IP网络协议分析软件指标

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一、IP地址的概念

我们知道因特网是全世界范围内的计算机联为一体而构成的通信网络的总称。联在某个网络上的两台计算机之间在相互通信时，在它们所传送的数据包里都会含有某些附加信息，这些附加信息就是发送数据的计算机的地址和接受数据的计算机的地址。象这样，人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生活中的电话号码一样的标识地址，该标识地址就是我们今天所要介绍的IP地址。根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在INTERNET范围内是唯一的。例如，某台联在因特网上的计算机的IP地址为：

很明显，这些数字对于人来说不太好记忆。人们为了方便记忆，就将组成计算机的IP地址的32位二进制分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数，这样上述计算机的IP地址就变成了：210.73.140.2。

二、IP地址的分类

我们说过因特网是把全世界的无数个网络连接起来的一个庞大的网间网，每个网络中的计算机通过其自身的IP地址而被唯一标识的，据此我们也可以设想，在INTERNET上这个庞大的网间网中，每个网络也有自己的标识符。这与我们日常生活中的电话号码很相像，例如有一个电话号码为0515163，这个号码中的前四位表示该电话是属于哪个地区的，后面的数字表示该地区的某个电话号码。与上面的例子类似，我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识和主机标识。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机标识卖伍与其对应?IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。例如，盐城市信息网络中心的服务器的IP地址为210.73.140.2，对于该IP地址，我们可以把它分成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地址就可以写成：

网络标识：210.73.140.0

主机标识：2

合起来写：210.73.140.2

由于网络中包含的计算机有可能不一样多，有的网络可能含有较多的计算机，也有的网络包含较少的计算机，于是人们按照网络规模的大小，把32位地址信息设成三种定位的划分方式，这三种划分方法分别对应于A类、B类、C类IP地址。

1．A类IP地址

一个A类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为7位，主机标识的长度为24位，A类网络地址数量较少，可以用于主机数达1600多万台的大型网络。

2．B类IP地址

一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为14位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

3．C类IP地址

一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。

除了上面三种类型的IP地址外，还有几种特殊类型的IP地址，TCP/IP协议规定，凡IP地址中的第一个字节以“lll0”开始的地址都叫多点广播地址。因此，任何第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地锋好址；IP地址中的每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址；IP地址中凡是以“llll0”的地址都留着将来作为特殊用途使用；IP地址中不能以十进制“127”作为开头，27．1．1．1用于回路测试，同时网中基或络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。

三、IP的寻址规则

1.网络寻址规则

A、网络地址必须唯一。

B、网络标识不能以数字127开头。在A类地址中，数字127保留给内部回送函数。

C、网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。

D、网络标识的第一个字节不能为“0”，“0”表示该地址是本地主机，不能传送。

2.主机寻址规则

A、主机标识在同一网络内必须是唯一的。

B、主机标识的各个位不能都为“1”，如果所有位都为“1”，则该机地址是广播地址，而非主机的地址。

C、主机标识的各个位不能都为“0”，如果各个位都为“0”，则表示“只有这个网络”，而这个网络上没有任何主机。

四、IP子网掩码概述

1.子网掩码的概念

子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

2.确定子网掩码数

用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为“210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73”，主机标识为“a.b”。

B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为“1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11110000.00000000”

D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0”

这个数为该网络的子网掩码。

3.IP掩码的标注

A、无子网的标注法

对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法

有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。

1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。

2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式(对C类地址):

五、IP的其他事项

1.一般国际互联网信息中心在分配IP地址时是按照网络来分配的，因此只有说到网络地址时才能使用A类、B类、C类的说法；

2.在分配网络地址时，网络标识是固定的，而计算机标识是可以在一定范围内变化的，下面是三类网络地址的组成形式：

A类地址：73.0.0.0

B类地址：160.153.0.0

C类地址：210.73.140.0

上述中的每个0均可以在0~255之间进行变化。

3.因为IP地址的前三位数字已决定了一个IP地址是属于何种类型的网络，所以A类网络地址将无法再分成B类IP地址，B类IP地址也不能再分成C类IP地址。

4.在谈到某一特定的计算机IP地址时不宜使用A类、B类、C类的说法，但可以说主机地址是属于哪一个A类、B类、C类网络了。

通过上面的学习，大家对IP地址肯定有了了解。有了IP地址大家就可以发送电子邮件了，并且可以获得Internet网上的其他信息，例如可以获得Internet上的WWW服务、BBS服务、FTP服务等等。

B. TCP/IP网络体系结构中，各层内分别有什么协议，每一种协议的作用是什么

一、TCP/IP网络体系结构中，常见的接口层协议有：
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
1.网络层
网络层包括：IP(Internet Protocol）协议、ICMP(Internet Control Message Protocol) 、控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。
2.传输层
传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）。
3.应用层
应用层协议主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。

