第5节 网络互连
互联网的基本概念
网络互联的示例
5.5.2如何连接网络
- 应用层：应用网关
- 传输层：传输网关
- 网络层：路由器
- 数据链路层： 网桥和交换机
- 物理层： 集线器和中继器
Bridge VS Router
Bridge: MAC address
Router: Layer-3 address （如IP地址）
5.5.3 级联虚电路 （Concatenated Virtual Circuits）
5.5.4无连接网络互连 (Connectionless Internetworking)
级联虚电路VS无连接网络互连
- 级联虚电路的优点
器预留缓冲区等资源，保证服务质量
序号传输；
短包头 - 级联虚电路的缺点
路由器需要大量内存，存储虚电路信息；
一旦发生拥塞，没有其它路由；
健壮性差；
如果网络中有一个不可靠的数据报子网，级连虚电路很难实现。 - 无连接网络互连的优点
能够容忍拥塞，并能适应拥塞；
健壮性好；
可用于多种网络互连。 - 无连接网络互连的缺点
长包头；
包不能保证按序号到达；
不能保证服务质量。
5.5.5隧道技术（Tunneling）
- 源和目的主机所在网络类型相同，连接它们的是一个不同类型的网络，这种情况下可以采用隧道技术
- 工作过程
主机1发送一个包，目的IP地址 = 主机2-IP，将包封装到局域网帧中，帧目的地址 = 路由器1-MAC；
局域网传输；
路由器1剥掉局域网帧头、帧尾，将得到的IP包封装到广域网网络层包中，包目的地址 = 路由器2地址；
广域网传输；
路由器2剥掉广域网包头，将得到的IP包封装到局域网帧中，包目的IP地址 = 主机2-IP，帧目的地址 = 主机2-MAC地址；
局域网传输；
主机2接收。
5.5.6 互联网路由
- 工作过程
互连网络的路由与单独子网的路由过程相似，只是复杂性增加；
- 两级路由算法
内部网关协议(IGP: Interior Gateway Protocol)
RIP，OSPF
外部网关协议(EGP: Exterior Gateway Protocol)
BGP
自治系统AS（Autonomous System）
5.5.7 分段（Fragmentation）
- 每种网络都对最大分组长有限制，有以下原因
硬件，例如 TDM 的时槽限制；
操作系统；
协议，例如包长度域的比特个数；
与标准的兼容性；
希望减少传输出错的概率；
希望避免一个包占用信道时间过长。 - 大分组经过小分组网络时，网关要将大分组分成若干段（fragment），每段作为独立的分组传输。
2.分段的方法
- 透明分段
- 非透明分段方法
透明分段
- 网关将大的分组分段后，每段都要经过同一出口网关，并在那里重组；
- 带来的问题
出口网关需要知道何时所有分组都到齐；
所有分组必须从同一出口网关离开；
大分组经过一系列小分组网络时，需要反复地分段重组，开销大。
非透明分段
- 分段重组过程对其它网络不透明（IP网络）
中间网关不做重组，而由目的主机做； - 带来的问题
对主机要求高，能够重组；
每个段都要有一个分组头，网络开销增大；
2.重组方法
- 标记段
树型标记法
例，包0分成三段，分别标记为0.0, 0.1, 0.2，段0.0构成的包被分成三段，分别标记为0.0.0, 0.0.1, 0.0.2；
存在的问题
段标记域要足够长
重传时走了不同的路径，即两次分段长度不一致，导致错误重构分组。 - 偏移量法
定义一个基本段长度,使得基本段能够通过所有网络；
分组分段时，除最后一个段小于等于基本段长度外，所有段长度都等于基本段长度；
一个分组可以包括几个段，分组头中包括；原始分组序号，分组中第一个基本段的偏移量，最后段指示位。
