计算机网络技术与应用简明教程 教学课件 978 7 302 16459 3 ch04

1、计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-181在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网

2、络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-182第四章第四章 计算机网络概述计算机网络概述教学目标教学重点教学过程计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-183教学目标教学目标 掌握几种网络互连设备的功能和工作原理掌握几种网络互连设备的功能和工作原理 掌握掌握I

3、P地址与子网掩码的概念地址与子网掩码的概念 了解无分类编址了解无分类编址CIDR 熟悉路由选择协议熟悉路由选择协议RIP、BGP的特点的特点计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-184教学重点教学重点 网络互连的层次及相关设备网络互连的层次及相关设备 网际协议网际协议IP和子网划分和子网划分 内部网关协议和外部网关协议内部网关协议和外部网关协议 计算机网络技术与应用简

4、明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-185教学过程教学过程 网络互连概述网络互连概述 路由器在网络互连中的作用路由器在网络互连中的作用 网际协议网际协议IP 子网划分和超网构造子网划分和超网构造 因特网的路由选择协议因特网的路由选择协议计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

5、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1864.1网络互连概述网络互连概述4.1.1 网络互连的目的网络互连的目的 扩大资源共享的范围扩大资源共享的范围 降低成本降低成本 提高安全性提高安全性 提高可靠性提高可靠性 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1874.1.2 网络互连的层次及相关设

6、备网络互连的层次及相关设备 中继器（中继器（Repeater）：工作在物理层在电缆之间）：工作在物理层在电缆之间逐个复制二进制位逐个复制二进制位bit。 桥接器（桥接器（Bridge）：工作在链路层在）：工作在链路层在LAN之间存之间存储和转发帧储和转发帧frame。 路由器（路由器（Router）：工作在网络层在不同的网络）：工作在网络层在不同的网络之间存储和转发分组。之间存储和转发分组。 协议转换器（协议转换器（Gateway）：工作在三层以上，实）：工作在三层以上，实现不同协议的转换。现不同协议的转换。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版

7、社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-188一一 中继器中继器中继器中继器(Repeater)又称重发器，是一种最为简单但又称重发器，是一种最为简单但也是用得最多的互连设备，工作在也是用得最多的互连设备，工作在OSI的物理层，的物理层，如图如图4-1所示。中继器仅适用于以太网，可将两段所示。中继器仅适用于以太网，可将两段或两段以上以太网互连起来。中继器只对电缆上传或两段以上以太网互连起来。中继器只对电缆上传输的数据信号再生放大，再重发到其它电缆段上。

8、输的数据信号再生放大，再重发到其它电缆段上。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-189图图4-1 OSI4-1 OSI模型中的中继器模型中的中继器计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术

9、与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1810中继器具有放大信号的作用，它实际上是一种信号中继器具有放大信号的作用，它实际上是一种信号再生放大器。因而中继器用来扩展局域网段的长度，再生放大器。因而中继器用来扩展局域网段的长度，驱动长距离通信。电磁信号在网络传输介质上传递驱动长距离通信。电磁信号在网络传输介质上传递时，由于衰减和噪声干扰使有效数据信号变得越来时，由于衰减和噪声干扰使有效数据信号变得越来越弱。为保证数据的完整性，只能在有限距离内传越弱。为保证数据的完整性，只能在有限距离内传递。递。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络

10、技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1811中继器优点：中继器优点：安装简单容易，使用方便，不改变网络原来的传安装简单容易，使用方便，不改变网络原来的传输速度。输速度。能把使用不同传输介质的网络互连在一起。能把使用不同传输介质的网络互连在一起。中继器的缺点：中继器的缺点：它放大有用信号的同时也放大了电子干扰及错误它放大有用信号的同时也放大了电子干扰及错误信号；信号；由于中继器双向传递网络段间的所有信息，所以由于中继器双向传递网络段间的所有信息，所以它很容