二、TCP/IP网络体系结构中，每一种协议的作用有：

1. TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。

2.TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring Network）、拨号线路（Dial-up line）、X.25网以及所有的网络传输硬件。

3.统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址

4.标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

C. 用Ethereal软件分析IP协议数据包格式的方法

方法/步骤
1、打开网络协议分析软件（Ethereal），选择菜单命令“Capture”à“Interfaces…”子菜单项。弹出“Ethereal:
Capture
Interfaces”对话框。单击“Prepare”按钮，弹出“Ethereal:
Capture
Options”对话框。单击“Start”按钮开始网络数据包捕获。
2、浏览外部网站，确保协议分析软件能够捕获足够的网络数据包，单击“Stop”按钮，中断网络协议分析软件的捕获进程，主界面显示捕获到的数据包。
几乎所有的高层协议都使用IP协议进行网络传输，只有ARP和RARP报文不被封装在IP数据报中。
3、观察协议树区中IP数据包各个字段的长度与值，是否符合IP报文格式。
4、查看各个IP数据包的标识字段和片偏移字段，它们有何特征。
查看各个IP数据包的数据报总长度字段，记录它的取值范围。
观察十六进制对照区，根据IP首部校验和方法使用“计算器”校验捕获的数据报中校验和字段的值。

