綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)isdn

1、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated Services Digital Network,ISDN)是在1967年提出，直到1980年國際電話與電報(bào)顧問委員會(huì)CCITT(International Telephone and Telegraph Consultative Committee)即現(xiàn)在的國際電信同盟ITU(International Telecommunications Unio

2、n)才對(duì)ISDN明確定義：是以綜合數(shù)字電話網(wǎng)IDN (Integrated Digital Network)為基礎(chǔ)發(fā)展演變而成的通信網(wǎng)，能夠提供端到端的數(shù)字連接，用來支持包括語音在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù)，用戶能夠通過有限的一組標(biāo)準(zhǔn)化的多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)內(nèi)。,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,ISDN分為兩種：窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)N-ISDN(Narrowband-ISDN)和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN(Broadband-ISDN)。ISDN基

3、于現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)，將電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸和處理，其特點(diǎn)如下：支持端到端的數(shù)字連接,高速、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。綜合的通信業(yè)務(wù)，支持電話以及非電話等各種通信業(yè)務(wù)。,ISDN用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)為用戶提供各種通信業(yè)務(wù)，包括語音電話、傳真、數(shù)據(jù)、可視圖文、可視電話、會(huì)議電視、電子信箱、語音信箱等，而且可實(shí)現(xiàn)“一線多機(jī)，三機(jī)共線”，即一對(duì)電話線上連接多個(gè)不同的終端(最多8個(gè))，各終端可同時(shí)通信(最多3個(gè))，支

4、持的終端類型包括：ISDN路由器、ISDN可視電話、數(shù)字電話、G4傳真機(jī)等。,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,提供標(biāo)準(zhǔn)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口，便于各種終端接入。設(shè)備只要有標(biāo)準(zhǔn)的ISDN接口就可以連接到ISDN網(wǎng)絡(luò)，用戶通過一個(gè)電話接口就可以實(shí)現(xiàn)電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像的傳送,這也是ISDN成功的關(guān)鍵.,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,B-ISDN與N-ISDN的區(qū)別：(1) N-ISDN使用的是電路交換。只是在傳送信令的D通路使用分組交

5、換。B-ISDN使用的交換方式是快速分組交換，即異步傳遞方式ATM。(2) N-ISDN是以目前正在使用的電話網(wǎng)為基礎(chǔ)，其用戶環(huán)路采用雙絞線(銅線)。但在B-ISDN中，其用戶環(huán)路和干線都采用光纜（短距離的通信也可使用雙絞線）。,(3) N-ISDN各通路的比特率是預(yù)先設(shè)置的。如B通路比特率為64 kb/s。但B-ISDN使用虛通路的概念，其比特率只受用戶到網(wǎng)絡(luò)接口的物理比特率的限制。(4) N-ISDN無法傳送高速圖像，但B-IS

6、DN可以傳送服務(wù)質(zhì)量有保證的高速圖像。,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)包括2種：家庭用戶和小型企業(yè)適用的基本速率接口和大型客戶適用的基群速率接口。每個(gè)速率接口都有許多B通道和一個(gè)D通道。B通道用于傳送數(shù)據(jù)、聲音和其他功能服務(wù)，D通道則用于傳送控制和信號(hào)信息。 基本速率接口BRI（Basic Rate Interface）是由2個(gè)64 Kbps的B通道和1個(gè)16 Kbps的D通道。因此，它可以提供速度為128 Kbps數(shù)據(jù)傳輸服

7、務(wù)。,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN,ISDN的接入,用戶線接入ISDN的方式從速率和用戶配置上劃分共有以下5類。⑴ 基本接入方式基本接入利用現(xiàn)有的市話電纜對(duì)用戶提供一個(gè)ISDN的兩條B通道（64Kbps）和一條D通道（16Kbps）組成的最低速率的接入形式，廣泛用于一般家庭和PBX內(nèi)線一側(cè)。,ISDN的接入,⑵ 一次群接入方式PRI(Primary Rate Interface，也稱集群速率接口)一次群的D通道傳輸速率為16Kbps或6

8、4Kbps。該方式能夠?yàn)橛脩籼峁┮粋€(gè)ISDN的30B+D（中國、歐洲、澳洲等地區(qū)，其中一個(gè)B通道為64Kbps）或23B+D（美國和日本）接口，通常用于連接用戶交換機(jī)或局域網(wǎng)設(shè)備。,ISDN的接入,⑶ 一般數(shù)字接入方式該方式可以用于一次群或二次群數(shù)字段去連接遠(yuǎn)端的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以支持任何模擬的、數(shù)字的和ISDN用戶接入的組合，通常是集線器設(shè)備接入數(shù)字交換機(jī)。⑷ 數(shù)字接入鏈路該方式能夠?yàn)橛脩籼峁┒鄠€(gè)2B+D基本接入的復(fù)

