杨庚全套配套课件计算机网络 计算机网络_CH05_网络层与网络互联.ppt

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1、计算机网络ComputerNetworks南京邮电大学计算机学院“计算机通信与网络”国家精品课程组第五章网络层与网络互连网络层概述IPv4因特网的路由选择协议IP组播、移动IP、VPN和NAT下一代网际协议IPv6网络互连设备内容纲要内容纲要网络层概述IPv4因特网的路由选择协议IP组播、移动IP、VPN和NAT下一代网际协议IPv6网络互连设备5.1网络层概述网络互连与互联为什么需要网络互联网络互联的作用网络互联提出的问题网间互联的类型网络互联设备网络互连的实现网络互连与互联互连的概念互连（interconnection）:强调物理连接互联（internetwo

2、rking）:强调逻辑连接异种网络的概念低层协议的差异例如Ethernet与TokenRing高层协议的差异例如TCP/IP与Novell网络互连与互联网络互连用线路和互连设备连接采用各种不同低层（网络层以下）协议的网络。网络互联利用应用程序网关实现采用不同高层（传输层以上）协议的网络之间的逻辑连接。本文中，暂不考虑两者的区别。为什么需要网络互联存在大大小小、相互独立的多种物理网络已有的异种网络客观存在没有哪种网络技术可以满足所有需求全球范围的通信需求各物理网络中的用户希望能够相互通信，不受物理网络边界限制通信：电子邮件、IP电话、视频会议信息服务：信息和资源共享

3、网络社会化：电子商务、远程教育、远程医疗网络互联的作用隐藏底层细节，使互联网可以看成是单一的虚拟网络，所有计算机都与它相连，而不管实际的物理连接如何。互联网物理网络主机路由器图5‑1(a)用户观点的互联网;(b)互联网的实际连接示例虚拟互连网络的意义所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。使用虚拟互连网络的优点是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体

4、的网络异构细节。网络互联提出的问题IP层主要功能是负责为不同物理网络上的主机提供通信服务。需要解决若干问题：如何屏蔽异种网络的差异统一网络地址统一数据格式如何实现全网的数据传输和交换网络之间的数据包寻径、转发路由表的产生和动态刷新差错处理IP组播网间互联的类型广域网与广域网互联局域网与局域网互联局域网与广域网互联局域网－广域网－局域网互联网络互联设备网络互相连接起来，要使用一些中间设备，称为网络互联设备。中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。物理层互联设备：转发器(repeater)。数据链路层互联设备：网桥(bridge)或交换机（switch)。网络

5、层互联设备：路由器(router)。传输层及以上功能层互联设备：网关(gateway)。网络互连的实现路由技术网络设备：路由器，实现第三层（网络层）数据交换名词internet和Internet以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。以大写字母I开始的的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族，且其前身是美国的ARPANET。因特网的分层模型因特网采用TCP/IP协议栈OSI-RM应用层表示层会话层传

6、输层网络层数据链路层物理层TCP/IP应用层传输层网际层或称：网络接入层、或主机至网络层1234567网络接口层或称：主机至主机层TCP/IP体系结构应用层TelnetFTPSMTPDNSSNMP传输层IP层TCPUDP网络接口层5～74321OSI_RM因特网(Internet)/内联网(Intranet)局域网广域网其它IPARPRARPICMPTCP/IP的分层基于TCP/IP协议栈的因特网由四个概念性层次组成：应用层传输层网间互联网层网络接口层因特网的设计原则和目标可生存性强，坚固支持多种通信服务容纳多种网络允许对资源的分布式管理高效的，代价最小主机接入网

7、络方便可计费的内容纲要网络层概述IPv4因特网的路由选择协议IP组播、移动IP、VPN和NAT下一代网际协议IPv6网络互连设备5.2IPv4支持TCP/IP软件隐藏物理网络细节，使构成的互联网看起来是一个统一实体的基础：IP编址和IP数据报。分类的IP地址IP地址的分配与使用IP数据报因特网地址到物理地址的映射无连接的数据报传送差错与控制报文(ICMP)子网编址无编号的点对点网络无分类编址与CIDR5.2IPv4网间互连子层（IP层）对应于OSI参考模型的网络层。因特网IP层的服务是一个基于数据报的传输系统，是不可靠、尽最大努力传送的、无连接的数据报存储转发系统

8、。IP层协