第4章 网络互连3
第4章网络互联技术课件
图4-9 裁剪线缆
图4-10 裁剪后的线缆
第五步：把整理好的线缆插入水晶头内，如 图4-11所示。
需要注意的是，水晶头有塑料弹簧片的一面 要向下，有针脚的一面要向上，使有针脚的 一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端 对着自己。此时，最左边的是第1脚，最右 边的是第8脚，其余依次顺序排列。插入的 时候，需要注意缓缓地用力把8条线缆同时 沿RJ-45头内的8个线槽插入，一直插到线 槽的顶端。
具体型号如下
① 一类线（CAT1） ② 二类线（CAT2） ③ 三类线（CAT3） ④ 四类线（CAT4） ⑤ 五类线（CAT5） ⑥ 超五类线（CAT5e） ⑦ 六类线（CAT6） ⑧ 超六类或6A（CAT6A） ⑨ 七类线（CAT7）
这些不同类型的双绞线标注方法是这样规 定的，如果是标准类型则按CATx方式标注， 如常用的五类线和六类线，则在线的外皮 上标注为CAT 5、CAT 6。而如果是改进版， 就按xe方式标注，如超五类线就标注为5e （字母是小写，而不是大写）。
非屏蔽双绞线有许多优点，电缆直径细， 容易弯曲，因此易于布线。价格便宜也是 非屏蔽双绞线的重要优点之一。缺点是其 对电磁辐射采用简单扭绞，互相抵消的处 理方式。因此，在抗电磁辐射方面，非屏 蔽双绞线相对其他传输介质要弱。
非屏蔽双绞线的4对线中，有两对作为数据 通信线，另外两对作为语音通信线。
2）屏蔽双绞线
但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当 信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传 输距离和信号本身的频率有关。一般来讲， 信号频率越高，衰减越大。
所以，同轴电缆只适合于近距离传输 图像信号，当传输距离达到200m左右 时，图像质量将会明显下降，特别是 色彩变得暗淡，有失真感。
4.2.3 光纤
第4章：局域网L3与L4交换技术
VLAN 1
端设备B VLAN2
原来通过 Router逐 IP包转发
第1步：A设备用IP包发 出NHRP的请求，到路由 器，路由器根据是否允 许L3交换策略决定是否 转发；B收到请求将A的 MAC地址为目的地址， 回复B的MAC地址。 第2步：随后按建立的 交换路径通信。 为什么VLAN1、2间 能建立交换路径。
4.1.3 局域网L3实现基本思想
方法1、要解决线速交换，采用类似ATM交换机制， 直接解决不同长度 IP 数据分组交换，采用 ASIC 硬件 处理路由转发，实现线速抓转发能力，以及流量控 制、管理、服务质量等功能。
路由器有关的第三层路由硬件模块插接在高速背板 / 总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的 其他模块间高速的交换数据，从而突破了传统的外 接路由器接口速率的限制；
目前的QoS控制和过滤L4交换机没有标准，各厂家的实 现技术各不统一，但通常没有这类独立的L4交换设备， 是交换机的新增功能。 2、 流量分配L4交换机
这类L4交换机实际更象负载均衡器，在识别数据包的端 口后，执行数据交换（或分配）处理，通常设置在数据 （网络）中心，实现负载均衡/缓冲CACHE服务器。
图A 交换局域网VLAN间FastIP
经测试FastIP 可以提
端设备A
LAN1
端设备B LAN2
图B 路由器隔离LAN间不支持FastIP
高4-5倍的网络吞吐量， 在802.1p/q标准下，提 供强大的服务质量。
4.2.2 Cisco的NetFlow交换
路由表 正常路 由器工作 路由任务 安全过滤规则 安全任务 流量统计 统计任务
NHRP协议的请求是IP包，其中包含源物理地址、IP 地址与类型（指NHRP协议的请求或应答），如果目 的端系统在同一个NBMA网上，就使用NHRP对目的 地址进行解析，把目的NBMA物理地址通知源端；然 后实现L2通信。（比较ARP和NHRP协议）
计算机网络作业布置-参考答案
第一章作业参考答案1. 什么是计算机网络？什么是网络协议？网络协议的要素有哪些？答：计算机网络是指具有独立功能的计算机，通过网络通讯设备连接起来，能够实现数据通信和资源共享的计算机系统的集合。
网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
网络协议有三个要素：语法、语义、同步（或时序）。