9、合功能，可以連接遠(yuǎn)端復(fù)用設(shè)備。,ISDN的功能與服務(wù),⑸ 接入網(wǎng)絡(luò)該方式是國際電信聯(lián)盟最新定義的用戶接入類型，這種接入網(wǎng)絡(luò)對(duì)于實(shí)現(xiàn)和發(fā)展本地交換局中的寬帶用戶接入具有特別的意義。該接入網(wǎng)絡(luò)稱為V5接口，按照其接口的帶寬、通路結(jié)構(gòu)和所支持的業(yè)務(wù)，V5接口可以分為V5.1和V5.2兩種。,ISDN的功能與服務(wù),1、ISDN標(biāo)準(zhǔn)的功能ISDN中“綜合”二字指的是在同一數(shù)字傳輸鏈路上，通過同一數(shù)字交換機(jī)同時(shí)傳送數(shù)字化的話音信號(hào)和各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

10、。ISDN的關(guān)鍵在于數(shù)字電話網(wǎng)，只要花費(fèi)很小的費(fèi)用就可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，而對(duì)于已在IDN上傳送的話音業(yè)務(wù)既不增加費(fèi)用也不影響其功能。ISDN基本上是對(duì)電話系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)，國際間的協(xié)作是由ITU-T來完成的。,ISDN的功能與服務(wù),ISDN的主要業(yè)務(wù)仍是話音，但其功能必須加以擴(kuò)展。ISDN的新業(yè)務(wù)包括交互電視；用戶電傳，它基本上是電子郵件的一種形式。此外，還可以提供傳真服務(wù)，把圖形、圖像用電子掃描和數(shù)字化，得到的比特流通過ISDN系統(tǒng)傳

11、送到目的地，然后再還原畫在紙上。,ISDN的功能與服務(wù),2、ISDN的網(wǎng)絡(luò)功能為了實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)，ISDN包括下列功能，64Kbps的線路交換和專用線功能，中高速的線路交換和專用線功能；分組交換功能和公共通信信令以及通信處理功能等。,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）的中文名稱是非對(duì)稱數(shù)字用戶線路，被歐美等發(fā)達(dá)國家譽(yù)為“現(xiàn)代信息高速公路上的快車”，是目前應(yīng)用最廣泛的

12、一種寬帶接入技術(shù)。ADSL是一種非對(duì)稱的DSL技術(shù)，利用現(xiàn)有的雙絞電話銅線提供獨(dú)享“非對(duì)稱速率”的通信帶寬。,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,所謂非對(duì)稱是指用戶線的下行速率（從服務(wù)商到用戶）與上行速率（從用戶到服務(wù)商）不同，上行速率低，下行速率高，也就是說上行、下行方向的傳輸速率不對(duì)稱。特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播（VOD）、多媒體信息檢索和其他交互式業(yè)務(wù)，可以滿足絕大多數(shù)用戶的帶寬需要。,ADSL在一對(duì)

13、銅線上支持上行速率640Kbps~1Mbps，下行速率1Mbps~8Mbps，有效傳輸距離在3~5公里范圍以內(nèi)。在用戶端，ADSL接入方式的核心設(shè)備是ADSL Modem。從字面上可以了解到，ADSL是一種數(shù)字編碼的接入線路技術(shù)，而且其上行帶寬和下行帶寬是不對(duì)稱的。,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,ADSL主要的優(yōu)點(diǎn)：⑴ 可直接利用現(xiàn)有的用戶電話線，無須另鋪電纜進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造，節(jié)省投資。⑵ ADSL具有較高的傳輸速度。⑶ ADSL安裝、連

14、接簡單：用戶只要有一條電話線路、一塊以太網(wǎng)卡和一個(gè)ADSL Modem即可安裝ADSL。⑷ 可以實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)和打電話互不影響，即“一線雙通”，ADSL數(shù)據(jù)信號(hào)和電話音頻信號(hào)以頻分復(fù)用原理調(diào)制于各自頻段，互不干擾。⑸ ADSL獨(dú)享高帶寬，安全可靠。,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,ADSL接入技術(shù)也一樣存在不足，主要表現(xiàn)在以下兩方面：⑴ 傳輸距離較近。目前ADSL的傳輸距離還比較短，通常要求用戶端到電信公司的ADSL局端距離在5km以內(nèi)。⑵

15、 傳輸速率不夠快。目前提到的ADSL的上行和下行速率都是理論值，實(shí)際上傳輸速率受到許多因素的制約，遠(yuǎn)不如理論值。,非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL,現(xiàn)有ADSL系統(tǒng)的組網(wǎng)形式一般可以分為寬帶接入服務(wù)器（BRAS）、ATM網(wǎng)和ADSL傳送系統(tǒng)三部分。其中ADSL傳送子系統(tǒng)由局端設(shè)備（DSLAM）和用戶端設(shè)備（CPE）組成，負(fù)責(zé)銅線段的ADSL線路編解碼和傳送，ATM網(wǎng)負(fù)責(zé)將來自DSLAM設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)以ATM PVC方式匯集到寬帶接入服

