回顾 (11.25)
? 任意距离 的 任意多 的 异构 计算机的互连
? 点到点的远程数字通信线路
? 接入广域网的技术
? 如何组成广域网
? 分组交换与路由 P157
三、分组交换与路由
1.广域网的结构
2.编址与分组交换
3.路由问题
4.常用广域网
1.广域网的结构
? 广域网由许多交换机组成，每一台计算机
都连接到交换机上。
? 交换机与交换机之间是远程数据通信干线
? 交换机端口,低速 端口 /高速 端口
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
2.编址与分组交换
? 怎样进行通信？
? 为每一台计算机编址：两段式层次地址，用一
对整数来表示
? 【 交换机号，端口号 】
? 怎样支持多台计算机同时进行通信？
? 数据以包（ packet，分组）为单位在网络中传
输，交换机负责把包从一个站点传送到另一个
站点
? 存储转发
3.路由问题
? 包交换机 每收到一个数据包，
必须选择一条路径来转发这
个包,路径选择就称为路
由（ routing）。
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
目的地 出口
端口 2
端口 2
端口 3
计算机 C
计算机 D
端口 4
端口 4 [4,1]
[3,5]
[3,2]
[4,3]
[2,3]
[1,5]
[1,2]
端口 4 [4,5]
下一站
交换机 1
交换机 1
交换机 2
交换机 4
交换机 4
交换机 4
－
－
? 交换机使用 路由表 解决路由问题
? 路由表要 穷尽 网中所有的计算机，
要为每一目的地计算机指出：交
换机出口、下一站目标
? 路由表可以而且 必须简化
? 每一交换机都使用 各自的 路由表
本地
交换机 3的路由表
目的地 出口
端口 2
端口 2
端口 3
计算机 C
计算机 D
端口 4
端口 4 [4,1]
[3,5]
[3,2]
[4,3]
[2,3]
[1,5]
[1,2]
端口 4 [4,5]
下一站
交换机 1
交换机 1
交换机 2
交换机 4
交换机 4
交换机 4
－
－
目的地 出口
端口 2
端口 3
本地计算机
端口 4 [4,X]
[3,X]
[2,X]
[1,X]
下一站
交换机 1
交换机 2
－
交换机 4
(b) 简化的路由表 1
(a) 交换机 3的路由表
目的地
4
3
2
1
下一站
1
2
－
4
(c) 简化的路由表 2
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
交换机 3的路由表
路由表反映,
目的地址 与 下一站 的关系
1
3
2
4
目的地 下一站
－
(1,3)
4
3
2
1
(1,3)
(1,3)
目的地 下一站
(2,3)
－
4
3
2
1
(2,3)
(2,4)
目的地 下一站
(3,1)
(3,2)
4
3
2
1
－
(3,4)
目的地 下一站
(4,3)
(4,2)
4
3
2
1
(4,3)
－
(a) 拓扑图 (b) 交换机 1 (c) 交换机 2 (d) 交换机 3 (e) 交换机 4
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
再简化
此处 (i,j)表示
交换机号
目的地 下一站
－
(1,3) *
1
目的地 下一站
－
(2,4)
*
4
2
(2,3)
目的地 下一站
(3,1)
(3,2)
4
3
2
1
－
(3,4)
目的地 下一站
(4,2)
－
*
4
2
(4,3)
(b) 交换机 1 (c) 交换机 2 (d) 交换机 3 (e) 交换机 4
使用默认路由的路由表
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
为什么要简化路由表?