语法，即用户数据与控制信息的结构和格式；语义，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应；时序，即对事件实现顺序的详细说明。
2. 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
计算机网络课后习题参考答案第四章
{第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域[进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术，不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
、网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
（ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
地址分为几类各如何表示IP地址的主要特点是什么分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。
清华大学《数字集成电路设计》周润德 第4章 互连线
V = V inc (1 + ρ )
I = I inc (1 − ρ )
2004-9-22
清华大学微电子所《 数字大规模集成电路》 周润德
第 4 章 第 27 页
源电阻 > 特征阻抗 源电阻 < 特征阻抗
无损传输线的瞬态响应
源电阻 = 特征阻抗
2004-9-22
源电阻 < 特征阻抗 有限的上升斜率
清华大学微电子所《 数字大规模集成电路》 周润德
第 4 章 第 23 页
考虑连线RC延时的准则
• 当连线的 RC 延时与驱动门的延时相比较大，即：
（tpRC >> tpgate ）时需要考虑连线的 RC 延时。
需要考虑RC延时的连线临界长度为：
Lcrit >> √ tpgate/0.38 rc
• 当连线输入端信号的上升或下降时间小于连线的上升或下
一般制造商会提供每层的面电容和周边电容。 实际设计时，可以查表或查图。
考虑性能时，电容的计算：
1。要用制造后的实际尺寸， 2。考虑延迟或动态功耗时， 一般用 最坏情况
（最大宽度W ，最薄介质） 3。考虑竞争情况时用最小宽度W 及最厚介质。
2004-9-22
清华大学微电子所《 数字大规模集成电路》 周润德
1.75
导线层
Poly
Al1
Al2
Al3
Al4
Al5
电容
40
95
85
85
85
115
2004-9-22
清华大学微电子所《 数字大规模集成电路》 周润德
第 4 章 第 11 页
导线电容 (0.25 µm CMOS)
第4章局域网常用传输介质和互连设备
包括四个电线对，增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材 料，传输频率为100MHz。用于语音传输和最高传输速率为 100Mbps，主要用于100Base-T和10Base-T网络。这是最常用的以 太网电缆。5类双绞线是目前网络布线的主流。
4.2.1 同轴电缆的组成
同轴电缆共有四层组成： 1 、一根中央铜导线:铜线传输电磁信号 2、包围铜线的绝缘层:绝缘材料将铜线与金属屏蔽物隔开 3、网状金属屏蔽层：一方面可以屏蔽噪声，另一方面可以作为信号地， 能够很好地隔离外来的电信号 4、一个塑料保护外皮
同轴电缆的组成
4.2.2 同轴电缆类型
4.1.3 双绞线的制作
3. 制作过程 准备制作网线的工具和材料
◆ RJ-45 卡线钳一把 ◆ 水晶头 ◆ 双绞线 制作过程可分为以下步骤： Step 1: 剥线 Step 2: 理线 Step 3: 插线 Step 4: 压线 Step 5: 制作另一端水晶头 Step 6: 线缆的测试
4.1.3 双绞线的制作
知识 点
● 局域网中常用有线传输介质的使用 ● 网卡的作用、分类及参数设置 ● 集线器概念、工作原理、作用及分类 ● 交换机概念、工作原理、作用及与集 线器的区别 ● 路由器概念、工作原理、作用及与交 换机的区别
重点和难 点
● 双绞线的制作及使用 ● 网络设备的使用及应用
本章内容
4.1 局域网中的双绞线 4.1.1 双绞线的组成 4.1.2 双绞线的分类及应用特点 4.1.3 双绞线的制作
计算机科学概论(第3版)第4章-计算机网络
8
光缆是数据传输中最有效的一种，理解光的传播
看到的位置
真正的位置 9
2. 带宽 带宽（Bandwidth）指信号所占据的频带宽度，在被用来描述信道时， 带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。