16、務(wù)器，寬帶接入服務(wù)器對(duì)ATM信元和用戶的PPP呼叫進(jìn)行處理，完成與IP網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換，將用戶接入到Internet。,1． ADSL的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),ADSL的局端設(shè)備和用戶端設(shè)備之間通過普通的電話銅線連接，無須對(duì)入戶線纜進(jìn)行改造就可以為現(xiàn)有的大量電話用戶提供ADSL寬帶接入。根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)和使用情況，在目前大量采用的0.4mm線徑銅質(zhì)雙絞線電話線纜上，速率為3.6Mbit/s下行和512kbit/s上行的ADSL傳輸距離可以達(dá)到2

17、—3公里。 ADSL CPE設(shè)備通常有 PCI插卡式、USB接口式、以太網(wǎng)接口的橋式、以太網(wǎng)接口的路由式等4種不同的類型，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境來選擇。,1． ADSL的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),目前ADSL技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)主要是ITU-T的G.992.1（全速ADSL）和G.992.2（G.Lite）， 包括以下內(nèi)容：  ·采用DMT線路編碼，將傳送頻帶劃分為多個(gè)子載波；&

18、#160; ·采用頻分復(fù)用或回波消除技術(shù)，為上行通道和下行通道分配不同傳送頻帶和子載波， 從而實(shí)現(xiàn)上下行帶寬不對(duì)稱；  ·定義了線路速率適配的方式；,2．ADSL標(biāo)準(zhǔn),·在鏈路層采用ATM信元方式對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。 根據(jù)G.992標(biāo)準(zhǔn)的定義，全速ADSL的下行速率最高可達(dá)到6Mbit/s，上行速率最高可達(dá)到640kbit/s；而G.lite的下行速率最高可達(dá)到1.5Mbi

19、t/s，上行速率最高可達(dá)到512kbit/s。 這是技術(shù)上可以達(dá)到的最高速率，實(shí)際開通的速率還與具體的線路條件和用戶選擇的資費(fèi)有關(guān)。,2．ADSL標(biāo)準(zhǔn),ADSL可以為以中、小型商業(yè)、企業(yè)用戶和住宅用戶為主的用戶群提供多樣化的寬帶業(yè)務(wù)，包括高速Internet接入、遠(yuǎn)程LAN互聯(lián)、交互視頻、遠(yuǎn)程醫(yī)療/教育和SOHO等交互式業(yè)務(wù)。,3．ADSL支持的業(yè)務(wù),ADSL虛擬撥號(hào) 　　 在ADSL的數(shù)字線上進(jìn)行撥號(hào)，不同于模擬電

20、話線上用調(diào)制解調(diào)器的撥號(hào)，而采用專門的協(xié)議PPP over Ethernet，撥號(hào)后直接由驗(yàn)證服務(wù)器進(jìn)行檢驗(yàn)，用戶需輸入用戶名與密碼，檢驗(yàn)通過后就建立起一條高速的用戶數(shù)字；并分配相應(yīng)的動(dòng)態(tài)IP。虛擬撥號(hào)用戶需要通過一個(gè)用戶帳號(hào)和密碼來驗(yàn)證身份，這個(gè)用戶帳號(hào)和163帳號(hào)一樣，都是用戶申請(qǐng)時(shí)自己選擇的，并且這個(gè)帳號(hào)是作了限制的，只能用于ADSL虛擬撥號(hào)，不能用于普通MODEM撥號(hào)。,1 個(gè)人應(yīng)用 數(shù)據(jù)線路：P

21、C－ADSL Modem－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復(fù)用器－ATM/IP網(wǎng)絡(luò)； 語音線路：話機(jī)－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復(fù)用器－交換機(jī)。,ADSL應(yīng)用,2 企業(yè)應(yīng)用 數(shù)據(jù)線路：PC－以太網(wǎng)（HUB或Switch）－ADSL路由器－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復(fù)用器－ATM/IP網(wǎng)絡(luò)；語音線路：話機(jī)－分離器－入戶接線盒－電話線－DSL接入復(fù)用器－交換機(jī)。,ADSL應(yīng)用,xDSL

22、（數(shù)字用戶線路，Digital Subscriber Line）是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、 ADSL和RADSL等，一般稱之為xDSL。它們主要的區(qū)別就是體現(xiàn)在信號(hào)傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對(duì)稱性的不同這兩個(gè)方面。,xDSL簡介,HDSL與SDSL支持對(duì)稱的T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps）傳輸。其中HDSL的有效傳輸距離為3－4公里，且需要兩至四對(duì)銅質(zhì)

