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计算机科学与工程学院第六章 网络层1复习上章内容 1、决定局域网特性的三要素 网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法 2、从采用介质访问控制方法角度,局域网可分为 共享介质式局域网、交换式局域网 3、局域网交换机的工作原理 端口MAC地址映射表 交换控制中心 实现连接到交换机端口的结点之间的多个并发连接 4、VLAN 交换技术的发展成为VLAN发展的基础,什么叫VLAN, VLAN与LAN有何主要区别? 5、 10GE已经成为现代校园的主干网首选,100GE已 经在研究中。10GE成功应用解决了广域网与局域网的 瓶颈。 6、WLAN成为现代办公网络的主要接入方式计算机科学与工程学院第六章 网络层210万兆以太网发展趋势! 2006年下半年 IEEE着手制定100G标准 2007年7月 IEEE确定开发一项包括40G和100G以太网的标准 802.3ba 2009年年底 40G和100G以太网设备研发产品出货 2010年6月17日 融合40G/100G的IEEE 802.3ba规范获得批准 2015年 百万兆速率以太网将成为现实计算机科学与工程学院Cisco CRS-3 单端口10万兆以太网接口模块 IP下一代网络(NGN)中的视频和多媒体正在 从各个方面逐步取代分组数据通信,对当前使 用的公共网络和专用网络的架构基础提出了更 高的挑战。 作为medianet(媒体感知型Cisco IP NGN)的 组成部分,它的工效设计达到了业界领先水平 ,将能耗、散热和机架空间资源降至最少,并 提供可灵活承载丰富业务的带宽容量。第六章 网络层3计算机科学与工程学院新闻:切客(未来510年互联网淘金点?)在拍客、秒杀客、团客之后,一个全新的名词 “切客”开始出现。 伴随着3G网络、智能手机的广泛应用,在通信业和互联网巨头的强力推 进下,中国“切客”浪潮正在悄然兴起。 切客:源自英文check in,他们是热衷于用一种LBS(Location Based Services)基于地理位置服务的手机移动互联网软件即时记录生活轨迹的 都市潮人。他们通过软件发现并探索身边的城市,并与他人分享此地的 精彩图片和攻略。他们是移动互联网时代的潮流引领者,让互联网应用 从虚拟走向现实,影响并改变每个人的生活。 互动百科网的解释:切客就是通过手机向他人分享餐厅或商场的地理位 置,可获消费优惠。“切客”是国内手机网民为LBS (Location Based Service,基于地理位置的服务)取的中文名,因为LBS典型的应用是 Check in(签到)。 国内互联网巨头近来纷纷推出LBS,据艾媒市场咨询研究数据显示,过 去三年,中国LBS个人“切客”应用市场规模保持快速增长态势,2008年 的市场规模为3.35亿元,2009年突增为6.44亿元,到了2010年,这一数据 改写为9.98亿元。 随着移动互联网的兴起,越来越多的用户不再满足于打电话发短信的生 活方式,如何寻找更便利的潮流方式,自然成了这个群体用户的期待。 LBS经Google Map的推广后在国外一直风起云涌。近两年随着智能手机 逐步走向潮流,基于手机互联网的地理位置的应用也逐步走向社区化和 实用化。计算机科学与工程学院切客网http:/www.qieke.net 在信息大爆炸的世纪,每天要面对和处理的信息多如 牛毛,哪些是真哪些是假,无从辨别;在物质极度丰 富的时代,在迷眼于琳琅满目的商品时、迷惘于五花 八门的广告时,无所适从。非常希望能找个地方,问 问经历过的人,听听他真实的体验。 “切客网”正是为大家提供记录生活经验积累、消费体 验的平台,把你的生活体验和你所知产品的消费体验 写下来与大家分享,当所有人都来记录时,相信这里 会成为我们生活的“经验库”,购物的“导向先锋”,而 你也已成为了切客一员-。也许个体的力量是渺小 的,但请相信网络的力量能让弱势的我们团结强大起 来。 “切客网”意义和宗旨:让“切客”无处不在,让每一次 选择无怨无悔。计算机科学与工程系第第6 6章章 网络层网络层计算机科学与工程学院第六章 网络层7本章学习要求: 理解:网络层与网络互联的基本概念 掌握:IP地址的基本概念与分类方法 掌握:IP分组的交付与路由选择的概念 掌握:Internet路由选择协议的概念 掌握:IP协议的基本内容 掌握:地址解析的基本概念与方法 掌握:路由器与第三层交换的基本概念 掌握:网络层互联设备 掌握:IP地址的子网规划 了解:Internet控制报文协议ICMP与组管理协议IGMP 计算机科学与工程学院第六章 网络层86.1 网络层与网络互联的基本概念 6.1.1 网络层基本概念 网络层主要任务: 通过路由选择算法,为分组通过通信子网选择 最适当的路径; 网络层使用数据链路层的服务,实现路由选择 、拥塞控制与网络互联等基本功能,向传输层 的端一端传输连接提供服务。 