10
3. 网络协议 规则，定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及 在报文传输、接收或其他事件上所采取的动作。
计算机 科学概论
1
第 4章 计算机网络
2
本章提要
1 计算机网络概述 2 网络分类 3 网络服务模型 4 5
计算机网络体系结构
网络互连和Internet
3
4.1.1 计算机网络起源 联机系统阶段 数据传输方式为“终端—电话线—计算机”，集线器
4
网络互连阶段
完成了对计算机网络的定义、分类，提出了资源子网和通信子网络体系结构模型与协议体系。
19
2 令牌环网
IBM公司于20世纪70年代发展的，这种网络比较少见。在老式的令牌环网中，数据传输速度为 4Mbps或16Mbps，新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理上采用了 星形拓扑结构，但逻辑上仍是环形拓扑结构。
20
3 FDDI
“Fiber Distributed Data Interface”，中文名为“光纤分布式数据接口”，它是于80年代中期发 展起来一项局域网技术，它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网和令牌网的能力。
14
3 广域网
15
4.2.2 按网络交换功能分
1 电路交换
经过建立连接、通信、释放连接步骤的交换方式称为电路交换。 电路交换方式的主要优点是信息传输延迟小，主要缺点是电路建立时间 长、线路利用率低。
《网络互连》PPT课件
5.1 网络互连概述
网络互联是指利用相应的技术和设备将多个网 络或设备连接起来，以达到更大范围的数据传 输和资源共享目的。
网络互连的类型
✓ LAN与LAN互连 ✓ LAN与WAN互连 ✓ WAN与WAN互连 ✓ LAN通过WAN与其他LAN互连
网络A 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路 层物理层
负荷很重时，可能因中继器中缓冲区的存储空间不够而发生溢出 ，以致产生帧丢失的现象。 （３）中继器若出现故障，对相邻两个子网的工作都将产生影响。
5.2.2 网桥
桥接的工作机制是将物理网络段（也就是常说的冲突域）进行分 隔，根据MAC地址来判断连接两个物理网段的计算机的数据包发送。
网桥是一种控制冲突域流量的设备。除了隔离冲突域以外，网桥 还可以实现不同类型网络的连接（令牌环网和以太网之间的连接）和 网络的扩展（IEEE的5.4.3连接规则）等功能。
A
网络一
路由器R3
路由器R1
网络四
网络二
路由器R2 网络三
路由器R4
节点A与节点C通信时，可能的路径有： 网络一—R3—网络四—R4—网络三 网络一—R1—网络二—R2—网络三
C
应该选择哪一条路径，由路由器决定
高层互连 ✓ 主要设备：网关。 ✓ 当互连的网络的传输层及以上层协议不同时就需要网关进
（1）路由选择
路由器基于IP地址判断路径，会根据IP地址信息来判断到 达目的地的最优路径。判定到达目的地的最佳路径，由 路由选择算法来实现。
路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即IP地 址）来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持 各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而把广播 消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据先 被送到路由器，再由路由器转发出去。
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
计算机网络基础与Internet应用(第四版)复习要点与练习题
第一章计算机网络：把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以硬件、软件和数据资源为目标的系统称为计算机网络。
介质访问控制方式：CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）星型拓扑结构：优点：①非中心节点出现故障时影响小。
②网络扩展容易③控制和诊断方便④访问协议简单。
缺点：过分依赖中心节点。
星型拓扑结构中，中心节点是整个网络的瓶颈，一旦出现故障会使整个网络瘫痪。