23、雙絞電話線；SDSL最大有效傳輸距離為3公里，只需一對(duì)銅線。比較而言，對(duì)稱DSL更適用于企業(yè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接應(yīng)用，如文件傳輸、視頻會(huì)議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相應(yīng)的工作。同非對(duì)稱DSL相比，對(duì)稱DSL的市場要少得多。,xDSL簡介,VDSL、ADSL和RADSL屬于非對(duì)稱式傳輸。其中VDSL技術(shù)是xDSL技術(shù)中最快的一種，在一對(duì)銅質(zhì)雙絞電話線上，下行數(shù)據(jù)的速率為13Mbps到 52Mbps，上行數(shù)據(jù)的速率為1.5Mbps到2.3Mbps，但是VDSL

24、的傳輸距離只在幾百米以內(nèi)，VDSL可以成為光纖到家庭的具有高性價(jià)比的替代方案，目前深圳的VOD（Video On Demand）就是采用這種接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)的；,xDSL簡介,ADSL在一對(duì)銅線上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率 1Mbps到8Mbps，有效傳輸距離在3－5公里范圍以內(nèi)；RADSL能夠提供的速度范圍與ADSL基本相同，但它可以根據(jù)雙絞銅線質(zhì)量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠(yuǎn)近動(dòng)態(tài)地調(diào)整用戶的訪問速度。正是RADSL的這些

25、特點(diǎn)使RADSL成為用于網(wǎng)上高速?zèng)_浪、視頻點(diǎn)播（IAV）、遠(yuǎn)程局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）訪問的理想技術(shù)，因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中用戶下載的信息往往比上傳的信息（發(fā)送指令）要多得多。,xDSL簡介,IP路由,IP路由,IP協(xié)議(Internet Protocol)屬于TCP/IP模型的網(wǎng)絡(luò)層，是TCP/IP協(xié)議的核心協(xié)議，主要用于不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。IP協(xié)議定義了統(tǒng)一的地址表示法-IP地址和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表示法-IP數(shù)據(jù)報(bào)，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)低層各種差異，向上為用戶提供

26、通用的、一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。因此IP協(xié)議可通過路由器跨越多種類型的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互操作。,IP路由,IP是一個(gè)無連接的協(xié)議，主要負(fù)責(zé)在主機(jī)間尋址并為數(shù)據(jù)報(bào)設(shè)定路由，在交換數(shù)據(jù)之前它并不建立會(huì)話。因?yàn)樗槐ＷC數(shù)據(jù)的正確傳遞，另一方面，數(shù)據(jù)在收到時(shí)，IP不需要確認(rèn)，所以它是不可靠的。IP協(xié)議的主要特點(diǎn)是效率高、互操作性好、實(shí)現(xiàn)簡單、比較適合于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。,1. IP路由的基本概念,IP數(shù)據(jù)報(bào)是IP協(xié)議處理的數(shù)據(jù)單元，也是In

27、ternet的基本傳送單元，它包括數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)區(qū)是用戶需要傳輸?shù)膽?yīng)用數(shù)據(jù)，是網(wǎng)絡(luò)高層傳送下來的；報(bào)頭則是IP路由器在封裝IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)添加的，報(bào)頭部分包括源IP地址和目的IP地址及其它控制信息，源IP地址是發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)主機(jī)的IP地址,目的IP地址接受數(shù)據(jù)報(bào)主機(jī)的IP地址.,1. IP路由的基本概念,IP路由的主要功能是在互聯(lián)網(wǎng)上將數(shù)據(jù)以IP數(shù)據(jù)報(bào)的形式從一臺(tái)主機(jī)傳送到另一臺(tái)主機(jī)，中間可能要穿越若干個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，在不同的網(wǎng)絡(luò)

28、之間通過IP路由器(支持IP協(xié)議的路由器)來選擇路由并轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)。,路由器工作原理,IP路由器的工作原理,R1的路由表,圖中R1路由器從E0端口接受到主機(jī)A發(fā)送來的IP數(shù)據(jù)報(bào),數(shù)據(jù)報(bào)中A為源IP地址,B為目的IP地址。R1先完整接受IP數(shù)據(jù)報(bào)并緩存。然后，根據(jù)接收的IP數(shù)據(jù)報(bào)中的目的IP地址，可以計(jì)算出B所在的目的網(wǎng)絡(luò)為N，然后查找路由器中的路由表，找出到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)N的路由項(xiàng)，按照路由項(xiàng)中指出的下一站地址R2，R1重新封裝數(shù)據(jù)報(bào)并

