ch4_网络层与路由技术ppt课件
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4.1.4 IP分组的路由
路由算法的基本流程如下： （3）若路由表中有目标地址为D的主机路由，则将
IP分组传输给路由表所指明的下一站路由器；否 则执行（4）。 （4）若路由表中有到达网络号N的路由，则将IP分 组传送给路由表指出的下一站路由器；否则执行 （5）。 （5）若路由表中有子网掩码，就要针对每一个路 由，用子网掩码和目标主机的IP地址D进行“与” 运算，得到结果M。若M等于目标主机的网络号N， 则将IP分组传输给路由表指明的下一站路由器； 否则执行（6）。
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4.1.4 IP分组的路由
路由算法的基本流程如下： （6）若路由表中有一个默认的路由，则将IP
分组传输给路由表中所指明的默认路由器； 否则执行（7）。 （7）报告路由选择出错信息。
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4.1.5 ARP协议工作原理
ARP（地址解析协议）协议主要解决网络层 地址（IP地址）与数据链路层地址（MAC地址） 的映射问题。ARP只能用于具有广播能力的网络。
4.1 IP协议工作原理
4.1.1 网络层的功能与主要协议 1．网络层的主要功能 网络层的主要功能是把IP分组从一个 网络传送到另一个网络。为了达到这个目 的，网络层必须屏蔽各种不同网络类型之 间的差异，采用统一的数据格式和统一的 网络地址，使IP分组在网络之间实现寻址 和转发。
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IGMP协议工作过程
（2）为了处理动态的成员关系，本地组播路由器周期性 的轮询本地网络上的主机，以便确定主机组内有哪些主机。 这个轮询过程是通过发送IGMP报文来实现的，这个报文 发送给全部主机组，且报文的TTL（生存时间）值设为1， 以确保报文不会传送到本地网络以外。收到报文的组成员 会发送响应报文。如果所有的组成员同时响应的话，就可 能造成网络阻塞。因此IGMP协议采用了随机延时的方法 来避免这种情况，保证在同一时刻，每个组中只有一个成 员在发送响应报文。
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IGMP协议工作过程
（1）当主机加入一个新的主机组时，它发 送一个IGMP报文给全部主机组，宣布此成 员关系。本地组播路由器接收到这个报文 后，向Internet上的其他组播路由器传播这 个信息，并建立必要的路由。与此同时， 在加入组播的主机上，将主机IP组地址映 射为MAC地址，并设置地址过滤器。
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1.3 最大数据传输单元长度
物理层一般要限制每次发送数据帧的最 大长度。任何时候IP层接收到一份要发送 的IP分组时，它要判断向本地哪个接口发 送数据（选路），并查询该接口，获得 MTU（最大数据传输单元）长度。
IP协议把MTU与IP分组长度进行比较， 如果IP分组太大，则需要进行分片。分片 可以发生在原始发送端的主机上，也可以 发生在中间路由器上。
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4.1.6 ICMP协议工作原理
ICMP（因特网控制报文协议）主要用 来报告IP分组在传输中的出错和测试信息， 以及主机探测、路由维护、路由选择、流 量控制等。
ICMP报文需要封装在IP分组中进行传 输。
ICMP报文有两种类型，即ICMP差错 报告报文和ICMP询问报文。
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4.1.4 IP分组的路由
网络层处理IP分组的主要步骤是路由选择和 地址转换，路由算法的基本流程如下：
（1）从IP分组的头部提取目标站的IP地址D， 从中得到目标站的网络号N。
（2）若网络号N与此路由器直接相连，则通 过该网络将IP分组交付给目标主机（其中 包括将目标主机的IP地址D转换为具体的物 理地址，将IP分组封装为MAC帧）；否则， 执行（3）。
第四章
网络层与 路由技术
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第4章 网络层与路由技术
网络层需要解决的问题是确定IP 分组从源地址到目标地址是如何路由 的。小型网络的路由选择很简单，所 以网络层功能很弱。在大型网络中， IP分组需要跨越若干个网络才能到达 目标地址，其中的种种问题需要由网 络层来解决。
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4.1.5 ARP协议工作原理