总线型拓扑结构：优点：①硬件的角度看可靠性高（结构简单，无源元件）②易于扩充，增加新的站点容易③使用电缆较少，安装容易④使用的设备相对简单，可靠性高缺点：①故障诊断困难②故障隔离困难环形拓扑结构：优点：①路由选择控制简单②电缆长度短③适用于光纤缺点：①节点故障引起整个网络瘫痪②诊断故障困难时延：指一个数据包从一个网络的一端传送到另一端所需要的时间，主要由发送时延、传播时延、处理等待时延组成。
发送时延：指在发送数据时数据块从节点进入到传输媒体所需要的时间。
发送时延=数据块长度（比特）/信道宽带（比特/秒）传播时延：指电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）OSI（开放系统互连参考模型）：“系统”是指计算机、终端、外部设备、信息传输设备、操作员及相应的集合；“开放”指按照OSI参考模型建立的任意两系统之间的连接或操作。
OSI将整个网络的通信功能划分成七个层次由低到高是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。
（优点：①各层之间是独立的②灵活性好③结构上可分割开④易于实现和维护⑤能促进标准化工作）一、物理层（比特）：作用是尽可能的屏蔽这些差异，对数据链路层提供统一的服务。
主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。
二、数据链路层（帧）：作用通过数据链路层协议在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。
计算机网络(谢希仁第五版)第四章课后习题详解
第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。
阳光学院_自考_04741计算机网络原理-第4章_网络层
按照目的主机地址进行路由选择的网络称为数据报网络。
用数据报方式传送数据时，将每个分组作为个独立的数据报进行传送。
每台分组交换机有一个把目的地址（或者部分目的地址）映射到某个输出链路的转发表，每当有一个分组到达某台分组交换机时，该分组交换机检查其目的地址，并以该地址检索自己的转发表，决策合适的输出链路，然后将该分组发送到这个输出链路上。
二、虚电路网络[识记]虚电路网络在网络层提供面向连接的分组交换服务。
通信之前，双方需要先建立虚电路，通信结束后再拆除建电路。
虚电路是在源主机到目的主机的一条路径上建立的一条网络层逻辑连接，为区别于电路交换中的电路，称之为虚电路。
每条虚电路都有虚电路号，称之为虚电路标识（VCID）。
一条虚电路（VC）由3个要素构成:（1）从源主机到目的主机之间的一条路径（即一系列的链路和分组交换机）。
（2）该路径上的每条链路各有一个虚电路标识（VCID）。
（3）该路径上每台分组交换机的转发表中记录虚电路标识的接续关系。
虚电路交换和数据报交换的比较如表41所示。
表4-1 虚电路交换和数据报交换的比较第三节网络互连与网络互连设备即可。
在这个例子中，鼓励大家积极参与讨论：学生的状态发生了什么变化？点，从而使之降低发送速率。
解决这个问题的方法有抑制分组和背压两种。
五、负载脱落[领会]负载脱落是消除拥塞的另种方法，即通过有选择地主动丢弃一些数据报，来减轻网络负载，从而缓解或消除拥塞。
当路由器中的数据报得不到及时处理，可能面临被丢弃的危险时，路由器就主动将该数据报丢弃掉。
第五节Internet网络层一、IP数据报结构[识记]Internet是典型的数据报网络。
IPv4的数据报格式如图4-1所示。
（1）版本号字段占4位，给出的时IP版本号。
（2）首都长度字段占4位，给出的是IP数据报的首部长度，包括可变长度的选项字段，以4字节为单位。
4位可表示的最大数值是15，因此IP数据报的首部长度的最大值是60字节。
第4章 网络配置与连接_教案
第4章网络配置与连接学习目标：理解Windows 2000 Server网络组件的概念及分类；掌握网络组件的安装和添加；掌握TCP/IP协议的内容、作用及基本配置, IP地址的分类和规划；了解局域网和Internet连接的各种方式；了解Windows 2000 Server内置的连接共享和NA T服务的配置。
本章主要内容：●网络组件概述●TCP/IP协议●配置TCP/IP协议●局域网和广域网的互联教学难点：TCP/IP协议的内容、作用及基本配置, IP地址的分类和规划本章项目概述：1、查看、添加网络协议、服务和客户；了解windows 2000 Server 网络组件基本内容、分类和功用2、添加网络组件；能够按需为系统添加相应的网络组件，实现网络功能3、TCP/IP协议设置；按照一定规划进行TCP/IP协议的具体配置，实现合理的网络构架4、服务器NAT设置。