29、從S0端口轉(zhuǎn)發(fā)到下一站R2。,IP路由器的工作原理,IP路由器的工作原理,R2接受并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的過程同R1,直至到達(dá)R4,將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到目的主機(jī)B。IP路由器作用類似于我們大家都很熟悉的“郵局”，它根據(jù)每封信的收信人地址來轉(zhuǎn)發(fā)信件，直到收信人手里。 IP協(xié)議根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)中的目的地址，通過中間的IP路由器的尋徑和轉(zhuǎn)發(fā)，最終將數(shù)據(jù)報(bào)從源端轉(zhuǎn)發(fā)到目的端，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)端到端通信。 下面介紹IP網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)主機(jī)的通信過程。,IP路由

30、器的工作原理,R1的路由表,IP路由器的工作原理,(1)同一IP子網(wǎng)內(nèi)兩主機(jī)間通信(主機(jī)A和主機(jī)B) 主機(jī)A的IP地址為1.1.1.2，主機(jī)B的IP地址為1.1.1.3，兩個(gè)主機(jī)同在一個(gè)子網(wǎng)1.0.0.0,即兩主機(jī)的IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址相同。首先源主機(jī)A根據(jù)目的主機(jī)B的IP地址1.1.1.3,經(jīng)計(jì)算得知目的主機(jī)B和自己同在1.0.0.0子網(wǎng)，然后源主機(jī)A只要采用ARP協(xié)議獲得了目的主機(jī)B的MAC地址，并建立了到達(dá)目的主機(jī)的IP數(shù)據(jù)

31、報(bào)，就可以直接發(fā)送給目的主機(jī)B。主機(jī)B接受到數(shù)據(jù)報(bào)后，核對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)中的目的IP地址與本機(jī)的IP地址是否相同，如不相同則丟棄，相同則接受數(shù)據(jù)報(bào)并解封裝，將數(shù)據(jù)報(bào)上傳上一層處理。,IP路由器的工作原理,(2)不同子網(wǎng)上的兩臺(tái)主機(jī)間通信。不同子網(wǎng)上的兩臺(tái)主機(jī)間通信分以下兩種情況：不在同一個(gè)子網(wǎng)但在同一個(gè)路由器上的兩臺(tái)主機(jī)間的通信(主機(jī)A和主機(jī)E)。源主機(jī)A在1.0.0.0子網(wǎng)，目的主機(jī)E在4.0.0.0子網(wǎng)，兩子網(wǎng)都接在同一路由器R1上。首先

32、源主機(jī)A根據(jù)目的主機(jī)E的IP地址4.1.1.2，經(jīng)計(jì)算得知E在4.0.0.0子網(wǎng)，與自己不在同一個(gè)子網(wǎng)。然后，A利用ARP協(xié)議，獲取默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(即路由器R1端口E0，IP地址為1.1.1.1)的MAC地址，并建立一IP數(shù)據(jù)報(bào)，將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(路由器R1)。,IP路由器的工作原理,路由器R1從E0端口收到該數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址4.0.0.0，查找路由表，找出與目的網(wǎng)絡(luò)4.0.0.0匹配的項(xiàng)，得知4.0.0.0子網(wǎng)就在本路由器(

33、直接路由)，R1利用ARP協(xié)議獲取主機(jī)E的MAC地址，然后重新封裝數(shù)據(jù)報(bào)，從端口E1轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機(jī)E。,IP路由器的工作原理,不在同一個(gè)子網(wǎng)也不在同一個(gè)路由器上的兩臺(tái)主機(jī)間的通信(主機(jī)A和主機(jī)C)。首先源主機(jī)A用上述方法，確定主機(jī)C在3.0.0.0子網(wǎng)與自己不在同一個(gè)子網(wǎng)，將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(路由器R1)。R1根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的主機(jī)C所在的網(wǎng)絡(luò)地址3.0.0.0，查找路由器的路由表，找出到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)3.0.0.0的下一站地址，2.1.

34、1.2(R2路由器的S0端口的IP地址)。R1利用ARP查找下一站地址2.1.1.2的MAC地址，并建立數(shù)據(jù)報(bào)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給下一路由器R2， R2從S0端口收到R1轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)報(bào)后，與前一種情況相同，由R2轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)到目的主機(jī)C。,IP路由器的工作原理,2.路由和路由協(xié)議路由器選擇路由并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)是根據(jù)路由表進(jìn)行的，路由表的正確性是IP路由的關(guān)鍵。(1)路由表的建立與更新路由器學(xué)習(xí)路由信息、生成并更新路由表的方法包括直接路由(

35、deirect)是由鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的，一般指到達(dá)路由器的端口IP地址所在的子網(wǎng)的路由，該路由信息不需要網(wǎng)絡(luò)管理員維護(hù)，也不需要路由器通過某種算法進(jìn)行計(jì)算獲得，只要該端口處于活動(dòng)狀態(tài)(active),路由器就會(huì)把通向該子網(wǎng)的路由信息填寫到路由表中去。直連路由無法獲取與路由器不直接相連的路由信息。,2.路由和路由協(xié)議,靜態(tài)路由(satatic)是由網(wǎng)絡(luò)管理人員根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌褂妹钤诼酚善魃吓渲玫穆酚尚畔?，靜態(tài)路由也不需要路由器進(jìn)行計(jì)算，完