4.常用广域网
? 不同广域网的区别
（数据包格式、地址格式、数据通信线路不同）
? 电信部门提供的几种以公共数据通信线路
为基础的广域网,(P160)
? X.25网 (公共分组交换网 )
? 帧中继网
? SMDS
? ATM
小结与习题
1.任意距离 的 任意多 的 异构 计算机的互连
2.点到点的远程数字通信线路
3.接入广域网的技术
4.如何组成广域网 (分组交换与路由 )
5.几种常用的广域网
习题,P161
回顾,广域网接入技术
? 电话拨号接入
? ISDN
? 不对称数字用户线技术 (xDSL)
? 电缆调制解调技术（ Cable MODEM ）
? 光纤接入网
?, 光纤到楼、以太网入户, （ FTTx+ETTH）
4.4 因特网
一、网络互连与 TCP/IP协议
1.网络 互连 要解决的 问题,
? 计算机统一编址
? 数据包格式转换
? 其它
2.网络互连的 解决方案,
必须认同一套统一的通信规则（称为网络协议）
? ISO OSI/RM 标准（ 7层协议）
? TCP/IP 协议
物理层
网络接口层
网络互连层（ IP ）
传输层（ T CP 或 UDP ）
应用层 5
4
3
2
1
如电子邮件、
H TM L 文档等
TCP 或 UDP 数据报
等
IP 数据报
如以太网信息帧或 A TM 信元
3.TCP/IP协议标准 概要
? TCP／ IP是一个协议系列，它已经包含了 100多个协议
? 将计算机网络中的通信问题划分为 5个 层次的模型
? 主要特点,
? 异构网互连
? 可靠通信
? 与 OS结合
? 无连接服务
与面向连接服务
? IP网络
各自为政 ！
统一包格式
保证可靠
4.IP网络中的计算机地址 —— IP地址
? IP地址的 构成,
IP地址＝类型号 + 网络号 (net-id) + 主机号 (host-id)
? IP地址的 类型,A,B,C,D,E(看第 1个 )
? IP地址的 表示,例如 202.119.112.34(A:127,B:191,C:224)
? 特殊的 IP地址,主机号全为 1或 0
0
0 1 2 3 8 16 24 31
网络号 主机号
0 1 网络号 主机号
0 1 1 网络号 主机号
0 1 1 1 组播地址
1 1 1 1 备用
A 类
B 类
C 类
D 类
E 类
5.IP数据报（ IP datagram）
不同的物理网络，使用的数据包（或信
息帧）格式互不兼容，为了克服这种异构
性,IP协议定义了一种统一的数据包格式，
称为 IP数据报
发送数据报的计算机的 IP 地址（源 IP 地址）
接收数据报的计算机的 IP 地址（目的地 IP 地址）
数据开始
版本号 头部长度 服务类型 数据报总长
度
0 3 4 7 8 1 5 1 6
31 头
部
数
据
区
6.异构网络互连的关键设备 — 路由器
? 路由器的作用,
? 路由功能（按 IP地址投递 IP数据报）
? 协议转换（协议适配）
? 路由器是多个端口的、高速率的数据交换设备
? 路由器是一台高性能的专用计算机
? 连网的路由器有 多个 IP地址
223,240,129,17
78,0,0,15
以太网 131,108,0,0
131,108,99,5 223,240,129,2
FDDI 网
223,240,129,0.
0
广域网
78,0,0,0
以太网
网R1 R2
131,108,99,2
223,240,129,5
A
B
路由器的工作原理 (设 A发数据 报 给 B)
223,240,129,17
78,0,0,15
以太网 131,108,0,0
131,108,99,5 223,240,129,2
FDDI 网
223,240,129,0.
0
广域网
78,0,0,0
以太网
网R1 R2
131,108,99,2
223,240,129,5
A
B
?A将给 B的 IP数据报 发给路由 R1（ 136.108.99.5）
?由于 A与 R1在以太网内,它们要使用 MAC地址 (由 A完成 IP到 MAC
的地址解析 )； A的数据也要包装成 以太帧格式
帧头部 /IP数据报
?R1收到此 报 后，将上述信息变为,IP数据报
?R1查路由表,地址解析：把 R1（ 223.240.129.2） 与 B（ 223.240.129.55）
改成 FDDI的物理地址,(此工作由 R1完成 )
?R1将信息包装为 FDDI帧头 /IP数据报 (FDDI数据帧格式 )
?B收到此帧后，取出其中的 IP数据报
路由器的功能,
? 具备 包交换器 的存储转发功能。
? 选择最好的 路径
? 实现异构网之间 数据帧格式 转换
? 实现异构网之间 地址 转换
? 最终实现异构网络之间的 无缝连接
二、因特网
? 因特网是 TCP/IP网络
? 因特网中的 IP地址采用符号名表示
? 符号名的命名规则,命名树和域名
? 域名与 IP地址不一定 一一对应