（可选）了解NAT服务的作用和基本配置5、利用NAT来映射端口（补充）第一节网络组件概述Windows 2000 Server的网络组件为系统提供了最基本的网络功能，所包含的网络组件可分为三大类：客户组件可以提供对计算机和连接到网络上的文件的访问；服务组件为用户提供了其他的一些功能，例如文件和打印机共享，连接其他类型的网络等；通信协议是计算机与计算机之间通信的语言，它规定了计算机之间传送数据的规则，并定义了计算机之间互相沟通的方法。
Windows 2000 Server的网络组件既可以在安装系统时选择安装也可在其后手动添加。
项目1：查看、添加网络组件1、右击“网上邻居”图标，在快捷菜单中选择“属性”命令；在打开的“网络和拨号连接”窗口中右击“本地连接”图标；在“本地连接属性”对话框中，单击“安装”按钮，打开如图4-1所示的“请选择网络组件类型”对话框；选择“服务”、“协议”和“客户”进行添加。
2、在“网上邻居”窗口中单击“添加网络组件”超链接，打开如图4-2所示的“Windows 可选的网络组件向导”对话框，在“组件”列表框中系统给出了用户可以选择安装的网络组件，进一步选择安装。
第四章习题答案
中国石油大学（北京）信息学院计算机系 王晓娜整理
会缺少几个数据报片； （3）也许分组后面还要经过一个网络，它还要给这些数据报片划分成更小的片。如果在
中间的路由器进行组装就可能会组装多次。 4-17 一个 3200 位长的 TCP 报文传到 IP 层，加上 160 位的首部后成为数据报。下面的互联 网由两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部 分只有 1200 位。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多 少比特的数据（这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据）? 答：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200bit，即每个 IP 数据片的 数据部分<1200-160(bit)，由于片偏移是以 8 字节即 64bit 为单位的，所以 IP 数据片的数 据部分最大不超过 1024bit，这样 3200bit 的报文要分 4 个数据片，所以第二个局域网向上 传送的比特数等于（3200+4×160），共 3840bit。 4-18（1）有人认为：“ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务，因此 ARP 应当属于数据 链路层。”这种说法为什么是错误的？ 答：ARP 不是向网络层提供服务，它本身就是网络层的一部分，帮助向传输层提供服务。在 数据链路层不存在 IP 地址的问题。数据链路层协议就是象 HDLC 和 PPP 一样的协议，主要功 能是把比特串从线路的一端传送到另一端。
4-13 设 IP 数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除 IP 地址外，均为十进
制表示）。试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进制表
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
网络基础知识-网络互连概述
网络基础知识-网络互连概述前言网络互连是当前计算机网络的重要发展方向，也是实现互联网的根本。
随着互联网的不断发展，网络互连方案也在不断升级和演变。
本文将介绍网络互连的基本概念、发展历程、实现方式以及未来的发展方向。
基本概念网络互连网络互连是指在不同的计算机网络之间建立联系、实现信息交换的技术。
它是计算机网络通信的基础。
互联网互联网是由多个计算机网络互连而成的全球性网络。
它由无数个网段组成，这些网段由不同的机构、企业和个人自主建设和管理，没有一个中央管理机构。
互联网的核心技术是TCP/IP协议。
发展历程20世纪60年代，美国国防部开始研制“ARPA网”（Advanced Research Projects Agency Network），用于高校、研究机构之间的通信。
1969年，ARPA网通过美国加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）与斯坦福研究所（SRI）实现联网，这是互联网的雏形。
