Chapter4
2017-01-08 13:32:56 0 举报AI智能生成
在第四章中，故事的情节开始发生转折。主角们面临着前所未有的挑战和困难，他们必须做出艰难的决定，以保护自己和他们所爱的人。这一章充满了紧张和悬念，让读者无法停止阅读。同时，这一章也揭示了一些角色的深层次的情感和动机，使得他们对人物的理解更加深入。此外，第四章也为接下来的章节设定了基调，为接下来的故事发展埋下了伏笔。总的来说，第四章是故事的一个重要转折点，它不仅推动了故事的发展，也让读者对角色有了更深的理解。
作者其他创作
大纲/内容
Virtual Circuit & Datagram Network
Virtual-circuit Network
connection service
used in ATM, frame-relay, X.25
特点
call setup,teardown for each call before data can flow
each packet carries VC identifier
every router on source-dest path maintains "state" for each passing connection
link,router resource may be allocated to VC
VC
组成
path
from src to dest
VC numbers
for each link along path
entries in forwarding table
in routers along path
packet belonging to VC carries VC number
VC number can be changed on each link
new VC number comes from forwarding table
VC forwarding table
incoming interface
incoming VC number
outgoing interface
outgoing VC number
阶段
虚电路建立
数据传送
sender
1.initiate call
4.call connected
5.flow data begins
receiver
2.incoming call
3.accept call
6.receive data
虚电路拆除
Datagram Network
connectionless
特点
no call setup at network layer
routers: no state about end-to-end connections
packet forwarded using destination host address
传输
sender
1.send datagrams
receiver
2.receive datagrams
Datagram forwarding table
内容
dest address
range
output link
longest prefix matching
对比
对比表格
datagram → Internet
why?
data exchange among computers
elastic
no strict time requirement
many link types
"smart" end systems
simple inside network,complexity at edge
VC → ATM
why?
evolved from telephony
human conversation
strict timing,reliability requirement
need for guaranteed service
"dumb" end system
complexity inside network
Routing Algorithm
Graph
G = (N,E)
set of routers
set of links
cost
classifiction
global/decentralized
global
link state
decentralized
distance vector
static/dynamic
最佳路由
不存在一种绝对的最佳路由算法
考虑因素
链路长度
时延
速率
链路容量
链路差错率
Distance Vector
Bellman-Ford
dx(y) = cost of least-cost path from x to y
dx(y) = min{ c(x,v) + dv(y) }
v是x的所有邻居
Link State
each router
发现邻居，学习它们的网络地址
测量到每一个邻居的时延或开销
构造一个链路状态分组来通告学习到的信息
向所有路由器发送该分组
计算到其他路由器的最短路径
Dijkstra
Dijkstra
实例
Hierarchical Routing
问题的提出
scale
不能将所有目的地存储在路由表中
路由表交换将堵塞链路
administrative autonomy
每个网络管理员可能要管理自己网络中的路由
Autonomous Systems (AS)
路由协议
intra-AS routing protocol
也称为Interior Gateway Protocol (IGP)
e.g. RIP/OSPF
inter-AS routing protocol
也称为External Gateway Protocol (EGP)
e.g. BGP
Gateway Router
直接连接到另一个AS中的路由器
Routing in the Internet
内部网关协议 IGP
路由信息协议 RIP
use Distance Vector
cost
hop
max = 15 hops
RIP response message
又称RIP advertisement
list of up to 25 dest subnet
dest subnet
next router
#hops to dest
every 30s
RIPv2报文格式
link failure/recovery
180s没有advertisement
neighbor/link dead
link failure info quickly propagates to entire net
开放最短路径优先协议 OSPF
开放open
publicly available
use Link State
advertisement disseminated to entire AS
通过flooding
特色（RIP不具有）
security
authenticated
multiple same-cost paths
for each link, multiple cost metrics for different TOS
TOS:服务类型
integrated uni- and multicast support
MOSPF与OSPF使用相同的拓扑结构
hierarchical OSPF in large domains
Hierarchical OSPF
两级层次
Local area
Backbone
area border router
backbone router
boundary router
报文格式
类型
Hello
Link state update
Link state ack
Database description
Link state request
基本操作
确定可达性
Hello
达到数据库的同步
Database description
新情况下的同步
Link state request
Link state update
Link state ack
外部网关协议 EGP
边界网关协议 BGP
用途
从相邻AS获得子网可达性信息
向AS内部的所有路由器传递可达性信息
根据可达性信息和策略，决定到子网的“好”路由
BGP routing
BGP speaker
每个域确定一个
可以不是边界网关
BGP session
BGP peers
通过TCP交换路由信息
BGP advertises complete paths to reach a certain network
AS identification
16 bits
BGP message
格式
类型
OPEN
UPDATE
KEEPALIVE
NOTIFICATION
Broadcast & Multicast
Broadcast
duplication
source
in-network
flooding
controlled flooding
序号控制洪泛
反向路径转发RPF
spanning tree
create
选定center node
每个node向center node发送unicast
报文转发，直到到达一个已经在spanning tree中的node
Multicast
source-based tree
shortest path tree