? 域名服务器 DNS和 域名的解析过程
? 因特网的接入
根
mil gov com net org cn uk edu 根 int
ac edu net
nju seu tsinghua pku
主机地址与域名系统
? 回顾 IP地址,202.119.116.30
? 主机名,www.hhu.edu.cn
? DNS:域名系统（翻译）
? 举例,
主机 cai.hhu.edu.cn要访问主机 para.ulcc.uk
hhu--edu--cn--uk--ulcc--para
因特网的接入
? 接入技术回顾,
电话,ADSL,FTTx+FTTH
? 大量的局域网
? 路由器等通信设施
? 实现点到点的连接
? 点到点连接的数据链路协议,PPP
? 任意距离 的 任意多 的 异构 计算机的互连
? 点到点的远程数字通信线路
? 接入广域网的技术
? 如何组成广域网
? 分组交换与路由 P157
三、分组交换与路由
1.广域网的结构
2.编址与分组交换
3.路由问题
4.常用广域网
1.广域网的结构
? 广域网由许多交换机组成，每一台计算机
都连接到交换机上。
? 交换机与交换机之间是远程数据通信干线
? 交换机端口,低速 端口 /高速 端口
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
2.编址与分组交换
? 怎样进行通信？
? 为每一台计算机编址：两段式层次地址，用一
对整数来表示
? 【 交换机号，端口号 】
? 怎样支持多台计算机同时进行通信？
? 数据以包（ packet，分组）为单位在网络中传
输，交换机负责把包从一个站点传送到另一个
站点
? 存储转发
3.路由问题
? 包交换机 每收到一个数据包，
必须选择一条路径来转发这
个包,路径选择就称为路
由（ routing）。
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
目的地 出口
端口 2
端口 2
端口 3
计算机 C
计算机 D
端口 4
端口 4 [4,1]
[3,5]
[3,2]
[4,3]
[2,3]
[1,5]
[1,2]
端口 4 [4,5]
下一站
交换机 1
交换机 1
交换机 2
交换机 4
交换机 4
交换机 4
－
－
? 交换机使用 路由表 解决路由问题
? 路由表要 穷尽 网中所有的计算机，
要为每一目的地计算机指出：交
换机出口、下一站目标
? 路由表可以而且 必须简化
? 每一交换机都使用 各自的 路由表
本地
交换机 3的路由表
目的地 出口
端口 2
端口 2
端口 3
计算机 C
计算机 D
端口 4
端口 4 [4,1]
[3,5]
[3,2]
[4,3]
[2,3]
[1,5]
[1,2]
端口 4 [4,5]
下一站
交换机 1
交换机 1
交换机 2
交换机 4
交换机 4
交换机 4
－
－
目的地 出口
端口 2
端口 3
本地计算机
端口 4 [4,X]
[3,X]
[2,X]
[1,X]
下一站
交换机 1
交换机 2
－
交换机 4
(b) 简化的路由表 1
(a) 交换机 3的路由表
目的地
4
3
2
1
下一站
1
2
－
4
(c) 简化的路由表 2
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
交换机 3的路由表
路由表反映,
目的地址 与 下一站 的关系
1
3
2
4
目的地 下一站
－
(1,3)
4
3
2
1
(1,3)
(1,3)
目的地 下一站
(2,3)
－
4
3
2
1
(2,3)
(2,4)
目的地 下一站
(3,1)
(3,2)
4
3
2
1
－
(3,4)
目的地 下一站
(4,3)
(4,2)
4
3
2
1
(4,3)
－
(a) 拓扑图 (b) 交换机 1 (c) 交换机 2 (d) 交换机 3 (e) 交换机 4
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
再简化
此处 (i,j)表示
交换机号
目的地 下一站
－
(1,3) *
1
目的地 下一站
－
(2,4)
*
4
2
(2,3)
目的地 下一站
(3,1)
(3,2)
4
3
2
1
－
(3,4)
目的地 下一站
(4,2)
－
*
4
2
(4,3)
(b) 交换机 1 (c) 交换机 2 (d) 交换机 3 (e) 交换机 4
使用默认路由的路由表
站点 1
的
交换机
站点 2
的
交换机
站点 3 的
交换机
站点 4 的
交换机
高速数字通信线路
连在网
上
的计算
机
A
B
C D E F G
H [ 1,2 ]
[ 1,5 ]
[ 2,3 ]
[ 3,2 ] [ 3,5 ] [ 4,1 ] [ 4,3 ] [ 4,5 ]
1 2 3 4 1 2 3 4
1
2
3
4
1
2
3
4
为什么要简化路由表?