80年代，互联网开始商用化，ARPANET逐渐退役，网际互连（Internet）逐渐成为网络互连服务的代名词。
90年代，英国科学家蒂姆·伯纳斯-李发明了万维网，使得互联网使用变得更加简单。
21世纪以来，互联网的普及率不断提升，网络互连的能力也有了明显的提高。
移动互联网、物联网等新兴技术的出现，加速了网络互连服务的普及和发展。
实现方式网络互连可以通过多种方式实现，主要包括以下几种：网关互连网关是实现不同协议之间通信的设备，它可以翻译不同网络之间传输的数据格式和协议。
网关可以将两个或多个独立的网络互连在一起。
路由器互连路由器是管理网络数据包流向的设备，它能够判断数据的最佳传输路径并进行数据包转发。
路由器可以实现子网之间的互联。
隧道互连隧道技术将一个协议的数据封装到另一个协议中进行传输，实现不同网络之间的互连。
隧道技术在虚拟专用网络（VPN）的实现中应用较多。
未来发展未来，网络互连将朝着更加开放、安全、可靠和高效的方向发展。
计算机网络技术基础教程 第4章
5．连接方式问题 不同的网络可能采用不同的连接方式，例如，X.25网络 通常采用面向连接的信息传输，而大多数局域网又提供面向 无连接的服务，因此互连网络提供的服务应当屏蔽这样的差 异。 其他应当考虑的因素还包括不同子网的差错恢复机制对 全网的影响，不同子网用户的接入限制、记账服务、通过互 连设备的路由选择和网络流量控制等。
4．广域网—广域网互连 广域网互连可以通过路由器或网关互连起来，并可以使 连入各个广域网的主机资源能够相互共享。
4.1.4 网络互连的层次 网络协议是分层的，在网络的不同层次上可以实现不同
目标的网络互连，也决定了网络互连设备所具有的层次和复 杂程度。实现网络互连的层次越高，则互连设备就越复杂。
在互连网络中所使用的网络互连设备，ISO称之为中继 系统。中继系统与OSI参考模型的对应关系如图4-1所示。
第4章 计算机网络互连及设备
4.1 网络互连的基本知识 4.2 网络传输介质 4.3 网络互连设备 4.4 网络接入设备
4.1 网络互连的基本知识
4.1.1 网络互连的概念及要求 1．网络互连的概念 所谓网络互连，就是利用网络互连设备、网络接入设备，
将两个或者两个以上具有独立自治能力的计算机网络连接起来， 组成地域覆盖范围更大、功能更强的网络，达到共享网络资源 的目的，以容纳更多的用户。
2．网络互连的要求 为了保证网络互连可以顺利地进行，实施网络互连时通 常应当满足以下要求。 (1) 设计连接两个网络的互连设备时，不要轻易要求修 改其中一个网络的网络结构、协议、硬件和软件。不同的子 网在诸多方面存在差异，具体表现在寻址、信息传送、访问 控制、连接方式等几个方面。网络互连为了提供不同子网之 间的网络通信，必须采取措施以屏蔽或者容纳这些差异。 (2) 不能因为要提高网络之间的传输性能而影响各个子 网内部的传输功能和传输性能。
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度，即一个字为4B长
在没有其它选择的前提下，通常的头部是5个字长（20字 节），即此项通常为5，有可选时，大于5 总长度：整个IP 分组的长度（头+体），以字节为单位 最大长度=216 =65535 字节＝64k字节
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4.1 简单网络互连(IP)
0
1
2 3
4
5
6
7
优先权
D T R
保留
20
4.1 简单网络互连(IP)
分组分段与重组
不同物理网络使用不同的帧格式和帧长； MTU表示一个帧所能携带的最大数据报； IP最大分组长为64k 字节,远大于大多数物理网 的MTU； IP把大的分组分成若干小的分段传输，分段可在 任何中间路由器上进行，重组仅在主机上进行； IP 首部用三个域来描述分段与重组。
24
4.1 简单网络互连(IP)
协议类型与校验和
协议类型： 指所发数据是上层哪一个协议发来的， 接收端据此决定把分组中的数据交给哪一个上层 协议去处理
常见上层协议：TCP/UDP/ICMP/IGMP
校验和：仅保证头部的完整性，IP不对数据校验。
源主机先把要发送的分组中校验和字段置0，然后把头部数据 按16 位反码相加，结果取反得校验和。再添到头部校验 和字段。
16
4.1 简单网络互连(IP)
0 Version 4 HLen Ident TTL Protocol SourceAddr DestinationAddr Options (variable) Data Pad (variable) 8 TOS Flags 16 19 Length Offset Checksum 31
