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网络通信协议基础:路由选择
来源:尚大教育-通信学院 作者:辉辉 时间;2013-01-17 点击数: 尚大软考交流群:376154208
路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一,其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同,路由协议可分为两类

    BGP有4种分组类型:打开分组用来建立连接;更新分组用来通告可达路由和撤销无效路由;周期性地发送存活分组,以确保连接的有效性;当检测到一个差错时,发送通告分组。

    先睹明日的IP协议

    IPv6是IP的下一代版本,它将比我们现在用的IP所能提供的地址还多数百万。这对预期的网络世界应该是够用的了。IP的现行版本是IPv4,即版本4.IPv6,即版本6.我们不知道版本5怎么了。

    一、IP地址复用技术

    近年来,随着因特网用户的高速增长,有限的IP地址与迅速增长的用户需求之间的矛盾已越来越突出。

    针对上述问题,出现了无级域间路由技术(CIDR)和变长子网掩码技术(VLSM),可以根据网络的规模情况灵活地划分网络号和主机号。CIDR不仅在一定程度上缓解了IP地址资源的紧缺,而且大幅度地减小Internet骨干网上路由表的大小。CIDR技术在1994年和1995年得到迅速应用。中国电信CHINANET上亦运用了CIDR技术。

    二、IPv6的推出

    以扩展IP地址为契机,新一代IP协议--------Ipv6已经推出。IPv6在IP数据包的格式上对IPv4进行了扩展。

    (1)大幅度扩展了编址能力

    IPv6的地址表示使用128位二进制数,比IPv4增长了4倍,编址空间增加296倍,并可能支持更多的编址层次。IPv6还在单播(Unicast)和多播(Multicast)之外定义了一种新的地址格式:选播(Anycast)地址。

    (2)简化了IP包头格式

    IPv4的包头中包括版本、包长度、服务类型等14项,在IPv6中已简化为8项。

    (3)改进了对扩展和选项的支持

    使用IP包头选项可以进行更有效的包转发,减少了对选项长度的严格限制,增强了将来引入新功能的可扩展性。

    (4)增加流标记功能

    通过对IP包编号作标记,可将包划归至不同的数据流,并可根据流号进行非缺省质量及实时服务等特殊处理。

    (5)增加校验与加密能力

    通过扩展包头支持身份验证,保证数据完整性和可信任度。

    从上面IPv6所作的扩展来看,IPv6不仅加长了IP地址,而且在数据包的优先级、安全性方面进行了定义,这给Internet上的一些新业务打下了基础。

    与IP技术强强联合

    近几年来,全球向信息化社会迈进的步伐明显加快,电信网、计算机网、有线电视网的业务与市场开始融合。在其网络融合过程中,IP和ATM将扮演十分重要的角色。

    目前因特网仍在蓬勃发展,业界流行两个短语“Everything on IP,IP over everything”。“IP over everything”是已被实践证明的,也正是IP的精髓,即通过统一的IP层屏蔽各种物理网络技术(如X.25、DDN、以太网、令牌环、帧中继、ATM、SDH、WDM)的差异性实现异种网互联。而“Everything on IP”的“everything”是指所有业务,包括数据、图像和话音,实时和非实时的。这样的要求,对于目前的IP技术来说仍是心有余而力不足,需要新技术来帮助解决。

    除了企业网和校园网的IP传送基于以太网和FDDI等外,目前因特网的IP传送主要依赖于传统电信网,如大量上网用户通过电话交换网(PSTN)和窄带综合业务数字网(ISDN)拨号接入,路由器通过数字数据网(DDN)和帧中继网(FR)的电路互连等。但随着IP业务量的日益膨胀,IP需有更高带宽、更有效的新传送技术来支持其发展。随着技术发展,IP传送可以基于千兆以太网和ATM,也可以直接落在SDH上,甚至光传送网(WDM)上,下面主要分析比较各种技术的优劣和各自的应用前景。

    一、IP over ATM

    IP与ATM的结合是面向连接的ATM与无连接的IP的统一,也是选路与交换的优化组合,可以综合利用ATM的速度快、容量大、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点,达到优势互补的目的。但其网络体系结构复杂且重复,ATM与TCP/IP都具寻址、选路和流量控制功能,开销损失达25%以上,因而主要用于网络边缘多业务的收集和一般IP骨干网,不太适合超大型IP骨干网应用。总的看,IP over ATM适用于多业务电信环境以及服务质量要求较高的IP业务。

    关于ATM与IP结合的技术,ATM论坛标准化了局域网仿真(LANE)和ATM支持多协议(MPOA);IETF标准化了ATM支持经典IP(IPOA),且正在标准化多协议标记交换(MPLS)。ITU-TSG13在GII的工作计划中也增加了IP与B-ISDN及全球信息基础设施(GII)的关系。也有一些公司标准,如Ipsilon公司(已被Nokia收购)的IP交换、Ascend公司(已被Lucent收购)的IP导航器和Cisco公司的标记交换等,后两者都向MPLS靠拢。上述的IP/ATM技术可分成两种模式:重叠模式和集成模式。

    二、IP over SDH

    IP与SDH的结合则是将IP分组通过点到点协议直接映射到SDH帧,省掉了中间的ATM层,从而保留了因特网的无连接特征,简化了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,易于兼容不同技术体系和实现网间互联。但目前尚不适于多业务平台,可扩展性差,只有业务分级,无优先级业务质量,尚不支持VPN和电路仿真。在IP over SDH中,SDH是以链路方式来支持IP网的,没有从本质上提高IP网的性能。这种技术的核心是千兆比线速交换路由器,可实现第2层交换与第3层选路的一体化,基本能保证服务质量,吞吐量达60Gb/s,端口密度和端口费用也可与ATM相比,转发分组延时则已降至几十毫秒量级,不再是大问题。总的看,IP over SDH适用于经营IP业务的ISP,以IP业务量为主的电信网或在电信骨干网上疏导高速率数据流。

    三、IP/WDM

    “IP over WDM”(这里简写成IP/WDM)是将IP直接落在光层(WDM/DWDM)上,中间不经SDH.IP/WDM需要开发一种帧结构(类似于PPP)来包装IP包;需要有适配功能,如性能监视与报告、配置管理等。IP/WDM能充分利用WDM的巨大容量,经济地建设大容量长途网络,深深地吸引了欲建高速大容量的ISP.如美国Sprint公司准备采用WDM技术将现有网传送带宽增加250%~600%。

    但目前WDM/DWDM本身的组网处于初级阶段,技术不太成熟,光信号的损耗与监视、以及光通路的保护切换问题和网络的管理配置问题都没有解决。当前DWDM的设计是用于长途传输的,仅提供终端复用功能,上下复用还不能动态进行。光ADM推出大约还需要3年时间,光交叉连接设备还要5年左右。

    总的看,IP over Optical适用于未来的城域网、高容量普通IP业务和未来大型IP骨干网的核心汇接。

    滴水不漏的TCP协议

    TCP是一种可靠的面向连接的传送服务。它在传送数据时是分段进行的,主机交换数据必须建立一个会话。它用比特流通信,即数据被作为无结构的字节流。

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