ARP工作过程如下： 路由器在内部建立一个ARP表，表中存放主 机的IP地址和MAC地址。 如果目标主机与源主机在同一个子网内，路 由器就在ARP表中查找目标主机的IP地址，否则 用默认网关的IP地址在ARP表中查找。如果没有 找到，路由器则发送广播包，目标主机收到后给 出应答，这时ARP表中就会增加一个新的表项。 由于网络中的主机经常发生变化（如重启、 开机等），所以ARP表要及时刷新。每个主机启 动时，都会广播它的IP地址和MAC地址。
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4.1.4 IP分组的路由
路由器在结构上可分为路由选择和分组 转发两大部分。
路由选择部分也称为控制部分，核心部 件是路由表和路由选择处理机。
分组转发由三部分组成：交换部件、一 组输入端口和一组输出端口。在讨论路由 选择原理时，往往不区分转发表和路由表 的区别，而是笼统地使用路由表这一名词。
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4.1.6 ICMP协议工作原理
ICMP报文最常见的内容是“目的地无 法到达” 和“回声” 消息。
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4.1.7 IGMP协议工作原理
IGMP（因特网组管理协议）是一个组 播协议。
与单播相比，组播可大大节约网络资源。 IGMP有三个版本，IGMP 1、IGMP 2和 IGMP 3，目前应用最多的是版本2。
4.1.1 网络层的功能与主要协议
2．网络层的主要协议 网络层主要有以下协议：IP（网际协
议）、路由选择协议（如RIP、OSPF）、 ICMP（因特网控制报文协议）、ARP（地 址解析协议） 和IGMP（因 特网组管理 协议）等。
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4.1.2 IP分组格式
IP分组由报头和数据两部分组成。报头 中前一部分是固定长度的20个字节，后一 部分的长度是可变的可选部分。
由于IP地址是主机在网络层中的地址，如果 要将网络层中传输的IP分组交给目标主机，还需 要传输到链路层后，转换成MAC帧后才能发送到 网络中。而MAC帧要同时使用源主机MAC地址 和目标主机MAC地址。因此必须在IP地址和主机 的硬件地址之间进行转换，ARP地址解析协议就 是为此目的而设计的。
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4.1.4 IP分组的路由
路由算法的基本流程如下： （3）若路由表中有目标地址为D的主机路由，则将
IP分组传输给路由表所指明的下一站路由器；否 则执行（4）。 （4）若路由表中有到达网络号N的路由，则将IP分 组传送给路由表指出的下一站路由器；否则执行 （5）。 （5）若路由表中有子网掩码，就要针对每一个路 由，用子网掩码和目标主机的IP地址D进行“与” 运算，得到结果M。若M等于目标主机的网络号N， 则将IP分组传输给路由表指明的下一站路由器； 否则执行（6）。
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4.1.4 IP分组的路由
路由算法的基本流程如下： （6）若路由表中有一个默认的路由，则将IP
分组传输给路由表中所指明的默认路由器； 否则执行（7）。 （7）报告路由选择出错信息。
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4.1.5 ARP协议工作原理
ARP（地址解析协议）协议主要解决网络层 地址（IP地址）与数据链路层地址（MAC地址） 的映射问题。ARP只能用于具有广播能力的网络。
4.1 IP协议工作原理
4.1.1 网络层的功能与主要协议 1．网络层的主要功能 网络层的主要功能是把IP分组从一个 网络传送到另一个网络。为了达到这个目 的，网络层必须屏蔽各种不同网络类型之 间的差异，采用统一的数据格式和统一的 网络地址，使IP分组在网络之间实现寻址 和转发。
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IGMP协议工作过程
（2）为了处理动态的成员关系，本地组播路由器周期性 的轮询本地网络上的主机，以便确定主机组内有哪些主机。 这个轮询过程是通过发送IGMP报文来实现的，这个报文 发送给全部主机组，且报文的TTL（生存时间）值设为1， 以确保报文不会传送到本地网络以外。收到报文的组成员 会发送响应报文。如果所有的组成员同时响应的话，就可 能造成网络阻塞。因此IGMP协议采用了随机延时的方法 来避免这种情况，保证在同一时刻，每个组中只有一个成 员在发送响应报文。
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IGMP协议工作过程