D. 试析网络协议分析软件在网络维护中的运用 网络协议是什么

【 摘 要 】 随着计算机和网络技术不断的发展，互联网已经广泛的应用在人们生活、学习和工作中，在一定程度上给人们的生活、学习和工作带来了方便。然而，随着网络不断的发展，计算机网络却容易受到黑客和病毒的攻击。为了保证网络安全，保证各项活动顺利进行，有必要加大网络维护力度。而在对网络进行维护的时候，必须采取相应手段对网络故障进行分析，网络协议分析软件的出现，在一定程度上满足了其要求。为了使网络维护工作有序进行，有必要对网络协议分析软件进行相应分析。如何将网络协议分析软件更好的应用在网络维护中，已经成为相关部门值得思索的事情。
【 关键词 】 协议分析软件；网络维护；运用
0 引言
随着互联网技术快速的发展，人们对网络安全也越来越重视。毕竟网络在发展过程中容易受不法分子或是病毒的攻击，使用户相应工作不能顺利进行。在这种情况下，有必要对互联网中的相关细节进行研究，而网络协议分析软件正好能满足这一需求。网络协议软件的运行状态属于旁路状态，不仅对网络影响小，同时通过网络分析软件对相应通信宝进行捕获、解码分析，方便对整个网络特征进行非，其也对攻击源、病毒源等运行状况进行分析，为网络安全服务提供更多依据。本文主要从网络协议软件概念、网络协议软件功能、网络协议软件作用、网络协议软件原理及种类、协议软件环境搭建方法和网络安全协议软件安装部署等方面出发，对网络协议分析软件在网络维护中的运用进行分析。
1 网络协议软件概念、功能及作用
1.1 网络协议软件概念
所谓的网络分析协议软件就是某公司经过自主研发并拥有全部只是产品网络分析的产品。这种网络协议软件不仅拥有行业领先的专家分析技术，同时也能通过捕获和分析网路数据中的底层数据包，而对网络故障、网络安全及网路性能等进行全面分析，以便更为网络中潜在的故障、安全及性能问题的排除提供有效依据。
1.2 网络协议软件功能
网络分析系统主要功能包括故障诊断、流量分析、网络连接和通讯监视、解码分析、统计分析、安全分析、性能分析、协议分析等。网络协议软件在实际应用过程中是通过对故障点进行自动定位和故障原因进行分析的，利用其分析结果能找出最佳网络故障方案；流量数据也比较多，其最大的优势是能对整个网络或是单个部门、单个IP和单个MAC进行统计分析。
具体来说，流量的采集一般是由驱动系统通过链路层捕获以太网数据包来完成采集任务的，毕竟大部分软件都可以用过滤规则和相应条件进行定义，并获得相应流量。再加上相应官方网站也会为这些规则的导入和导出提供相应过滤器下载，使流量采集变得更加容易；网络连接和通讯监视不仅能直接反应网络连接情况，同时也能对网络活动进行实时监视。实时监视是网络协议分析软件中比较常见的功能，其也是一种简单易行并能为监控提供丰富信息的手段。
实时检测在实际应用过程中，不仅能对网络流量、负载率、TCP连接状况进行监视并以图形的形式显示出来，同时也能以错误数据包、数据包大小分布状况以图形形式显示出来。特别是对那些尚未部署长期流量性能进行局域网检测；解码分析就是以数据包的形式调用协议中分析模块来对网络安全进行分析，并遵循OSI模型及TCP/IP协议中相应规程将数据包分层次的展现给用户，并对不同字颂历段的详细解码、十六进制还原码等让用户更清晰的了解相应数据包细节；统计分析是由全局统计和特定对象统计组成的。
在实际网络维护中是需要对网络各站点之间的流量、大小、百分比、排位及相应协议百分比一一显示出来的，以方便找网络故障的查找；通过查找方式也能对网络中存在的安全风险进行分析；通过性能分析，也能找出网路性能瓶颈；而协议分析则能对网络中所有应用轿简进行深入分析。
1.3 网络协议软件作用
网络协议软件不仅具有跟踪网络实验作用，同时也具有识别和解决故障作用。其在实际应用过程中，可以通过捕捉流经主机和局域实验环境中所有数据包对其上层进行分析，以得出网络实验流量等相关信息，以便为实验管理员做正确决策提供有效依据。当主机和服务网络进行实验通信的时候，主机会对相应服务器进行操作，得到相应信息后，管理人员就能通过得到的信息做出相应决策，以保证服务器安全。正常情况下，网络协议分析软件和TCP/IP协议栈是有一定关系的，大多数协议分析软件的实现都闭樱裤是以TCP/IP协议栈层次关系来实现的。而TCP/IP协议栈包含网路分析工具要解释的各种协议，目前比较常用的是Ethereal。
2 网络协议分析软件原理及软件种类
2.1 网络协议分析软件原理
网络协议分析软件要想更好的发挥其作用，就应该对其原理进行分析。在对其原理进行分析的时候，有必要对抓包和解码平台进行分析。毕竟网络分析协议是通过捕获通信报的形式将信息交给上层协议的，再经过上层协议处理模块进行相应处理才能实现网络分析的。因此，再对网络协议分析软件原理进行分析的时候，应该先对抓包和解码进行分析。
抓包一般是以以太网为依据进行网络传播的，以太网作为一种共享网络，其信道是由不同站点组成并共有的，且其在同一时间内只有一个站点能被使用，其网络传送的数帧也只有一个站点能接受。因网络协议分析软件是以广播通信形式进行传播的，不同站点会以MAC地址来决定接受或是丢弃相对应的数帧。正常情况下，每一个站点只接受与自己地址相符合的单帧或是广播帧，而相应数据接收工作则是通过网卡来完成的。
网卡一般是由广播模式、组播模式、直接模式和混杂模式组成的，且这些模式只能及售后广播、组播、地址及与自身相符合的帧、数据。当网卡使用混杂模式的时候，以太网就能以广播通信方式被利用并实现抓包；网络协议分析软件在运行过程中，对工作在底层的函数库是有一定依赖性的。
在实际工作中，协议软件会通过网卡来获得数据包或通过过滤规则取出数据包中的子集，并将其交给上层，通过捕包函数库是Linux系统下的Libpcap和Windows系统下的Winpcap获得相应数据，在此基础上通过机械模块对相应数据进行分析还原。毕竟IP网络中物理层到应用层使用的协议种类是比较多的，且协议种类处在不断更新和完善中。为了使网络协议分析软件更好的发挥其作用，在实际应用过程中，应该采用层次化协议方法和插件技术。层次化协议事实上就是协议树，这种协议树的优势是对数据流进行逐层处理。当对同层协议特征字来进行相应区别的时候，就可以将TCP端口的80看作HTTP。而插件技术则具有一定的扩展性，在实际应用过程中只需要增加一种新的协议分析器，安装相应插件并对其进行注册就能满足实际需要，在一定程度上能减少程序员开发分析器过程。