4.常用广域网
? 不同广域网的区别
（数据包格式、地址格式、数据通信线路不同）
? 电信部门提供的几种以公共数据通信线路
为基础的广域网,(P160)
? X.25网 (公共分组交换网 )
? 帧中继网
? SMDS
? ATM
小结与习题
1.任意距离 的 任意多 的 异构 计算机的互连
2.点到点的远程数字通信线路
3.接入广域网的技术
4.如何组成广域网 (分组交换与路由 )
5.几种常用的广域网
习题,P161
回顾,广域网接入技术
? 电话拨号接入
? ISDN
? 不对称数字用户线技术 (xDSL)
? 电缆调制解调技术（ Cable MODEM ）
? 光纤接入网
?, 光纤到楼、以太网入户, （ FTTx+ETTH）
4.4 因特网
一、网络互连与 TCP/IP协议
1.网络 互连 要解决的 问题,
? 计算机统一编址
? 数据包格式转换
? 其它
2.网络互连的 解决方案,
必须认同一套统一的通信规则（称为网络协议）
? ISO OSI/RM 标准（ 7层协议）
? TCP/IP 协议
物理层
网络接口层
网络互连层（ IP ）
传输层（ T CP 或 UDP ）
应用层 5
4
3
2
1
如电子邮件、
H TM L 文档等
TCP 或 UDP 数据报
等
IP 数据报
如以太网信息帧或 A TM 信元
3.TCP/IP协议标准 概要
? TCP／ IP是一个协议系列，它已经包含了 100多个协议
? 将计算机网络中的通信问题划分为 5个 层次的模型
? 主要特点,
? 异构网互连
? 可靠通信
? 与 OS结合
? 无连接服务
与面向连接服务
? IP网络
各自为政 ！
统一包格式
保证可靠
4.IP网络中的计算机地址 —— IP地址
? IP地址的 构成,
IP地址＝类型号 + 网络号 (net-id) + 主机号 (host-id)
? IP地址的 类型,A,B,C,D,E(看第 1个 )
? IP地址的 表示,例如 202.119.112.34(A:127,B:191,C:224)
? 特殊的 IP地址,主机号全为 1或 0
0
0 1 2 3 8 16 24 31
网络号 主机号
0 1 网络号 主机号
0 1 1 网络号 主机号
0 1 1 1 组播地址
1 1 1 1 备用
A 类
B 类
C 类
D 类
E 类
5.IP数据报（ IP datagram）
不同的物理网络，使用的数据包（或信
息帧）格式互不兼容，为了克服这种异构
性,IP协议定义了一种统一的数据包格式，
称为 IP数据报
发送数据报的计算机的 IP 地址（源 IP 地址）
接收数据报的计算机的 IP 地址（目的地 IP 地址）
数据开始
版本号 头部长度 服务类型 数据报总长
度
0 3 4 7 8 1 5 1 6
31 头
部
数
据
区
6.异构网络互连的关键设备 — 路由器
? 路由器的作用,
? 路由功能（按 IP地址投递 IP数据报）
? 协议转换（协议适配）
? 路由器是多个端口的、高速率的数据交换设备
? 路由器是一台高性能的专用计算机
? 连网的路由器有 多个 IP地址
223,240,129,17
78,0,0,15
以太网 131,108,0,0
131,108,99,5 223,240,129,2
FDDI 网
223,240,129,0.
0
广域网
78,0,0,0
以太网
网R1 R2
131,108,99,2
223,240,129,5
A
B
路由器的工作原理 (设 A发数据 报 给 B)
223,240,129,17
78,0,0,15
以太网 131,108,0,0
131,108,99,5 223,240,129,2
FDDI 网
223,240,129,0.
0
广域网
78,0,0,0
以太网
网R1 R2
131,108,99,2
223,240,129,5
A
B
?A将给 B的 IP数据报 发给路由 R1（ 136.108.99.5）
?由于 A与 R1在以太网内,它们要使用 MAC地址 (由 A完成 IP到 MAC
的地址解析 )； A的数据也要包装成 以太帧格式
帧头部 /IP数据报
?R1收到此 报 后，将上述信息变为,IP数据报
?R1查路由表,地址解析：把 R1（ 223.240.129.2） 与 B（ 223.240.129.55）
改成 FDDI的物理地址,(此工作由 R1完成 )
?R1将信息包装为 FDDI帧头 /IP数据报 (FDDI数据帧格式 )
?B收到此帧后，取出其中的 IP数据报
路由器的功能,
? 具备 包交换器 的存储转发功能。
? 选择最好的 路径
? 实现异构网之间 数据帧格式 转换
? 实现异构网之间 地址 转换
? 最终实现异构网络之间的 无缝连接
二、因特网
? 因特网是 TCP/IP网络
? 因特网中的 IP地址采用符号名表示
? 符号名的命名规则,命名树和域名
? 域名与 IP地址不一定 一一对应
? 域名服务器 DNS和 域名的解析过程
? 因特网的接入
根
mil gov com net org cn uk edu 根 int
ac edu net
nju seu tsinghua pku
主机地址与域名系统
? 回顾 IP地址,202.119.116.30
? 主机名,www.hhu.edu.cn
? DNS:域名系统（翻译）
? 举例,
主机 cai.hhu.edu.cn要访问主机 para.ulcc.uk
hhu--edu--cn--uk--ulcc--para
因特网的接入
? 接入技术回顾,
电话,ADSL,FTTx+FTTH
? 大量的局域网
? 路由器等通信设施
? 实现点到点的连接
? 点到点连接的数据链路协议,PPP