（1）当主机加入一个新的主机组时，它发 送一个IGMP报文给全部主机组，宣布此成 员关系。本地组播路由器接收到这个报文 后，向Internet上的其他组播路由器传播这 个信息，并建立必要的路由。与此同时， 在加入组播的主机上，将主机IP组地址映 射为MAC地址，并设置地址过滤器。
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1.3 最大数据传输单元长度
物理层一般要限制每次发送数据帧的最 大长度。任何时候IP层接收到一份要发送 的IP分组时，它要判断向本地哪个接口发 送数据（选路），并查询该接口，获得 MTU（最大数据传输单元）长度。
IP协议把MTU与IP分组长度进行比较， 如果IP分组太大，则需要进行分片。分片 可以发生在原始发送端的主机上，也可以 发生在中间路由器上。
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4.1.6 ICMP协议工作原理
ICMP（因特网控制报文协议）主要用 来报告IP分组在传输中的出错和测试信息， 以及主机探测、路由维护、路由选择、流 量控制等。
ICMP报文需要封装在IP分组中进行传 输。
ICMP报文有两种类型，即ICMP差错 报告报文和ICMP询问报文。
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4.1.4 IP分组的路由
网络层处理IP分组的主要步骤是路由选择和 地址转换，路由算法的基本流程如下：
（1）从IP分组的头部提取目标站的IP地址D， 从中得到目标站的网络号N。
（2）若网络号N与此路由器直接相连，则通 过该网络将IP分组交付给目标主机（其中 包括将目标主机的IP地址D转换为具体的物 理地址，将IP分组封装为MAC帧）；否则， 执行（3）。
第四章
网络层与 路由技术
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第4章 网络层与路由技术
网络层需要解决的问题是确定IP 分组从源地址到目标地址是如何路由 的。小型网络的路由选择很简单，所 以网络层功能很弱。在大型网络中， IP分组需要跨越若干个网络才能到达 目标地址，其中的种种问题需要由网 络层来解决。
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4.1.5 ARP协议工作原理
ARP工作过程如下： 路由器在内部建立一个ARP表，表中存放主 机的IP地址和MAC地址。 如果目标主机与源主机在同一个子网内，路 由器就在ARP表中查找目标主机的IP地址，否则 用默认网关的IP地址在ARP表中查找。如果没有 找到，路由器则发送广播包，目标主机收到后给 出应答，这时ARP表中就会增加一个新的表项。 由于网络中的主机经常发生变化（如重启、 开机等），所以ARP表要及时刷新。每个主机启 动时，都会广播它的IP地址和MAC地址。
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4.1.4 IP分组的路由
路由器在结构上可分为路由选择和分组 转发两大部分。
路由选择部分也称为控制部分，核心部 件是路由表和路由选择处理机。
分组转发由三部分组成：交换部件、一 组输入端口和一组输出端口。在讨论路由 选择原理时，往往不区分转发表和路由表 的区别，而是笼统地使用路由表这一名词。
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4.1.6 ICMP协议工作原理
ICMP报文最常见的内容是“目的地无 法到达” 和“回声” 消息。
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4.1.7 IGMP协议工作原理
IGMP（因特网组管理协议）是一个组 播协议。
与单播相比，组播可大大节约网络资源。 IGMP有三个版本，IGMP 1、IGMP 2和 IGMP 3，目前应用最多的是版本2。
4.1.1 网络层的功能与主要协议
2．网络层的主要协议 网络层主要有以下协议：IP（网际协
议）、路由选择协议（如RIP、OSPF）、 ICMP（因特网控制报文协议）、ARP（地 址解析协议） 和IGMP（因 特网组管理 协议）等。
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4.1.2 IP分组格式
IP分组由报头和数据两部分组成。报头 中前一部分是固定长度的20个字节，后一 部分的长度是可变的可选部分。
由于IP地址是主机在网络层中的地址，如果 要将网络层中传输的IP分组交给目标主机，还需 要传输到链路层后，转换成MAC帧后才能发送到 网络中。而MAC帧要同时使用源主机MAC地址 和目标主机MAC地址。因此必须在IP地址和主机 的硬件地址之间进行转换，ARP地址解析协议就 是为此目的而设计的。
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