4
网络互连的主要问题之二
可扩展性：因特网不断扩大， 1）如何标识网中的结点 2）任两点之间的路由 挑战：路由（100万--100亿个节点）、寻址、编址
5
网络互连的协议
IP：最广泛使用的
Novell：互联网协议----IPX 施乐：XNS
6
网络的软硬件不同
1. 传输介质不同 /网络拓扑结构不同 2. 介质访问方式不同/网络编址方式不同 3. 分组长度不同/有连接/无连接服务的区别 4. 传输控制方式不同
H1 TCP IP ETH ETH IP FDDI FDDI R1 IP PPP PPP R2 IP ETH R3 H8 TCP IP ETH
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4.1 简单网络互连(IP)
4.1.2 服务模型
服务是指主机到主机的的服务 IP服务模型的原则：对服务的要求尽量少，使它很容 易为在互联网络中出现的任何技术提供必须的服务。
进32位的时间戳，用于测试。
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4.1 简单网络互连(IP)
不同网络的MTU值
协议 超级通道（Hyperchannel） 令牌环（16Mbps） 令牌环（4Mbps） MTU 65536 17914 4464
FDDI
以太网 X.25 PPP
4352
1500 576 296
注：MTU 的值可以取默认值，也可以由用户来配置，当然 配置的值不能超过物理网络规定的最大值。
每个分组512字节，这是由设 备的物理条件决定的，即MTU
头部剩余部分
(b)分段后的数据包
376字节数据
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4.1 简单网络互连(IP)
分组在网关处的分段
当一个1420字节的数据报到达路由器R2时，由于要转发到 R3，而R2到R3之间的MTU为532，所以必须分段：
1420-20=1400B；532-20=512B；1400/512=2 余 376 B
交换机
8
4.1 简单网络互连(IP)
1. 网桥和 LAN交换机不能解决异构和大的地理 范围的网络互连 2. 互连网络（internetwork）:能连接各种异构网 络,大规模范围且能有效路由 3. 本章开始引入： Internet Protocol --IP
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4.1 简单网络互连(IP)
4.1.1 什么是互连网络
1. 互联网络（internetwork or internet）: 提供各种 主机--主机分组传输服务的互连的网络的集合
2. Internet: 专用名字--因特网，可以看成是实例
3. 网络:指前面讨论的直接连接或一个交换网络， 如以太网,802.5, 交换网, ATM 4. 子网:所讨论网络中的一部分网络
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4.1 简单网络互连(IP)
Network 1 (Ethernet) H7 R3 H8
H1
H2
H3
Network 2 (Ethernet) R1
Network 4 (point-to-point)
R2 H4 Network 3 (FDDI)
H5
H6
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4.1 简单网络互连(IP)
互连结点
1. 路由器或网关 2. IP的关键：建立可扩展异构互连机制，它能在所有结 点（主机和路由器）上运行 3. 如H1与H8的逻辑上连接,包括协议CP/UDP/IP/IPX
组严格按此走（当路由选择表崩溃时，系统管理员发送紧急分组，或 作时间测量时，该字段很有用。）
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4.1 简单网络互连(IP)
IP 分组选项（续）
1. 松散源选径：给出分组应穿过的一组路由器的IP 地址并 按所列顺序通过，中间可经过其它路由器，用该选项可
让分组经过或绕过某一网络
2. 路由记录：让沿途的路由器都将其IP地址加到可选字段 后，可用于分析数据包的来源以及路由选择算法查错， 最大40个字节。 3. 因特网时间戳（时标）：方法同路由记录一样，即还加
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4.1 简单网络互连(IP)