11、易导致网络上的信息拥挤，同时当某个网它很容易导致网络上的信息拥挤，同时当某个网段有问题时，会引起所有网段的中断。段有问题时，会引起所有网段的中断。会引入时延。会引入时延。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1812网桥工作在数据链路层，如图网桥工作在数据链路层，如图4-2所示。所示。图图4-2 OSI4-2 OSI模型中的网桥模型中的网桥二二 网桥网桥计算机网络技术

12、与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1813网桥根据网桥根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当收到一个帧时，并不是网桥具有过滤帧的功能。当收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口。地址，然后再确定将该帧转发到哪一个

13、端口。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1814网桥的优点：网桥的优点： 过滤通信量。网桥工作在链路层的过滤通信量。网桥工作在链路层的MAC子层，可子层，可以使局域网各网段成为隔离开的碰撞域，从而减轻以使局域网各网段成为隔离开的碰撞域，从而减轻了扩展的局域网上的负荷，同时也减小了在扩展的了扩展的局域网上的负荷，同时也减小了在扩展的局域网上的帧平均时延。局域网上的帧

14、平均时延。 扩大了物理范围，因而也增加了整个局域网上工作扩大了物理范围，因而也增加了整个局域网上工作站的最大数目。站的最大数目。 提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个别网段。别网段。 可互连不同物理层、不同可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的子层和不同速率的局域网。局域网。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9

15、-1815网桥的缺点：网桥的缺点： 由于网桥对接收的帧要先存储，然后查找转发表，由于网桥对接收的帧要先存储，然后查找转发表，所以增加了时延。所以增加了时延。 没有流量控制的功能，所以当网络上的负荷很重没有流量控制的功能，所以当网络上的负荷很重时，网桥中的缓存空间可能不够而导致溢出，以时，网桥中的缓存空间可能不够而导致溢出，以致产生帧丢失现象。致产生帧丢失现象。 网桥只适合于用户数不多和通信量不太大的局域网桥只适合于用户数不多和通信量不太大的局域网，因为传播过多的广播信息是会产生网络拥塞，网，因为传播过多的广播信息是会产生网络拥塞，即广播风暴。即广播风暴。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技

16、术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18161.透明网桥透明网桥当一个网桥刚刚连接到局域网上时，其转发表当一个网桥刚刚连接到局域网上时，其转发表显然是空的，透明网桥通过分析来自所有相连显然是空的，透明网桥通过分析来自所有相连网络的输入数据帧的源网络的输入数据帧的源MAC地址来建立自己的地址来建立自己的转发表。透明网桥根据的原理的是：如果网桥转发表。透明网桥根据的原理的是：如果网桥现在能够从端口现在能够从端

17、口X收到从源地址收到从源地址A发来的帧，那发来的帧，那么以后就可以从端口么以后就可以从端口X将一个帧转发到目的地址将一个帧转发到目的地址A。通过这样的学习，建立起一张目的主机的。通过这样的学习，建立起一张目的主机的MAC地址和转发网络一一对应的转发表。透明地址和转发网络一一对应的转发表。透明网桥利用它来确定其转发路径。网桥利用它来确定其转发路径。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

18、用2021-9-1817图图4-3 4-3 两个网桥互连的局域网两个网桥互连的局域网计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1818图图4-3中，透明网桥中，透明网桥1观察到来自节点观察到来自节点C的数据帧都的数据帧都通过通过LAN2到达本网桥，就知道凡是发往节点到达本网桥，就知道凡是发往节点C的数的数据帧必须经过据帧必须经过LAN2，在透明网桥，在透明网桥1的转发表中

19、将此的转发表中将此记录下来。记录下来。凡是凡是LAN1发往节点发往节点C的数据帧，透明网桥的数据帧，透明网桥1都根据都根据转发表转发至转发表转发至LAN2，但是对来自，但是对来自LAN2的，目的地的，目的地址为节点址为节点C的帧，透明网桥的帧，透明网桥1则将它删除掉。则将它删除掉。用同样的办法，透明网桥用同样的办法，透明网桥2的转发表中可列出凡是的转发表中可列出凡是目的地址为节点目的地址为节点A的帧都送到的帧都送到LAN2中，因为透明网中，因为透明网桥已知道，凡是送往节点桥已知道，凡是送往节点A的帧都经过的帧都经过LAN2送至透送至透明网桥明网桥2。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与

