IP和网络互连的启示(第5讲)

IP实现网络互连的机制和过程可以有以下启示。

1.IP和IP over X的互动和互补

图 IP分组交换网络

图 IP分组交换网络

IP将复杂的互连网络简化为单一的IP分组交换网络,该网络统一用IP地址标识结点,将终端间传输的数据封装成IP分组,将互连终端和路由器的传输网络抽象为IP分组传输链路,将路由器作为IP分组交换机。因此,IP分组交换网络是由IP分组交换机、实现IP分组交换机之间和IP分组交换机与终端之间互连的IP分组传输链路组成,且以IP分组为PDU的单一的分组交换网络,完全屏蔽了互连网络中由路由器互连的多个不同类型的传输网络。

IP over X和X实现了由X传输网络互连的两个结点之间的IP分组传输过程。因此,没有IP,无法将复杂的互连网络简化为单一的IP分组交换网络,因而无法用分组交换技术实现端到端传输过程。没有IP over X和X,就无法在确定下一跳IP地址和连接当前跳和下一跳的传输网络是X传输网络的前提下,实现IP分组当前跳至下一跳的传输过程。

网络中通过抽象屏蔽差异,以此提出统一的实现机制。但对于存在的差异,底层必须有针对性的解决方法。

2.路由器作为专业网络互连设备

互联网快速发展的其中一个原因是诞生了路由器这种专业网络互连设备。因为是专业网络互连设备,无论是硬件结构,还是软件系统都是针对IP与IP over X和X实现过程而优化的,因此,有着良好的性能。由专业厂家生产专业设备的结果是,成本得到控制,技术得到发展,路由器性能和功能越来越好,价格越来越便宜。

3.路由协议创建动态路由项

学习以太网交换机工作原理时,都会觉得以太网交换机的地址学习过程和转发表建立过程简单。学习路由器建立动态路由项过程时,都会觉得路由协议工作过程复杂。甚至可能有学生不理解为什么不能用以太网交换机的地址学习过程和转发表建立过程来建立路由器的路由表。

以太网交换机简单的地址学习过程和转发表建立过程是有代价的,一是以太网任意两个终端之间只能存在单条交换路径,二是大量以单播地址为目的地址的MAC帧以广播方式在以太网中传输。这种代价互联网是承受不起的,互联网工作特性要求,一是互联网中任意两个终端之间允许存在多条传输路径,而且为了平衡流量,终端之间传输的IP分组需要均衡地分配到多条传输路径中。二是互联网中终端之间传输的以单播地址为目的地址的IP分组只能沿着已经建立的端到端传输路径传输。

因此,网络不同,解决相似问题的方法和机制就会不同。学习网络一定要学会具体问题具体分析。

4.三层交换机是特殊的网络互连设备

VLAN虽然功能上等同于独立的以太网,但有着以下特性,一是多个VLAN共享同一个物理以太网。二是在不改变物理以太网的前提下,可以将物理以太网划分为任意个VLAN。三是交换机端口与VLAN之间的对应关系是任意的,即任意端口组合可以分配给任何一个VLAN。这些特性使得用路由器实现VLAN互连不是特别有效。随着以太网在局域网应用领域取得垄断地位,随着VLAN划分在以太网应用中的作用越来越重要,出现可以同时实现VLAN内通信过程和VLAN间通信过程的专业设备:三层交换机。三层交换机成为有效的VLAN互连设备。

以太网普及促使VLAN技术的发展,VLAN技术的发展进一步拓展以太网的应用,这种良性发展过程是以三层交换机有效实现VLAN互连为前提的。


ICMP是(Internet Control Message Protocol)Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。


 

 

 

Kim C. Jin

Kim C. Jin

Hello, my name is Kim, from Shuren University. I can speak English, Chinese of course, and Japanese. 私は 超超 と申します、25歳の会社員 です。趣味は運転することと山登りです。一番好きな言葉は一期一会。よろしくお願いします。

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