0 (Versio 版本 4 8 16 19 长度 (Length) 标志 (Flags) 31 头部长度 (Hlen)
服务类型 (TOS)
n)
标识(Ident)
生存期(TTL) 协议(Protocol)
偏移量(Offset)
校验和(Checksum)
源地址(SourceAddr)
处采用8字节为单位，分段必须是8字节的倍数
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4.1 简单网络互连(IP)
分组生存周期控制
引入原因：数据分组单独寻径，从源到目的的延 迟是随机变化的，可能路由器出错导致分组在网 上无休止传输。 每产生一新分组，其TTL设置为最大=255
很难精确处理， IP 协议在分组每经过一个路由 器时，其值减1，TTL=0 时丢弃该包。
所以共需分3段。注意：分得的段的大小一定要能被8整除。 第1个段的数据报首部 第2个段的数据报首部 =512B M=1、偏移量=0，数据量=512B M=1、偏移量=512/8=64，数据量
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头部开始 Ident=x 0 1 偏移量=0
IP 分段用到的头域
头部开始
头部剩余部分 512字节数据 头部开始
Ident=
x
0 0 偏移量=0
Ident
头部剩余部分
512字节数据
头部开始 Ident=x 0 0 偏移量=128
1400字节数据 (a)分段前的数据包
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4.1 简单网络互连(IP)
IP服务模型的构成
1）编址方案：提供标识互连网上所有主机的方法； 2）数据传送模型：数据报模型，又称无连接服务,best effort 尽力传输每个数据报,但不保证不出错。
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4.1 简单网络互连(IP)
数据报传送
1. IP 数据报是IP协议的基础 2. Best effort：当包在途中发生出错、丢失、损坏、 错转等问题时，可能到达不了目的地,网络不能 作什么,它已经尽了最大努力,作了它应做的全部， 它不会力图去恢复－--不可靠服务
TOS：服务类型，由应用设置 基本功能：允许分组根据不同的应用需要来进行不同的 处理，分为5个子域 优先权指示分组的重要性，0—7，7最高 Delay /Throughput /Reliability 111表示低延迟、高吞吐率、高可靠性，三位中一次只 能一位为1 路由器把TOS作为选径时的参考，不更改
4.1 简单网络互连(IP)
IP 分组选项
选项类型 描述
安全选项
严格源路由 松散源路由 路由记录 时间戳
表示该数据包的保密级别
给出完整的路径表 给出所要经历的路由器的地址表 让每个路由器在IP报文中记录其IP地址 让每个路由器记录起IP地址和经历过的时间
安全选项：信息安全级别，一般忽略
严格源选径：给出从源到目所要经历的一系列路由器IP地址。要求分
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4.1 简单网络互连(IP)
分段和重组---重组
重组是分段的反过程，根据分段位移和MF标志判断是否 为一分段， MF=0 & Offset=0 则为一个完整分组。 MF=1 & Offset≠0则为分段，则在目的端实行重组
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4.1 简单网络互连(IP)
IP 数据分组在一系列物理网上传输
1. H1 要发数据 1400 字节 到 H8, 2. 设以太网 MTU=1500 字节,FDDI= 4500 字节, PPP= 532 字节,
3. 则 IP包数据=1420(1400+20 IP头)
4. FDDI的MTU 大于1420,不分段 5. PPP的MTU 小于1420 则必须分段
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4.1 简单网络互连(IP)
上图中还强调了两点：
每个分段本身就是一个在一系列物理网络上传送的独 立的IP数据报，与其他段无关。
每个IP数据报在它经过的每个物理网络上都要重新封 装。
目标地址(DestinationAddr)
选项(Options) (可变) 有效载荷(Data)