20、应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18192.源路由网桥源路由网桥透明网桥的最大优点就是容易安装，一接上透明网桥的最大优点就是容易安装，一接上就能工作。但是网络资源的利用不充分。源路就能工作。但是网络资源的利用不充分。源路由网桥采用了另一种路径选择算法。该算法基由网桥采用了另一种路径选择算法。该算法基于这样的假定：每个发送节点在发送时就知道于这样的假定：每个发送节点在发送时就知道所发送的数据帧是送给本地局域

21、网还是其它局所发送的数据帧是送给本地局域网还是其它局域网。若送往其它局域网，则将数据帧的目的域网。若送往其它局域网，则将数据帧的目的地址的高位设置为地址的高位设置为1，且在要发送帧的帧头内，且在要发送帧的帧头内包括了该帧传递的确切路径，即发送数据帧的包括了该帧传递的确切路径，即发送数据帧的主机事先要把帧的路由信息放在要发送帧的帧主机事先要把帧的路由信息放在要发送帧的帧头内。头内。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技

22、术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1820 从理论上讲，使用源路由网桥可以获得最从理论上讲，使用源路由网桥可以获得最佳路径，但是实现起来并不容易。如果互佳路径，但是实现起来并不容易。如果互连的网络的规模不是很大，透明网桥的缺连的网络的规模不是很大，透明网桥的缺点就并不严重，而优点则比较明显，因此，点就并不严重，而优点则比较明显，因此，透明网桥还是被广泛应用。透明网桥还是被广泛应用。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网

23、络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18213.多端口网桥多端口网桥-以太网交换机以太网交换机网桥的端口数很少，一般只有网桥的端口数很少，一般只有24个，而以太网交个，而以太网交换机通常都有十几个端口。换机通常都有十几个端口。 以太网交换机实质上就以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，因此交换机工作在数据链路是一个多端口的网桥，因此交换机工作在数据链路层。层。 交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到

24、交换机的端口上。这重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量入速度，支持更大的信息流量 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1822 图4-4 用以太网交换机扩展局域网计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版

25、社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1823交换机的特点：交换机的特点： 它不像集线器一样每个端口共享带宽，它的每一它不像集线器一样每个端口共享带宽，它的每一端口都是独享交换机的总带宽，这样在速率上对端口都是独享交换机的总带宽，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。于每个端口来说有了根本的保障。 使用交换机可以把网络使用交换机可以把网络“分段分段”，通过对照地址，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机，表，交换机只允许必要的网络

26、流量通过交换机，通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1824交换机的数据传递工作原理：交换机的数据传递工作原理：当交换机从某一节点收到一个帧时（广播帧除外），当交换机从某一节点收到一个帧时（广播帧除

27、外），将对地址表执行两个动作，将对地址表执行两个动作，（1）检查该帧的源）检查该帧的源MAC地址是否已在地址表中，如地址是否已在地址表中，如果没有，则将该果没有，则将该MAC地址加到地址表中，这样以后地址加到地址表中，这样以后就知道该就知道该MAC地址在哪一个节点；地址在哪一个节点；（2）是检查该帧的目的）是检查该帧的目的MAC地址是否已在地址表中，地址是否已在地址表中，如果该如果该MAC地址已在地址表中，则将该帧发送到对地址已在地址表中，则将该帧发送到对应的节点即可，如果该应的节点即可，如果该MAC地址不在地址表中，则地址不在地址表中，则将该帧发送到所有其它节点（源节点除外），相当将该帧发送

28、到所有其它节点（源节点除外），相当于该帧是一个广播帧。于该帧是一个广播帧。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1825三三 路由器路由器 路由器主要工作在网络层，是进行网间互路由器主要工作在网络层，是进行网间互连的关键设备，用于不同类型的网络互连。连的关键设备，用于不同类型的网络互连。路由器构成了路由器构成了Internet的骨架，有关路由器的骨架，有关路由器的具体

