第8章 数据通信与网络.ppt

第8章
广域网概述
广域网中的路由
网络互连及TCP/IP协议
IP地址
地址解析协议(ARP)

小结
习题
广域网概述
广域网的构成
通常广域网由许多交换机和计算机所组成,其基本的交换机称为包交换机(packet switch)或分组交换机,因为它能把完整的包从一个节点传送到另一个节点,并且利用其输入/输出接口,构建许多不同的网络拓扑结构。交换机是广域网的基本组成,一组交换机相互连接构成广域网。见图8-1。
A
B
C
D
交换机2
交换机1
地址[1, 2] [1, 5] 地址[2, 1] [2, 4]
存储转发
广域网允许多个计其机同时发送数据包,如果有许多包都必须送到同一出口,则交换机可以将数据包临时存储在存储器中,直到输出设备空闲可以转发。广域交换系统的基本模式是存储转发(store and forward),为了完成存储转发功能,当数据包到达时,交换机的输入/输出硬件把一个包的副本放在存储器的队列中并通知处理器,当处理器发送完一个包,便从出口队列中提取下一个包,决定应该送到哪个接口,并把包输送到输出硬件进行转发(forward)操作。
广域网中的路由
广域网的物理编址
广域网技术定义了计算机收发帧时的具体格式,而且连到广域网上的每台计算机都有一个物理地址。当将帧发送到另外一台计算机时,发送者必须给出目的计算机的地址。最简单的层次地址方案把一个地址分为两部分,第一部分表示交换机,第二部分表示连到交换机上的计算机,并用两个十进制整数来说明一个地址。见图8-2。
A
B
C
D
交换机2
交换机1
地址[1, 2] [1, 5] 地址[2, 1] [2, 4]
交换机不必保存所有可能到达的目的地的完整信息。只要包含该包能到达目的地的下一站(next hop)的信息即可,这也称为下一站转发(next-hop forwarding)。图8-3说明了在一个包交换网络中的下一站转发技术。其中包转发到下一站的过程称为路由。
交换机2
目的地下一站
[1, 2] 接口1
[1, 5] 接口1
[3, 2] 接口4
[3, 5] 接口4
[2, 1] 计算机E
[2, 4] 计算机E
(a) 三个交换机组成的网络(b)交换机2中下一站转发信息
交换机3
C[3, 2]
D[3, 5]
接口1 接口4
E[2, 1] F[2, 4]
A
[1, 2]
B
[1, 5]
交换机1
广域网中的路由表
由图8-3可见,目的地址的第一部分如果地址相同,数据包将被转发到同一个交换机。因此说,使用两部分层次地址转发包时,首先检查包的目的地址中与交换机相应的那部分,如果它与该包交换机相一致,就利用第二部分地址把包发送到计算机;否则利用该地址在路由表中选择下一站。为使广域网能正确地运行,路由表中的数据必须符合以下条件:
(1)普遍性的路由。每个交换机的路由表必须包含有所有可能目的地的下一跳。
(2)最佳路由。交换机内路由表中下一跳的值,应该指向目的地的最短路径。
如果图中每个节点(node)代表一个交换机,若网络中两个交换机直接相连,则在图中的相应节点间用一条边(edge)或连接(link)表示。
从图8-5可见,节点l的路由表中其它项的下一站都是节点2。在较小的网络中,路由表中重复的不多。然而,表示大型广域网的图中会有非常多的重复项,因此大多数广域网用一个项来代替路由表中有相同下一跳值的项,称为缺省路由(default route)。
目的地下一站
1 -
2 (1, 2)
3 (1, 2)
4 (1, 2)
站点1
目的地下一站
1 (2, 1)
2 -
3 (2, 3)
4 (2, 4)
站点2
目的地下一站
1 (3, 2)
2 (3, 2)
3 -
4 (3, 4)
站点3
目的地下一站
1 (4, 2)
2 (4, 2)
3 (4, 3)
4 -
站点4
目的地下一站
1 -
* (1, 2)


站点1
目的地下一站
1 (2, 1)
2 -
3 (2, 3)
4 (2, 4)
站点2
目的地下一站
2 (3, 2)
3 -
* (3, 4)
站点3
目的地下一站
3 (4, 3)
4 -
* (4, 2)
站点4
网络互连及TCP/IP协议
将不同的网络彼此连接在一起,形成一个更大的网络,相互连接的网络系统称为互联网络(work)或互联网()。一般常用路由器来连接不同的网络,因为路由器可以将不同技术的网络连接起来,包括使用不同的介质、不同的物理编址方式和不同帧格式的网络。
TCP和UDP协议