交换技术演进新说第七讲TCP_IP协议与路由器_上_

#$" 协议就是利用端口序 号 和 &:2 ; /!2 码 位
来区分应用数据流并判断其性质的 ! 从而使 具 有 四层功能的高端路由器具有某些对应用数据流 的控制功能 %
((
专网通信
#$ ########$
于长彬
大多数 本 地 网 中 都 存 在 大 量 的 专 用 通 信 网 $ 专网的存在不但增加了网络的复杂性以及管理 和 维 护 的 难 度!而 且 不 利 于 电 话 网 络 朝 着 (大 容 量 & 少局所 ! 撤点并网 ) 的 方 向 优 化 $ 笔 者 结 合 实 际经验 ! 对专网的改造提出几点建议 $ 须经过多重转接 ’ 需增加中继电路及 0123 信令链 路 !同 时 增 加 了 维 护 部 门 的 工 作 量 ’多 占 用 了 信 令点编码资源 ! 从而 增 加 了 市 内 通 话 成 本 $ 但 是 从我调查了解的情况来看! 专网的运行情况良 好 ! 同时考虑到提供 专 网 设 备 的 厂 商 曾 承 诺 对 专 网设备免费进行扩容 和 升 级 ! 运 营 商 只 需 在 母 局 端增加相应的中继设 备 即 可 ! 如 果 保 留 并 充 分 利 用原有专网设备! 在有业务需求时对其进行扩 容 ! 投资上是较为节省的 $ 以 45678 为 例 !9: 的 单 保留专 网 设 备 & 维 持 网 络 现 状 的 做 法 在 一 定 程度上不利于本地网 的 网 络 管 理 $ 例 如 % 话 务 必 价 为 38;2< 美 元 ! 按 集 线 比 为 :=7 折 算 ! 价 格 为 >2;6 美元 + 线 ! 即 7; 元 + 线 * 按美元与人民币的对兑率 :=
#$" 协议能够根据不同情况自动调节记时时长 %
需 要 说 明 的 是 !#$" 协 议 所 建 立 的 连 接 是 端 到端的连接 ! 即源主机与目的主机间的连接 % !*+
,-.*-, 中 每 个 转 接 节 点 & 路 由 器 $ 对 #$" 协 议 段 透
明传输 % 总 之 !!" 协 议 不 提 供 差 错 报 告 和 差 错 纠 正 机 制 ! 而 #$" 协议向应用层提供了面向连接的服务 ! 以确保网络上所传送的数据包被完整 ’ 正确 ’ 可 靠地接收 % 一旦数据有损伤或丢失 ! 则由#$" 协议 负责重传 ! 应用层不参与解决 % &# $ 提供部分应用层信息的功能 在 #$" 协 议 之 上 是 应 用 层 协 议 & 如 /#" ’
掉 ! 并将,& 数据包送交网络层 $
!"& + ,# 协议的工作流程如下 % ! 在源主机上 ! 应 用 层 将 一 串 应 用 数 据 流 传
送给传输层 $
!网络层检查,&报头!如果报头中校验和与计
算结果不一致 ! 则丢弃该 ,& 数据包 ’ 若校验和与计 算结果一致 !则去掉,&报头 !将!-&段送交传输层 $
!" 数据包在实际传送过程中所经过的物理网
络帧的最大长度可能不同 ! 当长!" 数据包需通过 短帧子网时 ! 需对 !" 数据包进行分段与组装 %
!" 协议实现分段与组装的方法是给每个 !" 数
据包分配一个惟一的标志符 ! 且报头部分还有 与 分段与组装相关的分段标记和位移 % !" 数据包在 分段时 ! 每一段需包含原有的标志符 % 为了提 高 效 率 ’减 轻 路 由 器 的 负 担 !重 新 组 装 工 作 由 目 的 主机来完成 "
5 23 协议实现了网络的互联 %
""$ 用户使用2-)+,-+)时无需了解网络底层 "物 理层和链路层 $ 的结构 ! 十分方便 % "1$ 随着2-)+,-+)主干线路与接入带宽的不断拓 展 !2-)+,-+) 最终将取代现有的电话网 # 数据网和 有线电视网! 成为三网合一的综合多媒体业务 网% "8$ 世界上没有对 2-)+,-+) 上通信进行统一管 理的机构 !2-)+,-+) 上的许多服务和功能都是由用 户 开 发 # 经 营 和 管 理 的 ! 因 此 从 经 营 角 度 看 2-)+,6
’ ()* + "*协议