36、全依賴于網(wǎng)絡(luò)管理人員。它的好處是安全可靠、簡單直觀，避免了動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的系統(tǒng)開銷。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，靜態(tài)路由不會(huì)像動(dòng)態(tài)路由那樣能自動(dòng)使用備份路由，而必須由人工來更改；對(duì)于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，建立和維護(hù)工作量大，容易出現(xiàn)路由錯(cuò)誤，如下圖所示，由于人工培植路由器R1、R2的靜態(tài)路由出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成去往網(wǎng)絡(luò)4的數(shù)據(jù)包在路由器R1和R2之間循環(huán)。靜態(tài)路由適合網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又不太復(fù)雜的中小型網(wǎng)絡(luò)。,2.路由和路由協(xié)議,由于配置錯(cuò)誤造成路

37、由循環(huán),2.路由和路由協(xié)議,動(dòng)態(tài)路由(dynamic)是通過動(dòng)態(tài)路由協(xié)議自動(dòng)學(xué)習(xí)、自動(dòng)修改和刷新的路由信息。路由和路由協(xié)議(Routing Protocol)是專門用來建立路由表的協(xié)議，按協(xié)議規(guī)定，IP網(wǎng)絡(luò)中的路由器必須定期地向其它路由器發(fā)布自己所了解的路由信息(路由通告)，網(wǎng)絡(luò)中的路由器根據(jù)所發(fā)布的路由信息，來獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由信息，然后根據(jù)路由尋徑算法來建立和修正路由器的路由表。,2.路由和路由協(xié)議,動(dòng)態(tài)路由表的建立過程,如圖路由器

38、R1通告路由器R2：我知道網(wǎng)絡(luò)L和M怎么走。路由器R2收到R1路由器通告后，開始修正它的路由表，如R2原來不知道網(wǎng)絡(luò)L怎么走，這時(shí)R2就從R1那里學(xué)到；同樣路由器R1也會(huì)根據(jù)路由器R2的路由通告來修正R1的路由表。,動(dòng)態(tài)路由的好處是顯而易見的，一是可自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化情況，二是可節(jié)省工作量，但系統(tǒng)開銷較大，因?yàn)樗新酚善饕嗷グl(fā)表路由信息，計(jì)算、生成和刷新路由表，要占用系統(tǒng)資源。動(dòng)態(tài)路由適合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模又很大的大型網(wǎng)絡(luò)。

39、 路由表的內(nèi)容是根據(jù)下一站選路的基本思想，僅指定從該路由器到目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路由的下一步的信息(下一站地址)，而該路由器并不知道到達(dá)目的地的完整路由。,2.路由和路由協(xié)議,2.路由和路由協(xié)議,通常路由表包括三項(xiàng)內(nèi)容：要到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)、下一站地址和度量值。為了減少路由表的長度，節(jié)省占用的內(nèi)存資源和路由表查表時(shí)間，路由表中的目的網(wǎng)絡(luò)常常使用目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址，而不是目的主機(jī)地址。其中,某路由器路由表,2.路由和路由協(xié)議,管理距離:路

40、由協(xié)議的優(yōu)先級(jí)，數(shù)值越小，優(yōu)先級(jí)越高。不同的路由協(xié)議同時(shí)指出到達(dá)同一目的網(wǎng)絡(luò)的不同的路由，則管理距離小的路由協(xié)議提供的路由優(yōu)先。度量值：同一路由協(xié)議衡量路由好壞的標(biāo)準(zhǔn)。不同路由協(xié)議有不同的衡量標(biāo)準(zhǔn)。通常與跳數(shù)、帶寬、負(fù)載、延遲、開銷和可靠性等因素有關(guān)。如RIP路由協(xié)議就采用跳數(shù)作為度量值來衡量路由距離。所謂條數(shù)就是到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)，每經(jīng)過一個(gè)路由器為一跳條數(shù)越少距離越短，路由最優(yōu)。,2.路由和路由協(xié)議,度量值用來判斷路

41、徑好壞,2.路由和路由協(xié)議,端口：到達(dá)下一站地址的本地相連端口。默認(rèn)路由(0.0.0.0/0):IP地址為0.0.0.0，子網(wǎng)掩碼為0.0.0.0。當(dāng)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)中的目的網(wǎng)絡(luò)地址查找路由表，如查找不到時(shí)，按此條默認(rèn)路由指出的路由轉(zhuǎn)發(fā)。默認(rèn)路由通常由網(wǎng)絡(luò)管理人員，通過命令在路由器上配置的。在Internet中，一般都有默認(rèn)路由，可以減少路由表的長度。特定路由(20.0.0.1/32):IP地址為20.0.0.1

