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网络互联(interworking)：将不同类型的网络互连起来构成大型因特网。
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互联问题可分为两个子问题
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寻找一种互联的途径
- 互联同种类型链路的设备常被叫做交换机（switch），也称第二层（L2）交换机。其中最重要的一类是用来连接以太网段的L2交换机，常被称为网桥（bridge）。
- 交换机核心工作是使分组到达输入端并**转发（forward）或交换（switch）**到合适的输出端，使其达到目的地。
- 互联不同类型的网络和链接常被称为路由器（router），也被称为网关（gate）或L3交换机。
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通过网络找到合适的路径，即路由（route）。
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交换机将一个星型拓扑结构加入到一组网络结构中，星型结构有以下优点：
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可以方便的通过交换机互联，扩展网络。
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通过点对点的链路把交换机互联，把主机接到交换机上，可以建立地理范围很大的网络。
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新加入一台主机，并不一定会导致其他主机性能变差。
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对比共享介质，提高了吞吐量。
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交换机如何确定分组应该转发到哪个链路？三种方法
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数据报（datagram）或称无连接（connectionless）
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虚电报（virtual circuit）或称面向连接（connection-oriented）
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源路由（source routing）
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所有网络都需要一种方法来表示终端节点，该标识符通常成为地址（address）。
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数据报（datagram）：
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每个分组都包含完整的目的地址，交换机维护一个转发表（forwarding table）或称路由表（routing table），使得分组到达任一交换机都能决定向什么地方转发分组。
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特点
- 一个主机发送分组时，无法知道网络是否可以传送或目的主机是否可以接收。
- 每个分组独立转发，即使目的地址相同，也卡你路径不同（某个交换机更改了转发表）。
- 一台交换机出现故障时，如果更新转发表，则造成影响较小
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虚电路（Virtual Circuit）
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要求发送数据前在主机和目的主机之间建立一条虚连接。就像线里有多条专属的通道，建立虚连接就是建立专属通道的过程。虚连接状态由每台交换机中的VC表记录组成，VC表的一项包括：
- 虚电路标识符（Virtual Circuit Identifier, VCI），标识这台交换机上的虚连接。
- 从这个VC到达交换机的分组的输入端口，以及VC离开交换机的分组的输出端口。
- 用于输出分组的一个可能不同的VCI
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分组到达时，带着VCI。交换机根据入口VCI查看应该输出的端口，并将分组的VCI替换为输出端口对应虚电路的VCI。
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初次建立虚连接时，需要主机发送建立请求，寻路后目的主机发送确认。
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源路由（source route）
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交换式以太网（switched ethernet）：点对点部署以太网，这些链路通过交换机互连。广泛应用于校园网和企业网
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学习型网桥
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维护一个转发表，记录目的主机及其转发端口。
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转发表初始为空，随着时间增加条目增加，每个条目有超时时间，超过一定时间会被丢弃。
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若网桥收到一个帧，但要转发的主机地址不在转发表中，则向所有端口转发该帧。
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如果网桥的结构中存在环，可能会导致帧在环内无限转发。
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生成树算法
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虚拟局域网（VLAN）：VLAN允许将一个扩展局域网划分成几个看起来独立的局域网。
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每个VLAN被赋予一个标识符，只有两个网段标识符相同时，分组才能从一个网段传到另一个网段。这可以限制广播被发到整个扩展局域网上。
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交换机1和2为每个端口配置VLAN标识符。当主机X发生分组到达交换机2时，交换机不能发送到VLAN标识符不同的接口。
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VLAN可以更改网络的逻辑拓扑结构，而不用移动任何线路或更改任何地址。
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支持VLAN需要对原始802.1首部进行简单的扩展，在源地址（ScrAddr）和类型（Type）字段直接插入一个12位的VLAN标识符（VID）字段。
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互联网（internetwork）：克服桥接网络局限性的方法，使得能够使用相当有效的路由建造大型的和高度异构的网络。
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互联网可以有许多小的网络组成，如以太网、无线网和点到点链路。每个网络中使用的都是单一技术。将这些网络互联的节点称为路由器（router）。
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网际协议（Internet Protocol, IP）：用来建造可扩展的异构互联网络的关键工具。可以认为IP是网络集合中的所有节点（主机和路由器）上运行的，并定义了允许这些节点和网络作为单个逻辑互联网运行的基础设施。下图是一个例子，更高层的协议（TCP、UDP）通常在主机的IP上运行。
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服务模型（service model）
- 编址方案：提供标识互联网中所有主机的方法。
- 传送数据的数据报（无连接）模型。
- 这种服务模型称为尽力而为服务模型，因为IP尽力传送数据报，但不提供保证。
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数据报传送：
- 尽力而为：如果出现错误或分组丢失、损坏、误传送或因任何原因而没有到达目的地，网络什么也不做。
- IP在任何技术上运行的能力经常被评价为其最重要的特征。
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分组格式：
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按32位对齐，可以方便的识别出8位倍长的字段。
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分片和重组：每种网络技术都试图自己定义分组的大小，导致大的分组可能需要切分成小的分组。
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对于IP模型来说有两种选择
- 确保所有IP数据足够小，能够适合任何网络技术的分组。
- 当IP数据报对某一网络技术来说太大时，对分组进行分片，划分成更小的分组。
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MTU(Maximum Transmission Unit)：每种网络类型一帧所能携带的最大数据报。
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当路由器接收到希望转发的数据报，但该网络MTU更小，则由路由器进行分片。
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分片实例：
- 分片时，需要在Ident字段上携带同样的标识符，以便接受主机能够重组复原。
- 分片时，路由器在Flag字段设置M位，表面后面还有其他的分片。并设置Offset标识分片的位置。
- IP的设计者认为分片一个在8字节的边界的地方，故偏移量以8字节为单位计数。
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IP重组的分片丢失时，接收方仍然会试图重组，但最终会放弃。这种对主机不必要资源的占用可能会导致拒绝服务攻击。应尽量避免IP分片。
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全局地址