E. 什么叫IP网络

IP是什么？IP是英文 Internet Protocol的缩写，意思是“网络之间互连的协议”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。
——IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。
——那么，“数据报” 是什么？它又有什么特点呢？数据报也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据报”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据报不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。
——每个数据报都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据报不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。
——在实际传送过程中，数据报还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据报的长度，IP数据报的最大长度可达 65535个字节。
——IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。
——现在电信网正在与 IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等，都是IP技术的研究重点。（IP全球通网）
在当今世界向知识经济时代迈进过程中，计算机互联网技术的应用成为重要的促进因素，它的不断发展形成推动世界经济高速发展的新的源动力。随着国民经济信息化进程的深入发展，整个社会对现代化通信需求进一步增加，新一代宽带通信网络将成为新一代电信的明显特征，宽带IP网络技术应运而生。
一、当前 IP业务的特征
最初，IP网络的设计是为数量不多的节点提供服务，为数量不多的使用者提供资源共享和文件传输能力。目前，IP网络已在世界范围内得到空前发展，网络的应用方式和特性均发生了变化。因此，考察当前IP业务的特征是指导IP网络进一步发展的基础。
1．用户数量急剧增长
因特网的规模现每月增长10％左右，业务量每6-9个月翻一番。据预测，2000年底全因特网用户将达到3－10亿。从1997年起国外运营公司的网络业务中已有数据业务超过话业务的情况出现；有国外统计公司分析，预计在1998－2008年间各国因特网数据流量将先超过话音，其中北美到2000年时，数据业务将为话音业务的5倍。1997年底，中国数据通有用户60万，1998年底有220万，增长近4倍；1999年6月份用户已达400万，估计到2000年为2500万，在2005年将达到5000万。
2．业务带宽指数增长
除了用户数量指数增长外，业务带宽也呈现指数增长态势。例如，在1990年前后，主要业务是E－mail，带宽仅1kbit／s左右；到1995年，主要业务变成Web浏览。美国的Web站点数每57天翻一番，目前我国WWW站点数约为9906万。 2000年前后，活动图像将成为重要业务之一，所占用的带宽可到达5Mbit/s。10年间，业务带宽的增长可达4个数量级。这些变化均使IP业务所需的带宽呈爆炸式增长，形成了新时期网络带宽增长的主要驱动力量。
3．业务内容综合化
TCP／IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的。为了使IP网络不仅能传送非实时
的数据信息，而且还能传送实时多媒体数据信息，国际标准化组织（如ITU，IETF等）已开
始起草并完成了一些用于 IP实时通信的标准以及服务质量方面的标准，如实时传输协议／
实时传输控制协议（RTP／RTCP）、资源预留协议（RSVP）、IP多播技术以及H.323建议等。
另外对更先进的服务质量保证技术如分类服务（Diff一Serv）等做了大量的研究并取得了
可喜成绩。在这些技术的支持下，因特网提供的应用及业务将能够覆盖综合业务网的业务
类型。
4．业务的流合呈自相似性和收发不对称性
随着IP网络业务量的增加，网络中的流量呈现出自相似的特点，即某一链路上不管业
务流的并发数量有多少，其流量均具有相同的特性。因此，为减少网络的拥塞，IP网络必
须具备比传统电信网络更高的平均峰值与平均负载比。同样，由于IP网络上的应用特点，
网络上的流量呈现出明显的收发不对称性。
二、未来IP网络的发展及技术走向
IP业务量的持续快速增长使得IP协议逐渐成为一种占主导地位的通信协议，IP网络在
今后的数据通信乃至电信业中将占据重要地位。更重要的是网络目前已经转变成为一种商品，其上的各种增值服务有着巨大的利润潜力。有理由相信，IP技术是未来网络综合的主
要力量之一，它可以集成语音业务、数据业务、图像和视频业务；IP网络最终可能成为新
一代电信网络基础设施的技术选择。