42、，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.255。對(duì)單個(gè)主機(jī)(20.0.0.1)指定一條特別的路由，而不是目的網(wǎng)絡(luò)。主要目的是增強(qiáng)安全性、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連通性調(diào)試和判斷路由表的正確性。,2.路由和路由協(xié)議,(2)動(dòng)態(tài)路由分類。一般路由都支持多種動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，例如RIP、RIPv2、OSPF、BGP等。這些路由選擇協(xié)議可分為以下幾種類型。按照協(xié)議運(yùn)行的范圍分：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)在自治系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行的路由協(xié)議，如RIP、OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)

43、協(xié)議(EGP)在自治系統(tǒng)之間運(yùn)行的路由協(xié)議，如BGP等。,2.路由和路由協(xié)議,一個(gè)自治系統(tǒng)就是處于一個(gè)管理機(jī)構(gòu)控制之下的路由器和網(wǎng)絡(luò)群組。它可以是一個(gè)路由器直接連接到一個(gè)LAN上，同時(shí)也連到Internet上；它可以是一個(gè)由企業(yè)骨干網(wǎng)互連的多個(gè)局域網(wǎng)。在一個(gè)自治系統(tǒng)中的所有路由器必須相互連接，運(yùn)行相同的路由協(xié)議，同時(shí)分配同一個(gè)自治系統(tǒng)編號(hào)。按照路由協(xié)議的尋徑算法分：距離矢量路由協(xié)議 每一個(gè)路由器周期地向其相鄰的路由器發(fā)送路由信

44、息，即到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的距離(度量值)方向(下一站地址)。路由器收到相鄰路由器發(fā)布的路由信息后，根據(jù)一定的算法來建立和修正路由器的路由表。RIP是目前常用的一種距離矢量路由協(xié)議。,距離矢量路由協(xié)議,路由器每經(jīng)過特定時(shí)間周期向鄰居發(fā)送自己的路由表距離：有多遠(yuǎn)矢量：向哪個(gè)方向,R1,R2,,R,,我能夠到達(dá)路由器R，距離是5,我通過R2可以到達(dá)路由器R，R2到R之間的具體細(xì)節(jié)我不清楚,2.路由和路由協(xié)議,鏈路狀態(tài)路由協(xié)議 每個(gè)路由器向

45、其同一管理域內(nèi)的所有路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播信息，在鏈路狀態(tài)廣播中包括路由器所有端口狀態(tài)等信息。路由器收集有關(guān)的鏈路狀態(tài)信息，并根據(jù)一定的算法計(jì)算出到達(dá)每個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的最短路徑，并建立和修正路由器的路由表。OSPF是目前使用最為廣泛、性能最優(yōu)的一種鏈路狀態(tài)協(xié)議。,鏈路狀態(tài)路由協(xié)議,從對(duì)等路由器處獲取信息，建立一張完整的網(wǎng)絡(luò)圖－鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫,,,,,,,R1,R3,R2,R4,,,,,,,,,,,,,鏈路狀態(tài)路由協(xié)議,再根據(jù)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，

46、用SPF（最短路徑樹）算法計(jì)算出一個(gè)以自己為根的樹型結(jié)構(gòu)，再生成路由表,,,,,,,R1,R3,R2,R4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SPF算法,,路由表,Page 63/54,RIP路由協(xié)議概述,RIP是為TCP/IP環(huán)境中開發(fā)的第一個(gè)路由選擇協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) RIP是一個(gè)距離-矢量路由選擇協(xié)議,RIP工作原理－路由表的形成,路由器學(xué)習(xí)到直連網(wǎng)段,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0

47、,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,,Page 65/54,當(dāng)路由器的更新周期30s到了時(shí)候，會(huì)向鄰居發(fā)送路由表,RIP工作原理－路由表的形成,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,,,,,,,,R 30.0.0.0 20.0.0.2 1,R 10.0.0.0 20.0.0.1

48、 1,R 20.0.0.0 30.0.0.1 1,R 40.0.0.0 30.0.0.2 1,RIP工作原理－路由表的形成,再過30s，路由器的第二個(gè)更新周期到了，再次發(fā)送路由表,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,,,,,,,,R 30.0.0.0 20.0

49、.0.2 1,R 10.0.0.0 20.0.0.1 1,R 20.0.0.0 30.0.0.1 1,R 40.0.0.0 20.0.0.2 2,R 40.0.0.0 30.0.0.2 1,R 10.0.0.0 30.0.0.1 2,Page 67/5

