目的網(wǎng)關(guān)（最后一個(gè)網(wǎng)關(guān)）】目的網(wǎng)關(guān)：通過目的物理網(wǎng)把報(bào)文直接送到目的站點(diǎn)傳輸路徑等效源網(wǎng)關(guān)1網(wǎng)關(guān)2…網(wǎng)關(guān)n目的R1SDRnR2R367通信特點(diǎn)－等效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從源到目的的通信過程，可以：網(wǎng)關(guān)等效為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中的“點(diǎn)”物理網(wǎng)等效為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的“線”一個(gè)物理網(wǎng)連接多個(gè)網(wǎng)關(guān)將使拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化從不同的位置，看到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能不同（圖中x點(diǎn)）RRRR1234RRRR1243xx網(wǎng)關(guān)之間都能通信＝全連通68通信特點(diǎn)－物理網(wǎng)的影響物理網(wǎng)的通信方式對IP通信有較大的影響物理網(wǎng)可以分為兩種類型的通信方式廣播型網(wǎng)絡(luò)非廣播型網(wǎng)絡(luò)69通信特點(diǎn)－廣播型物理網(wǎng)物理網(wǎng)的通信支持廣播通信，物理網(wǎng)能把廣播報(bào)文送達(dá)所有站點(diǎn)一般也支持組播通信支持無連接通信，任意站點(diǎn)間的通信無需建立連接和拆除的過程例：802網(wǎng)，共享式及交換式點(diǎn)對點(diǎn)信道（只有兩個(gè)站點(diǎn)），所有通信都等效IP的通信IP無連接通信方式、廣播、組播在該種網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)簡單70通信特點(diǎn)－非廣播型物理網(wǎng)物理網(wǎng)的通信不一定支持廣播和組播通信一般采用面向連接的通信任意站點(diǎn)之間的通信都有連接建立、拆除過程例：X.25/ATM/FRIP通信IP在該網(wǎng)絡(luò)上有較大的局限性網(wǎng)絡(luò)上IP站點(diǎn)少時(shí)：全連接、廣播＝多個(gè)重復(fù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上IP站點(diǎn)多時(shí)：部分連接，無法實(shí)現(xiàn)任意IP站點(diǎn)間的直接通信（由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)？）71即使站點(diǎn)數(shù)少，網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系也將是異常復(fù)雜的復(fù)雜的通信關(guān)系是否還要?jiǎng)澐志W(wǎng)關(guān)和非網(wǎng)關(guān)？（網(wǎng)關(guān)的含義沖突）若采用部分連接，與IP網(wǎng)絡(luò)的模型有巨大的差異IP的策略：盡可能避免在該網(wǎng)上構(gòu)筑大規(guī)模站點(diǎn)數(shù)的網(wǎng)絡(luò)該種網(wǎng)絡(luò)以提供多個(gè)P2P的網(wǎng)關(guān)連接為主通信特點(diǎn)－非廣播型物理網(wǎng)（續(xù)）RRRR43RRRR4322RRRR43272平等地對待網(wǎng)絡(luò)接口IP通過網(wǎng)絡(luò)抽象接口，平等的看待每個(gè)NetIf每個(gè)NetIf連接的都是物理網(wǎng)絡(luò)P2P連接也看作是有兩個(gè)站點(diǎn)的物理網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)將為自己所有的NetIf之間實(shí)現(xiàn)IP中繼RRR網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RR網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)73小結(jié)在物理網(wǎng)絡(luò)上覆蓋IP層，實(shí)現(xiàn)IP通信意義上的互聯(lián)IP通信在同一個(gè)物理網(wǎng)時(shí)，不用IP中繼而用物理網(wǎng)傳輸，不同物理網(wǎng)時(shí)，才用IP的中繼網(wǎng)關(guān)為不同物理網(wǎng)間的IP通信提供中繼網(wǎng)關(guān)上不同NetIf接不同的物理網(wǎng)抽象IP接口簡化IP與各種物理網(wǎng)的接口網(wǎng)關(guān)要應(yīng)付比單純點(diǎn)線更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)IP體系適宜在廣播型網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，非廣播型的網(wǎng)絡(luò)適宜為IP提供P2P信道IP將每個(gè)P2P信道都看作是一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)74互連結(jié)構(gòu)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)如何互連？物理上，只能通過一臺機(jī)器來連接（物理連接）這臺機(jī)器應(yīng)該是能把分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)投遞到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)（Gateway）或路由器（Router）R的作用R1把網(wǎng)絡(luò)1上要到網(wǎng)絡(luò)2和網(wǎng)絡(luò)3的分組送到網(wǎng)絡(luò)2上R2把網(wǎng)絡(luò)3上要到網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2的分組送到網(wǎng)絡(luò)2上網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2R1網(wǎng)絡(luò)3R275復(fù)雜互連結(jié)構(gòu)多個(gè)Router互連物理網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成互連網(wǎng)計(jì)算機(jī)（Host）與其中物理網(wǎng)絡(luò)相連RRRRRRTCP/IP互連