Dijkstra
reverse path forwarding
pruning 剪枝
group-shared tree
minimal spanning tree/Steiner tree
不使用
计算复杂性
需要整个网络的信息
路由器加入/离开，需要重新运行算法
center-based tree
center
一台路由器被标识为“核心”
to join
边缘路由器向核心路由器发送单播join msg
中间路由器处理join msg并向核心路由器转发
join msg或者到达现有树的分支，或者到达核心路由器
采用的路径成为新分支
组播协议
距离向量组播路由选择协议 DVMRP
基于核心的转发树 CBT
开放最短路径优先的多播扩展MOSPF
协议无关多播-稀疏方式 PIM-SM
协议无关多播-稠密方式 PIM-DM
introduction
sending side
encapsulate segment into datagram
receiving side
deliver segment to transport layer
network-layer protocol in every host,router
2 key functions
forwarding
single router
routing
all routers
中间设备（中间系统、中继设备）
物理层
repeater
数据链路层
bridge
网络层
router
网络层以上
gateway
Router
2 key functions
run routing algorithm/protocol
forward datagram from incoming to outgoing link
组成
Input Port
line temination
物理层
bit-level reception
data link processing
数据链路层
Ethenet
look up,forwarding/queuing
Decentralized Switching
目的：以线速完成输入端口处理
Switching Fabrics
3 types
memory
bus
crossbar
Output Port
queuing:buffer management
buffer
Scheduling discipline
data link processing
line termination
路由选择处理器
IPv4
IP datagram format
数据报格式
总长度
<= MTU
max transfer unit
标志
最低位MF
=1表示后面还有分片
中间位DF
=0允许分片
片偏移
分片后某片在原分组中的偏移
偏移单位：8个字节
生存时间
记为TTL
单位为“跳数”
IPv4 addressing
IP address
表示：Dotted-demical notation
Interface
connection between host/router and physical link
router 有多个 interface
host 有1个 interface
IP address 与每个 interface 关联
Classful IPv4 Address
IP地址
网络号net-id
主机号host-id
分类
A类
0 + 7位网络号 + 24位主机号
范围：1.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B类
10 + 14位网络号 + 16位主机号
范围128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C类
110 + 21位网络号 + 8位主机号
192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D类
1110 + 28位组播地址
224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E类
11110 + 保留用于实验或将来使用
240.0.0.0 ~ 247.255.255.255
特殊IP地址
全0
this host
网络号全0 + Host
a host on this network
全1
broadcast on the local network
Network + 主机号全1
broadcat on a distant network
127 + Anything
loopback
好处
方便IP地址的管理
使路由表的项目数大大减少
不合理
IP地址的空间利用率有时很低
给每一个物理网络分配网络号会使路由表变得太大，降低网络性能
分组转发
路由表
表项
目的主机网络
下一跳地址
直接交付：接口号
间接交付：下一跳地址
特定主机路由
目的主机地址
下一跳地址
默认路由
分组转发算法
得到地址D，提取网络号N
1.直接交付
2.D是特定主机路由，转发给下一跳路由
3.有到达N的路由，转发给下一跳路由
4.转发给默认路由器
Subnetting
三级地址
网络号 net-id
子网号 subnet-id
主机号 host-id
subnet mask
网络地址 = IP地址 AND 子网掩码
分组转发
路由表
表项增加子网掩码
算法
IP地址D，将D与子网掩码按位与得到网络地址
其他同
无类域间路由选择CIDR
特点
两级地址
网络前缀 network-prefix
可以任意长
主机号 host-id
使用网络前缀 (network-prefix) 代替网络号和子网号
记法
斜线记法
a.b.c.d/x
x为网络前缀的位数（地址掩码）
点分十进制中低位的0可省略
另一记法：网络前缀后加*
CIDR地址块
地址块大小 2^(32-x)
最大地址/最小地址
注意：全0和全1的主机号地址一般不使用
路由聚合
又称：构成超网 (supernetting)
Longest Prefix Matching
Network Address Translation (NAT)
原因
IP addresses are scarce
原理
本地网络中的所有主机在访问Internet时使用同一个IP地址
在本地网络中，计算机使用专用地址进行路由
对于目的地址是专用地址的数据报，路由器不予转发
3 private addresses ranges
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0.0 - 192.168.255.255
NAT类型
NAT
1个IP地址对应1个全局IP地址
NAPT
多个IP地址对应1个全局IP地址
使用情况
缺乏全局IP地址
内部网要求上网的主机很多
提高内网的安全性
NAT接口类型
Inside
Outside
术语
Inside Local Address
Inside Global Address
Outside Local Address
Outside Global Address
动态主机配置协议DHCP
goal
允许主机自动获取一个IP地址
overview
host
DHCP discover [optional]
DHCP request
DHCP server
DHCP offer[optional]
DHCP ack
互联网控制报文协议ICMP
用途
error reporting
echo request/reply
used by ping
ICMP message
封装在IP datagram中
内容
类型
编码
引起差错的IP数据报的前8个字节
IPv6
datagram format
与IPv4的不同
128 bits (16 bytes) address
fix-length 40 bytes header
no fragmentation allowed
没有checksum → 为了减少处理时间
Option被放在基本首部之外，由“下一个首部”指示
一般形式
基本首部
通信量类
区分不同数据报的类别或优先级
流标号
属于同一个流的数据报具有同样的流标号
扩展首部
除了逐跳选项扩展首部，其余扩展首部路由器不处理
由源站/目的站的主机处理
提高了路由器的处理效率
六种
逐跳选项
目的站选项
路由选择
分片
格式
鉴别
封装安全有效载荷
IPv6地址
表示法
X:X:X:X:X:X:X:X
X is a 16-bit value
如果有很多个0，就省略（用::代替一组0）
IPv4地址可表示为两个冒号::+点分十进制
分级
48位全球路由选择前缀
16位子网标识符
64位接口标识符
IPv4过渡到IPv6
过渡方法
双协议栈 dual stack
一个路由器装有两个协议栈（IPv4/IPv6）
隧道技术
将IPv6封装为IPv4，IPv6为IPv4的数据部分
mobile IP
3 components
agent discover
agent advertisement
广播ICMP报文（类型=9）
registration with home agent
indirect routing of datagrams
0 条评论
下一页