29、内容见的具体内容见4.2节。节。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1826四四 网关网关 网关可以工作在网关可以工作在OSI模型的所有七层中，如图模型的所有七层中，如图4-5所示。所示。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式甚至体系结构在使用不同的通信协议、数据格式甚至体系结构完全不同的

30、两种系统之间，网关就是一个协议转完全不同的两种系统之间，网关就是一个协议转换器。路由器只能在使用相同协议的网络中转发、换器。路由器只能在使用相同协议的网络中转发、接收和中继数据包。而网关可以接收一种格式的接收和中继数据包。而网关可以接收一种格式的数据包，然后在转发之前将它转换为另一种的协数据包，然后在转发之前将它转换为另一种的协议格式。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。议格式。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

31、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1827图图4-5 OSI4-5 OSI模型中的网关模型中的网关计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18284.2 路由器在网络互连中的作用路由器在网络互连中的作用4.2.1 路由器的工作原理路由器的工作原理 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数路由器的主要工作就是为经过路由器

32、的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。送到目的站点。 在路由器中保存着各种传输路径的相关数据在路由器中保存着各种传输路径的相关数据路径表（路径表（Routing Table），供路由选择时使用。），供路由选择时使用。 路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。的个数和下一个路由器的名字等内容。 路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动

33、调整，也可以由主机控制。可以由主机控制。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1829图图4-74-7工作站工作站A A、B B之间的路由器分布之间的路由器分布计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

34、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1830其工作原理如下：其工作原理如下：（1）工作站）工作站A将工作站将工作站B的地址的地址120.0.5连同数据信息以数连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器据帧的形式发送给路由器1。（2）路由器）路由器1收到工作站收到工作站A的数据帧后，先从报头中取出地的数据帧后，先从报头中取出地址址120.0.5，并根据路径表计算出发往工作站，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路的最佳路径：径：R1-R2-R5-B；并将数据帧发往路由器；并将数据帧发往路由器2。（3）路由器）路由器2重复路由器重复路由器1的工作，并将数据帧转发给路由的工作，并将

35、数据帧转发给路由器器5。（4）路由器）路由器5同样取出目的地址，发现同样取出目的地址，发现120.0.5就在该路由就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给工作站器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给工作站B。（5）工作站）工作站B收到工作站收到工作站A的数据帧，一次通信过程宣告结的数据帧，一次通信过程宣告结束。束。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18

36、31路由器的优缺点路由器的优缺点（1）优点）优点适用于大规模的网络；适用于大规模的网络；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；能更好地处理多媒体；能更好地处理多媒体；安全性高；安全性高；隔离不需要的通信量；隔离不需要的通信量；节省局域网的频宽；节省局域网的频宽；减少主机负担。减少主机负担。（2）缺点）缺点 它不支持非路由协议；它不支持非路由协议； 安装复杂；安装复杂； 价格高。价格高。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

37、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18324.2.2 路由器的基本功能路由器的基本功能路由器的基本功能如下：路由器的基本功能如下：（1）在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。）在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。（2）选择最合理的路由，引导通信。）选择最合理的路由，引导通信。（3）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装

38、成原有形数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。式。（4）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。作为不同通信协议网络段通信连接的平台。（5）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。到达特定的节点站地址。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

39、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18334.2.3 第三层交换技术第三层交换技术 第三层交换技术（也被称做多层交换技术，或是第三层交换技术（也被称做多层交换技术，或是IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。 传统的交换技术是在传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层网络标准模型中的第二层-数据链路层进行操作的，而多层交换技术是在网络数据链路层进行操作的，而多层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，多层交换技术就是：第二层交换技术第简单地说，多层交换技术就是

40、：第二层交换技术第三层转发技术，或者说是将传统路由器的数据包处理三层转发技术，或者说是将传统路由器的数据包处理功能和交换机的速度优势结合在一起。功能和交换机的速度优势结合在一起。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18344.3 网际协议网际协议IP4.3.1 IP协议及数据报格式协议及数据报格式网际协议网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络硬件的协议提供了能适应