2-)+,-+) 实 现 互 联 的 关 键 是 /43 5 23 协 议 & 在 2-)+,-+) 内部 ! 计算机之间互相发送信息包进行通
信 !/43 5 23 协议对这种信息包的传输方式 作 了 具 体的规定 &
/43 5 23 通信协议和分组结构 ! 全网采用统一格式
-+) 是一个以 /43 5 23统一的标准 ! 将世界范围内多
个国家的部门和机构的两层计算机子网联接而 成的三层数据网 & 从资源角度来看 !2-)+,-+) 是一 个集 各 领 域 #各 学 科 #各 种 应 用 等 各 种 资 源 为 一 体的资源数据网 &
2-)+,-+) 具有以下特点 ’
"7$ /43 5 23是2-)+,-+)的基础与核心 !依靠/43
’
对改造专网的建议
建议一 %保 留 专 网 设 备 !有 业 务 需 求 时 继 续
扩容
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
! "#$ % &$的工作原理
下面以采用 !"# $ %& 协议传送文 件 为 例 ! 说 明
! 链路层在其 ./- 帧的数据部分装上 ,& 数据
的 23 地址 ! 节点设备统一采用面向无连接的路由 器 & 为便于理解 ! 我们可以将 !1 数据网简单地理 解为构建在 !" 数据网平台上的一个路由器网 &
,-. !"#"$
"* 协议 ! 因特网协议 " $% 协议概述
(( 网络层 ! 是 23 协议定义在9:2;’0 第三层 (
! "#$%&#%$概述
包 ! 再加上源 & 目的主机的 ./- 地址和帧头 ! 并 根 据其目的 ./- 地址 ! 将 ./- 帧 发 往 目 的 主 机 或 ,& 路由器 $
!’& $ %& 的工作原理 ! 其中应用层传输文件采 用 文
件传输协议 "(!& #! 如图 )*所示 $
! 在 目 的 主 机 ! 链 路 层 将 ./- 帧 的 帧 头 去
2-)+,-+) 是 一 个 由 众 多 网 络 互 联 而 成 的 世 界
范围内的计算机网络 & 从通信的角度来看 !2-)+,6
2-)+,-+) 最 重 要 的 协 议 & 在 23 协 议 #43;) 上进行通信时应遵守的规则 ! 例如 23 数据包
的组成 # 路由器如何将 23 数据包送到目的主机等 & 各种物理网络在链路层 " 二层 $ 所传输的基本 单元为帧 "0.4帧 $!其帧格式随物理网络而异 ! 各 物理网络的物理地址 "0.4地址 $ 也随物理网络而 异 & 23协议的作用就是向传输层 "/43层 $提供统一 的23 包 ! 即将各种不同类型的0.4 帧转换为统一 的23 包 ! 并将 0.4 帧的物理地址变换为全网统一 的 逻 辑 地 址 "23 地 址 $& 这 样 ! 这 些 不 同 物 理 网 络
!"!"!
$%& 协议的功能
&" $ 保证传输的可靠性
#$" 协议是面向连接的 % 所谓连接 ! 是指在进
行通信之前 ! 通信双方必须建立连接才能进行 通 信 ! 而在通信结束后终止其连接 % 相对于面向 无 连接的 !" 协议而言 !#$" 协议具有高度的可靠性 % 当 目 的 主 机 接 收 到 由 源 主 机 发 来 的 !" 包 后 ! 目的主机将向源主机回送一个确认消息 ! 这是 依 靠目的主 机 的 #$" 协 议 来 完 成 的 % #$" 协 议 中 有 一 个 重 传 记 时 器 &(#%$! 当 源 主 机 发 送 !" 包 即 开 始记时 % 如在超时之前收到确认信号 ! 则记时 器
0.4帧的差异对上层而言就不复存在了 & 正因为
这一转换 !才实现了不同类型物理网络的互联 &
23 协 议 面 向 无 连 接 !23 网 中 的 节 点 路 由 器 根
据每个 23 包的包头 23 地址进行寻址 ! 这样同一个 主机发出的属于同一报文的23 包可能会经过不同 的路径到达目的主机 &
! 传输层将应用层 的 数 据 流 截 成 分 组 ! 并 加
上!-& 报头形成 !-& 段 ! 送交网络层 $
&’"’&
$% 协议的功能 23 协议主要具有以下几部分功能 ’
"! $ 寻址 这一功能将在下一节中作为专题进行讨论 & "" $ 路由选择