目前的IP网络及IP技术还存在着这样那样的缺陷，要成为新一代电信网络的基础尚需
解决大量的课题，在所有要解决的课题中，网络性能是基础条件之一，因此高速宽带IP网
络是解决IP网络发展问题的前提。当然高速宽带是相对的，本文中的宽带是指155 Mbit/s
以上的速率。
为了建设高速宽带IP网络，ITU－T，IETF以及ATM论坛等组织正在联合众多的设备制
造商及网络业务供应商共同寻找改造Internet骨干网的方案。总的来说，各种IP技术方案
分属两种思路：走IP和ATM结合的路线；或者走光学IP的路线。前者借助ATM网络的强大能力，基于ATM传送IP；后者基于传统IP网络的概念，借助光传输系统的能力传送IP。这些技术是在特定时期和特定技术背景下的产物，各有其自身的特点和适用场合。
三、IP／ATM宽带网络
国际上对ATM提供IP业务已经做了很多研究，提出了一系列协议和标准。这些协议和标准归纳起来可以分为两类：重叠类型和集成类型。
1．重叠类型
建议继续沿用现有的网络提供IP业务，IP网络建立在ATM网络之上。ATM网络和IP网络有各自的寻址方式和选路协议，使用IP服务的ATM用户终端要同时具有ATM网络地址和IP网络地址。IP的选路功能经由ATM的选路功能建立连接，因而在肥网络的各个节点要有IP地址到ATM地址间的映射功能。采用重叠类型的IPover ATM技术有：ATM论坛的局域网仿真及ATM上的多协议（MPOA）；IETF的ATM网络上传统 IP协议（CIPOA）。
2．集成类型
集成类型下的网络不再有两个层次，ATM交换机的网络层对于IP服务采用的就是IP专用的协议。使用IP服务的用户只需要一个IP地址，交换机也不再有从ATM地址到IP地址的转换功能。
多协议标记交换（MPLS）是目前公认的IP与ATM结合的一种良好方案。ATM的信元机制可以非常有效地支持MPLS中的标签交换，从而使得ATM交换可方便地支持MPLS中标记交换路由器（LSR）的转发功能。MPLS技术独立于链路层，既可在ATM上实现，亦可在纯粹的路由器上实现。
IP／ATM的特点有：可利用ATM的服务质量特性，保证网络的服务质量；适用于多种业务，网络具有很好的扩充性能，用户可以在任何一条链路上放入所需的容量；有良好的网
络流量管理和拥塞控制性能；适用于一般的IP骨干网。
IP／ATM的不足包括：IP数据包需映射成ATM信元，由此造成较大的传输开销，传输效率较低；需要解决IP地址与ATM地址多重映射的矛盾以及IP网络的非连接特性与ATM面向连接特性之间的矛盾，网络管理比较复杂；基于ATM实现的IP网络带宽受限于ATM网络技术本身状况，这就导致其不太适于超大型IP骨干网（一般认为可用于超大型IP骨干网边缘多业务的接入）。
四、光学宽带IP网络
1．IP over SDH／SONET方式
可以认为IP overSDH／SONET是光学宽带IP网络的雏形。IP数据包通过采用点到点协
议（PPP）映射到SDH／SONET帧上，按某次群相应的线速率进行连续传输。
PPP协议是一个简单的OSI第二层协议，标头只有两个字节，没有地址信息，只是按点
到点顺序。PPP协议可将IP数据包切成PPP帧，以满足映射至SDR/SONET帧结构的要求。
IP over SDH／SONET技术的实现需要高速路由器和PPP协议，采用的仍然是传统路由
器的逐包转发方式。这种方法的基本思路是将路由计算与包的转发分开，采用缓冲技术、
硬件（芯片）快速处理技术、以ATM信元交换矩阵作为路由器内部体系构架的交换路由技
术，将路由器的逐包转发速度控制到与第二层交换的速度相当。它无须利用广域网上的
ATM交换机来建立虚电路。目前不少网络设备公司已推出基于IP overSDH／SONET技术的交
换路由器产品。
IP over SDH／SONET的特点如下：IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH／SONET帧结构上，省去中间的ATM层，简化了IP网络体系结构，提高了数据传输效率；将IP网络技术建立在SDH／SONET传输平台上，可以很容易地跨越地区和国界，兼容各种不同的技术和标准，实现网络互连；可以充分利用SDH／SONET技术的各种优点，如自动保护切换（APS），
保证网络的可靠性；有利于实施IP多播技术；适用于大型IP骨干网。
IP overSDH／SONET技术的不足主要有：SDH原主要考虑电路交换网络各种指标，如同
步、自愈、抖动性能等，在IP网络中，这些指标的要求不一定相同；不太适于集数据、语
音、图像等的综合性多业务平台；IPover SDH／SONET技术一般可进行业务分级（CoS），
目前尚不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量；缺乏电路仿真服务能力；网络
扩充不如 IP overATM技术那样灵活。
2．IP over DWDM方式
从光通信技术发展趋势看，SDH／SONET必然以密集波分复用（DWDM）技术为基础，因此IP overSDH／SONET将最终发展成为IP over DWDM，即IP数据包直接在光波道上传输。