41、各种各样网络硬件的灵活性，对底层网络硬件几乎没有任何要求，任何灵活性，对底层网络硬件几乎没有任何要求，任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据，就可以使用进制数据，就可以使用IP协议加入协议加入 Internet 了。了。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1835 图4-8 IP数据报的格式 计算机网络技

42、术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1836IP数据报首部的固定部分中的各字段数据报首部的固定部分中的各字段（1）版本号）版本号 占占4bit，指，指IP协议的版本。协议的版本。（2）首部长度）首部长度 占占4bit， （3）服务类型）服务类型 占占8bit， 图图4-94-9服务类型图服务类型图计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出

43、版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1837 前前3 个比特表示优先级，它可使数据报具有个比特表示优先级，它可使数据报具有8个优先级中个优先级中的一个。的一个。 第第4个比特是个比特是D比特，分两个级别（其中：一般延迟时比特，分两个级别（其中：一般延迟时间；：低延迟时间）。表示用最少的延迟处理此数间；：低延迟时间）。表示用最少的延迟处理此数据报。据报。 第个比特是比特，分两个级别（其中：一般吞吐第个比特是比特，分两个级别（其中：一般吞吐量；：高吞

44、吐量）。表示请求用最大的吞吐量处理量；：高吞吐量）。表示请求用最大的吞吐量处理此数据报。此数据报。 第个比特是比特，分两个级别（其中：一般吞吐第个比特是比特，分两个级别（其中：一般吞吐量；：高吞吐量）。表示请求以最大的吞吐量处理量；：高吞吐量）。表示请求以最大的吞吐量处理此数据报，即在数据报传送过程中，路由器丢弃的概率此数据报，即在数据报传送过程中，路由器丢弃的概率要小些。要小些。 第个比特是比特，是新增加的，表示要求选择代价第个比特是比特，是新增加的，表示要求选择代价更小的路由。更小的路由。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网

45、络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1838（4）总长度总长度指首部和数据之和的长度，）总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节单位为字节 （5）标识）标识 占占16bit，它是一个计数器，用来产生数，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。据报的标识。 （6）标志）标志 占占3bit。 标志字段中的最低位记为标志字段中的最低位记为MF（More Fragment）。）。MF=1即表示后面即表示后面“还有分片还有分片”的数据报。的数据报。MF=0表示这是若干数据

46、报片中的最后一个。表示这是若干数据报片中的最后一个。 标志字段中间的一位记为标志字段中间的一位记为DF（Dont Fragment）,意思是意思是“不能分片不能分片”。只有当。只有当DF=0时才允许分片。时才允许分片。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1839（7）片偏移）片偏移 片偏移即当较长的分组在分片后，某片在原分组中片偏移即当较长的分组在分片后，某片在原分

47、组中的相对位置。也就是说相对于用户数据字段的起点，的相对位置。也就是说相对于用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位，个字节为偏移单位，每个分片的长度一定是每个分片的长度一定是8字节的整数倍。字节的整数倍。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1840图图4-10 4-10 数据报的分片数据报的分片计算机网络技术与应用简

48、明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1841（8）生存时间）生存时间 （9）协议）协议 占占8bit 该字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，该字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪层知道应将数据部分上交给哪个处理。个处理。 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术

49、与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1842图图4-11 4-11 协议字段告诉协议字段告诉IPIP层应当如何交付数据层应当如何交付数据计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1843（10）首部检验和）首部检验和 （11）源地址占）

50、源地址占4字节。字节。（12）目的地址占）目的地址占4字节。字节。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1844与与IP协议配套使用的还有四个协议：协议配套使用的还有四个协议： 地址解析协议地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议逆地址解析协议RARP(Reverse Address Resolution Proto

51、col) 因特网控制报文协议因特网控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol) 因特网组管理协议因特网组管理协议IGMP(Internet Group Managment Protocol) 这四个协议和这四个协议和IP协议的关系如图协议的关系如图4-12所示：所示： 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1845 图图4