计算机科学与工程学院第六章 网络层96.1.2 网络互联基本概念 网络互联:利用网桥、路由器、网关等互联设备将两个及两个以上的网络相互联接起来构成的系统。 INTERNET网:就是用路 由器连接起来的互联网 络,也属于WAN。VPN: (Virtual Private Network)虚拟专用网, 是通过因特网建立一个 临时的、安全的连接, 为用户提供专用网的所 有各种功能。 计算机科学与工程学院第六章 网络层106.1.3 网络互联的层次及设备网络互连实质上是网络协议之间的转换。网络体系结构层 次不同,使用的互连设备也不同。互连层次主要有: 物理层互连 互联设备:中继器、转发器、集线器、光纤收发器 完成对信号的再生和放大,延长网络距离,或者对光电信号进行 转换。(同一冲突域、同一广播域) 数据链路层互连 互联设备:网桥、二层交换机 网桥起到数据接收、地址过滤、数据转发的作用。主要用于隔离 冲突的网段。 (隔离冲突域、同一广播域) 交换机除了具有网桥的功能外,更重要的是用硬件实现多对结点 同时通信与数据交换。(隔离冲突域:每个端口都是一个冲突域;默认 情况下所有端口处于同一广播域,设置VLAN时,有多少个VLAN,就 有多少个广播域。)计算机科学与工程学院第六章 网络层116.1.3 网络互联的层次及设备(续) 网络层互连? 互联设备:路由器、三层交换机 主要用于LAN、MAN之间的连接。 隔离冲突域、隔离广播域 高层互连? 互联设备:网关、多层交换机 传输层以上协议层的网络之间互连,如应用网关等。( 隔离异构网:用于连接不同类型、不同协议的网络)计算机科学与工程学院第六章 网络层126.2 IP地址6.2.1 IP地址的基本概念有关IP地址的概念你知道多少?: 大型的互连网络中需要有一个全局的地址系统,它能够 给每一台主机或路由器的网络连接分配一个全局惟一的 地址; TCP/IP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址; IP v.4中IP地址是一个32位的二进制地址; IP v.6中IP地址是一个128位的二进制地址; 网络中的每一个主机或路由器至少有一个IP地址; 在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址; 如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网络,那 么它可以拥有两个或多个IP地址。计算机科学与工程学院第六章 网络层13IP地址处理方法演变的过程 1985年计算机科学与工程学院第六章 网络层14IP地址结构 IP 地址长度为32位 IP地址采用二级分级结构; IP地址是由网络号(net ID)与主机号(host ID )两部分组成的;计算机科学与工程学院第六章 网络层15 发送分组的主机 源主机源IP地址源MAC地址 接收分组的主机 目的主机 目的IP地址目的MAC地址计算机科学与工程学院第六章 网络层166.2.2 标准IP地址分类 二级结构:网络号字段+主机号字段 net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bit0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001计算机科学与工程学院第六章 网络层17net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层18net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层19net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层20net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层21net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层22net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节计算机科学与工程学院第六章 网络层23net-id 24 bithost-id 24 bitnet-id 16 bitnet-id 8 bitIP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id 16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id 8 bitD 类地址 1 1 1 0
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