采用IP over DWDM技术可减少网络各层之间的冗余；减少SDH／SONET，ATM，IP等各层之间的功能重叠；减少设备操作、维护和管理费用。同时，由于省去了中间的ATM层和SDH／SONET层，其传输效率高，可以大大节省网络运营成本，从而间接降低用户获得多媒体通
信业务的费用。这是一种最直接、最简单、最经济的IP网络体系结构，适用于超大型IP骨
干网。IP和DWDM的结合，将出现一个全光IP网络。全光IP网络将按照IP技术和业务的特性进行优化，从而为IP网络乃至电信网络开拓一个新世界。
IP overDWDM应该说是宽带IP网络的较好解决方案。全光网在网络节点处采用波长可
选的光元件将不同波长的光信号分离，从而进行光的复用与解复用，并可进行光选路和光
交换。DWDM技术是全光网的基础。IP技术和DWDM技术结合，IP数据流直接进入大粒度的光通道，可充分综合WDM技术大容量和IP技术统计复用的优势，真正达到IP优化的目的。IPover DWDM组网结合了波长路由和IP路由的技术。波长路由提供了大粒度的复用，而IP路由提供了细粒度的复用，两者的结合为IP应用提供了优化的环境。
（1）IP over DWD中存在的问题
IP over DWDM才开始发展，ITU和光互联论坛（OIF）正在进行标准化工作。IP over
DWDM目前存在的问题有数据网络层与光网络层的适配，物理接口的规范问题和层间管理等。
IP over DWDM的帧结构选择是上述问题的关键。DWDM系统本身的特点是业务透明性，
它可以承载各种格式的客户层信号。帧结构选择应该考虑到这么几个因素：帧格式对IP包
的打包速度和封装效率；帧格式对DWDM系统管理功能的贡献；目前DWDM系统能够提供的光波长类型转换器（OTU）接口类型。
目前可用的IP over DWDM帧结构方案选择基本有SDH帧格式和千兆比以太网帧格式两大类。
①SDH帧格式的优缺点
使用SDH帧格式的好处有：目前大部分DWDM系统的OTU提供SDH接口；SDH格式的帧头中可载有大量的信令和管理信息。其中信令可以完成保护切换之类的工作，管理信息可以辅助DWDM系统完成网管功能。
SDH帧格式的局限为：由于IP包的大小和SDH帧的大小不一定匹配，因此在路由交换机接口上SDH帧的分段与组装（SAR）处理将影响设备的吞吐量和性能；使用SDH帧格式需要OTU提供SDH方式的接口，具备SDH方式的转发和再生功能，增加了成本。
②千兆比以太网帧格式的优缺点
使用千兆比以太网帧格式的好处有：对于 DWDM系统，应采用开放式系统，通过波长转换器将IP数据流接火光传输通道，OTU只需提供透明接口；目前成本较低；在路由交换机接口中无需SAR操作。
使用千兆比以太网帧格式的局限为：由于以太网帧是个异步的协议，对抖动和定时敏感；
目前千兆比以太网采用10B／8B编码，封装效率稍低；以太网帧格式中不含管理信息，造成对DWDM系统的性能监测困难；传送距离不如SDH帧格式方式。
上述两类帧格式各有优缺点，比较而言目前选择SDH帧格式较千兆比以太网倾格式的可能性大。目前帧格式的问题在不断的研究发展中，例如为解决SDH帧格式中对于IP网络一些无用的开销字节而作的简化；为解决以太网帧格式的效率问题对10 Gbit／s以太网接口的研究等。ITU亦希望能研究出一种全新的光接口，全面考虑恒定比特流和突发传输、解决帧结构问题和适配协议、提出光参数等物理接口特性和管理问题。
（2）IP over DWDM组网
目前，由于OADM和光交叉连接（OXC）等设备不成熟，全光网的发展还处于初期水平，
只是点对点的DWDM传输系统。根据目前技术状况，IP over DWDM组网有两种可能的方式。
①叠加方式
人工配置波道形成IP的骨干中继路由，再在其上进行IP路由的组织。在DWDM节点，除了需要进行波道组织而进行复用器/解复用器背对背的连接方式外，主要采用大容量高速的IP路由交换机进行电信号的上下业务。从这个角度出发，IP over DWDM的组网宜尽量形成环状或总线状，以减小复用器／解复用器背对背连接的不灵活性和对光分插与复用设备（OADM）的需求，从而降低造价。
②集成方式
使用路由交换机设备作为节点设备，DWDM系统只是作为点到点之间的一种传输手段。
在这种方式中，路由交换机设备作为网络中的中间设备，既可完成中继传输又可上下电路。目前新一代路由交换机产品均采用路由计算与包转发相分离的结构，路由计算能力大大增强；采用面向网络拓扑的转发表维护，支持大容量的路由表；包转发机构采用交换矩阵实现无阻塞交换。端口吞吐能力在各种包大小情况下已大致接近线速，单机交换时延已在几十微秒，有能力支持这种方式的组网应用。
五、宽带IP网络中的流量工程
在90年代初，当IP网络主要由155Mbit／S以下的链路组成时，流量工程主要通过使用路由度量值实现。但是随着网络规模和复杂性的不断增加，基于度量的流量控制变得越来
越复杂，以至于对网络的一部分度量进行调整时，判断该调整对网络其余部分的影响变得越来越困难，难以实现对整个网络带宽的全面有效利用。