52、-12 4-12 网际协议网际协议IPIP及其配套协议及其配套协议计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18464.3.2 IP地址地址 一一 IP地址及其表示方法地址及其表示方法IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机，而地址可确认网络中的任何一个网络和计算机，而要识别其它网络或其中的计算机，则是根据这些要识别其它网络或其中的计算机，则是根据这些IP地址的分类来确

53、定的。一般将地址的分类来确定的。一般将IP地址划分为若干个地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号，它标志主机（或路由器）其中一个字段是网络号，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号，它标所连接到的网络，而另一个字段则是主机号，它标志该主机（或路由器）。这种两级的志该主机（或路由器）。这种两级的IP地址可以记地址可以记为：为：IP地址地址 ：=， 计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应

54、用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1847 图4-13 IP地址中的网络号字段和主机号字段计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1848 A类、类、B类和类和C类地址的网络号字段类地址的网络号字段net-id分别为分别为1、2和和3字节长，而在网络号字段的最前面有字节长，而在

55、网络号字段的最前面有13bit的类别比特，其数值分别规定为的类别比特，其数值分别规定为0、10和和110。 A类、类、B类和类和C类地址的主机号字段分别为类地址的主机号字段分别为3个、个、2个和个和1个字节长。个字节长。 D类地址是多播地址，主要留给因特网体系结构类地址是多播地址，主要留给因特网体系结构委员会委员会IAB（Internet Architecture Board）使）使用。用。E类地址保留在今后使用。类地址保留在今后使用。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络

56、技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1849二二 常用的三种类别的常用的三种类别的IP地址地址A类地址的类地址的net-id字段占字段占1个字节，只有个字节，只有7个比特可个比特可供使用（该字段的第一个比特已固定为供使用（该字段的第一个比特已固定为0），可提），可提供使用的网络号是供使用的网络号是126即即27-2，减，减2 的原因是：的原因是： net-id字段为全字段为全0的的IP地址是个保留地址，表示本地址是个保留地址，表示本网络网络 net-id字段为字段为127（即（即0111111）保留作为本地软）保留作为本地

57、软件环回测试本主机用。件环回测试本主机用。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1850B类地址的类地址的net-id字段占字段占2个字节，但前面两个比特个字节，但前面两个比特已经固定为已经固定为1 0，只剩下，只剩下14个比特可以变化，因此个比特可以变化，因此B类地址的网络数为类地址的网络数为16384即即214。这里不用减。这里不用减2，因，因为为 net-id字

58、段最前面的两个比特字段最前面的两个比特1 0使得后面的使得后面的14比特无论怎样排列也不可能出现使整个比特无论怎样排列也不可能出现使整个2字节的字节的net-id字段成为全字段成为全0或全或全1。B类地址的每一个网络类地址的每一个网络上的最大主机数是上的最大主机数是65534即即216-2。这里减。这里减2是因为是因为要扣除全要扣除全0和全和全1的主机号。的主机号。 C类地址的类地址的net-id字段占字段占3个字节，最前面的个字节，最前面的3个比个比特是特是1 1 0，还有，还有21个比特可以变化，因此个比特可以变化，因此C类地址类地址的网络总数是的网络总数是2097152即即221个，这里

59、也不需要减个，这里也不需要减2。每一个每一个C类地址的最大主机数是类地址的最大主机数是254即即28-2。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-1851A类地址的类地址的host-id字段为字段为3个字节，因此每个个字节，因此每个A类网类网络中的最大主机数是络中的最大主机数是1677214即即224-2，减，减2 的原因的原因是：是：全全0的的host-id字段表示该

60、字段表示该IP地址是地址是“本主机本主机”所连所连接到的单个网络地址。接到的单个网络地址。全全1的的host-id字段表示该该网络上的所有主机。字段表示该该网络上的所有主机。计算机网络技术与应用简明教程计算机网络技术与应用简明教程 清华大学出版社清华大学出版社网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用网络技术与应用2021-9-18524.3.3 地址解析协议地址解析协议ARP和逆向地址解和逆向地址解析协议析协议RARP一一 ARP协议协议ARP（Address Resolution