50、4,RIP工作原理－路由表的形成,,路由表中是否已有該條目？,,是,否,接收到的信息是否優(yōu)于（或等于）路由表中的條目,是否與原條目來自同一源地址,,是,更新路由表,,,是,否,忽略路由信息,否,接收到路由信息,Page 68/54,RIP的度量值（Metric）,RIP以跳數(shù)作為唯一的度量值,,,R1,R2,R3,,2M,19.2K,192.168.1.0/24,2M,R1會(huì)選擇從R3到達(dá)192.168.1.0網(wǎng)段,,Page

51、69/54,RIP工作原理,RIP路由協(xié)議向鄰居發(fā)送整個(gè)路由表信息 RIP路由協(xié)議以跳數(shù)作為度量值根據(jù)跳數(shù)的多少來選擇最佳路由 最大跳數(shù)為15跳，16跳為不可達(dá) 經(jīng)過一系列路由更新，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都具有一張完整的路由表的過程，稱為收斂,Page 70/54,RIP計(jì)時(shí)器,更新計(jì)時(shí)器路由器每隔30秒從每個(gè)啟動(dòng)RIP協(xié)議的接口發(fā)送出路由更新信息無效計(jì)時(shí)器如果一條路由在180s內(nèi)沒有收到更新，這條路由的跳數(shù)將記為16刷新計(jì)時(shí)

52、器如果這條路由在被記為16跳后，60s內(nèi)還沒有收到更新，則將這條路由從路由表中刪除,,,,,,,0s,30s,180s,,240s,t,,,,Page 71/54,RIP計(jì)時(shí)器,抑制計(jì)時(shí)器如果一個(gè)目標(biāo)的距離增加或變?yōu)椴豢蛇_(dá)，啟動(dòng)抑制計(jì)時(shí)器（180s），直到抑制計(jì)時(shí)器超時(shí)，路由器才接收有關(guān)于這條路由的更新信息。作用是防止路由抖動(dòng),R1,R2,R3,,N1,N1 1跳,N1 2跳,N1 16跳,N1 16跳,,N1 16跳,,N1 1

53、6跳,N1 1跳,抑制計(jì)時(shí)器超時(shí)前忽略更新,Page 72/54,路由環(huán)路,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,Page 73/54,路由環(huán)路,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,發(fā)送40.0.0.0的跳數(shù)為1的更新信息,被標(biāo)記為無效,Page 74/54,路由環(huán)

54、路,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,發(fā)送40.0.0.0的路由更新，跳數(shù)為2,將跳數(shù)改變?yōu)?跳，下一條地址為30.0.0.1,Page 75/54,路由環(huán)路,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,,,產(chǎn)生路由環(huán)路，直到跳數(shù)增加到16為止,將跳數(shù)改變?yōu)?跳,P

55、age 76/54,水平分割,,,,,R1,R2,R3,10.0.0.0,20.0.0.0,30.0.0.0,40.0.0.0,.1,.1,.2,.2,,,30.0.0.040.0.0.0,10.0.0.020.0.0.0,水平分割是一個(gè)規(guī)則，用來防止路由環(huán)路的產(chǎn)生規(guī)則：從一個(gè)接口上學(xué)習(xí)到的路由信息，不再從這個(gè)接口發(fā)送出去,Page 77/54,有類路由與無類路由,根據(jù)路由協(xié)議,在進(jìn)行路由信息宣告時(shí),是否包含網(wǎng)絡(luò)掩碼,可以把路由協(xié)

56、議分為兩種:一種是有類路由（Classful）協(xié)議,它們?cè)谛媛酚尚畔r(shí)不攜帶網(wǎng)絡(luò)掩碼一種是無類路由（Classless）協(xié)議,它們?cè)谛媛酚尚畔r(shí)攜帶網(wǎng)絡(luò)掩碼,Page 78/54,RIP路由協(xié)議的版本,RIP v1發(fā)送路由更新時(shí)不攜帶子網(wǎng)掩碼，屬于有類路由協(xié)議發(fā)送路由更新時(shí)，目標(biāo)地址為廣播地址： 255.255.255.255 RIP v2發(fā)送路由更新時(shí)攜帶子網(wǎng)掩碼，屬于無類路由協(xié)議發(fā)送路由更新時(shí)，目標(biāo)地址

57、為組播地址：224.0.0.9,Page 79/54,RIP v1,不支持不連續(xù)子網(wǎng),,,,,R1,R2,R3,10.1.1.0/24,192.168.1.0,192.168.2.0,10.1.2.0/24,.1,.1,.2,.2,,,10.1.1.0,,10.1.2.0,路由匯總－與劃分子網(wǎng)相反的過程,Page 80/54,RIP v2,,發(fā)送路由更新時(shí)，攜帶子網(wǎng)掩碼，因此支持不連續(xù)子網(wǎng),,,,,R1,R2,R3,10.1.1.0/2