基于ATM PVC链路的IP网络中，可以使用ATM的流量工程部分地满足业务要求。但是作为备份的PVC链路必须提前配置好并安装到ATM交换机中，由于故障节点的不确定性，很难设计出与IP内在的可恢复性相似的备份PVC。
MPLS的出现为IP网络中的流量工程问题提供了有希望的解决方案。在宽带IP网络中，
尤其是全光IP网络中，MPLS甚至是目前解决流量工程问题的唯一有效方案。流量工程的本
质是将业务映射到物理拓扑上去，MPLS通过在输入点和输出点之间建立标记交换路径来实
现流量工程。MPLS可通过离线方式计算出全面或部分标记交换路径，并可采用动态协议安
装这些路径。将来MPLS可支持基于约束的路由，由网络自身参与标记交换路径计算，减小
人工参与的压力与不足，并通过域内路由协议（IGP）的动态路由信息发布加快流量工程
对故障的反应和恢复速度。
六、宽带IP网络中的服务质量
服务质量是IP网络发展中的永恒话题，也是IP网络中相对“脆弱”的方面。虽然充分
加大带宽超过业务需求可有效地解决服务质量，但设备端口缓冲能力限制和新应用的不断
出现使得带宽增长几乎永远无法满足所有业务的需求，所以宽带IP网络中依然必须处理服
务质量问题。
目前在IP网络中，端到瑞的服务质量水平存在着三个阶段：尽力服务（Best－Effort）、
差别化服务（Differen－tiated）、保障服务。尽力服务是目前大多数IP网络的服务质量现状，差别化服务及保障服务正在不断发展中。差别化服务是一种软服务质量的概念，能提供统计意义上的优先级，而保障服务必须为特定的服务预留确定的网络资源。
IETF目前为解决服务质量研究了两种主要的模型，即集成服务（Int－Serv）和分类
服务（Diff-sarv）。前者由于面向流的解决方案导致扩展性问题，很多人对利用全程信令技术实现服务质量的实际可操作性持怀疑态度；后者不是单独解决端到瑞服务质量，而是在域的范围内进行业务分类，在设备的服务质量策略支持下，如在网络中进行队列管理、基于漏桶原理的速率控制、基于丢包策略的拥塞管理等，实现服务质量保证。其中，通过MPLS的面向连接的能力和Diff-serv的简单信令技术结合也许能为解决IP网络的服务质量提供更好的方案。
七、宽带IP网络中的自愈技术
巨大的带宽承载着大量业务使得宽带IP网络的可靠性更为重要，目前由于DWDM系统商用的只是点对点系统，因此，对IP over DWDM方式的网络的自愈保护从光层上只能采用1+1的光纤保护。在 IP层上，当使用动态路由协议时，IP网络本质上具备了自愈功能。这两种保护具有不同的效果：光层的保护时间在毫秒级；而在IP层，由于其自愈功能是通过重新选路实现的，保护时间的长短取决于路由协议发现链路状态改变所需的时间和路由计算
重新收敛的时间十般在几十秒左右）。
对于大部分普通的IP应用，IP层的保护是足够的，因为应用瓶颈一般在服务器而不是
网络。但是对基于IP的实时应用来讲，秒级的时间会影响业务质量。目前基于MPLS流量工程的快速改换路由特性对IP网络的自愈保护已基本可实现到Is左右的路径切换。
八、国外宽带IP网络的建设动态
1．超高性能骨干网络服务计划
1993年，美国国家科学基金会（NSF）开始认识到需要一个比当时的因特网性能更高、
速度更快的网络来支持研究工作。同时，联邦政府当时正进行的高性能计算与通信（HPCC）
项目也需要高性能的网络作为支撑。因此，NSF决定实施超高性能骨干网络服务（VBNS）
划。
1995年4月，NSF和MCI公司联合发布了vBNS计划，该计划为期五年，由NSF负责，利用MCI公司的光缆网络和先进的交换技术，建立一个带宽为622Mbit／s的覆盖全国的骨干网络，为科学研究和网络应用研究提供一个宽带的网络。
vBNS最大的特点是采用当时先进的ATM技术和SONET传输技术，在光缆网络上通过IP
over ATM方法构建一个宽带IP网络，骨干网的连接带宽为622Mbit／s，并计划在1999年升
级到2.5Gbit/s。vBNS在骨干网上设有骨干汇接点（PoP），用户分别通过就近的PoP接入到
骨干网，接入速率为 622 Mbit／s。
vBNS是为科学和研究目的设计的宽带网络，在初期主要为超级计算中心和NSF指定的网络接入点提供高速的网络互连。VBNS设计有12个PoP，目前已经连接了5个超级计算中心和17所大学，并计划允许另外47所大学接人vBNS。
vBNS不提供商业应用，只支持各连接的科学研究机构和大学进行包括高性能网络计算、
宽带多媒体网络应用、先进路由技术、多播技术、服务质量及其控制技术以及新一代互连
网协议（IPv6）等的研究和试验。
2．第二代因特网计划
世界上另一个先进网络试验项目是由美国80多所大学联合提出的第二代因特网（Internet 2）计划。为了合作研究下一代因特网技术和宽带网络应用，成立了先进因特网开发大学联盟（UCAID）。目前，已有130多所大学参加了Internet 2计划。
Internet 2计划提出后，一直没有得到全面的实施。直到1996年，美国政府提出下一代因特网（ NGI）倡议，大力支持发展新一代宽带网络技术，把下一代互连网络作为未来国家信息基础设施（NII），提出下一代因特网的性能应该比现在提高100到1000倍，并且可以无缝地连接各种商业运行的网络。为此，美国政府拿出3亿美元，用于支持宽带试验性骨干网络建设和新一代网络技术及宽带应用的开发。在美国政府的支持下，1998年，UCAID提出Abilene计划，通过与思科、北电网络和Qwest公司的合作，建立一个高速的全国骨干网络，支持Internet 2计划的开展。思科公司负责提供高性能路由交换设备，北电网络提供网络工程技术和服务，Qwest公司提供骨干网需要的光缆。至此， Internet 2计划得以真正全面实施。
Abilene计划的骨干网采用先进的IP overSONET技术，去掉了ATM设备，直接在SONET／SDH网络上传输IP数据包。骨干网络带宽为2.5 Gbit／s，计划在全国建立问个千兆比骨干汇接点，在1999年底有64个成员接入。参加Internet 2的各大学通过附近的汇接点以155，622Mbit／s和2.5 Gbit／s等三种速率接入骨干网，实现千兆比的宽带网络互连。
Abilene计划还准备在将来把骨干网带宽升级到9.6Gbit／s。该骨干网的建设已于1999年初开始。
在Abilene宽带骨干网．的支持下，Internet 2将开展各项宽带网络技术及应用的研究和试验，其中主要的网络技术是服务质量控制技术。为此，Internet 2专门建立了 Qbone网络，用以发展统一的服务质量控制技术，形成国际标准，这将对下一代的因特网、新一代网络通信设备产业和未来宽带网络应用产生巨大的影响。
Internet 2的另一项主要目的是支持宽带多媒体网络应用的研究、开发和试验，主要有协同设计、协同实验、远程教育、远程医疗、宽带会议电视。视频点播、视频多播、虚拟现实、远端操作科学仪器等，这些应用将成为未来下一代因特网的主要应用。
3．先进网络第三代计划
1998年初，加拿大政府提出加拿大先进网络第二代（CANet 2）计划，与美国Internet 2计划相配合，计划采用IP over SONET／SDH的技术，建立贯穿全国的高速骨干试验网络。为此，专门成立了非赢利的公司，负责CANet 2网络的规划、建设、运营管理和维护。1998年9月，加拿大政府又对 CANet 2计划进行了大幅度升级，提出了加拿大先进网络第三代（CANet 3）计划，在CANet 2的基础上，世界上第一个采用最先进的全光网络技术，建立世界上最宽的国家级高速骨干试验网络。
CANet 3采用DWDM技术，在一对光纤上同时传输多路光信号，将光纤的传输带宽提高十倍甚至几十倍。另外，CANet 3还直接在DWDM光缆网上用SDH帧格式传输IP数据包，大提高传输效率，降低网络建设和运营成本。
CANet 3骨干网络西起温哥华，东至哈利法克斯，中途经过美国芝加哥，与因特网的汇聚点 STAR TAP连接。CANet 3计划有13个千兆比骨干汇接点，各接入网络分别以155，622 Mbit／s和2.5 Gbit／s的速率通过就近的汇接点接入骨干网。和Internet 2类似，CANet 3的主要目的也是支持加拿大研究机构和大学对下一代因特网技术和未来宽带网络应用进行研究。除了服务质量控制技术和宽带多媒体网络应用研究外，还将进行高性能路由交换机与DWDM结合、网络自愈恢复技术、流量工程等网络技术的研究。
此外，国际上拟采用IP over DWDM技术的网络还有Sprint，MCI，KDD的KTH21，跨欧州最大的光纤网GTS等。
九、中国宽带IP网络展望
新兴的中国网络通信有限公司计划实施中国高速互联网络示范工程，将采用IP over DWDM技术，构建新一代高速宽带网络，迈出了中国宽带IP网络建设的第一步，其主要业务旨在提供宽带批发业务、宽带接入业务、IP电话业务及各种IP业务。此前，中国电信亦在其IP网络中采用了IP over SDH技术，以提高网络的传输速率与能力。其他的运营公司均在规划其网络宽带化的解决方案。随着信息技术的发展以及IP应用的进一步普及，信息量还将增长。相信宽带IP网络以其高速、宽带、灵活方便的优势不断在中国得到应用，它的发展前景十分广阔。

F. TCP/IP网络协议具有哪些特点其应用层的服务软件有哪些

一、tcp、ip协议的特点有三：
1）、TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（Ethernet）、令牌环网（Token
Ring
Network）、拨号线路（Dial-up
line）、X.25网以及所有的网络传输硬件。
2）、TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。
3）、TCP/IP工作站和网络使用统一的全球范围寻址系统，在世界范围内给每个TCP/IP网络指定唯一的地址。这样就使得无论用户的物理地址在哪儿，任何其他用户都能访问该用户。
二应用层的服务软件很多的有：telnet
、
pop3、
dns
、
ftp等等