4.网络层

 

4.1 主要内容

（1）虚拟互联网络的概念

（2）IP地址与物理地址的关系

（3）传统的分类的IP地址（包括子网掩码）和无分类域间路由选择CIDR

（4）路由选择协议的工作原理

 

4.2网络层提供的两种服务

虚电路服务和数据报服务

 

 

4.3网际协议IP（重点）

       TCP/IP体系中两个最主要的协议：TCP和IP。

       此处讲的IP是IP的第四版，也记为IPv4。

      

       与ip协议配套使用的三个协议：

              地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）

              网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）

              网际组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）

 

在讨论网际IP之前，先得了解虚拟互联网络。

4.3.1  虚拟互联网络

虚拟互联网络：逻辑互联网络

 

回顾七层协议：

       应用层

       表示层

       会话层

       运输层

       网络层

       数据链路层

物理层

 

将网络互相连接起来要使用一些中间设备。介绍4种不同层次的中间设备：

       物理层：转发器（repeater）

       数据链路层：网桥或桥接器（bridge）

       网络层：路由器（router）

       网络层以上：网关（gateway）。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换。

 

转发器和桥接器只是把网络扩大了，并不称为网络互联。

由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关。

 

(a)表示许多网络通过路由器进行互联。由于参加互联的计算机网络都使用相同的网际协议IP（Internet Protocol），因此可以把互连以后的计算机网络看成一个虚拟互联网络（internet）（b）

也就是利用IP协议使性能各异的网络在网络层上看起来好像一个统一的网络。这种使用IP协议的虚拟互联网络可简称为IP网

 

优点：当IP网上的主机进行通信时，就好像在一个单个网络上通信一样，它们看不见互连的各网络的具体异构细节。如果在这种覆盖全球的IP网的上层使用TCP协议，那么就是现在的互联网（Internet）。

 

 

 

 

4.3.2  分类的IP地址

       有关IP最重要的文档：互联网的正式标准RFC791

1. IP地址及其表示方法

整个互联网就是一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给互联网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。IP地址的结构使我们可以在互联网上方便地进行寻址。IP地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN进行分配。

                    

                     IP地址的编址方法共经历过三个历史阶段。

                     （1）分类的IP地址。最基本的编址方法

                     （2）子网的划分。对最基本的方法进行改进

                     （3）构成超网。比较新的无分类编址方法

                     这里只讨论最基本的分类的IP地址。

                    

                     分类的IP地址：将IP地址划分为若干个固定类，这里面的A类、B类和C类地址都由两个固定长度的字段组成，其中第一个字段是网络号（net-id），它标志主机（或路由器）所连接到的网络。一个网络号在整个互联网范围内必须是唯一的。第二个字段是主机号（host-id）,它标志该主机（或路由器）。一台主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。所以一个IP地址在整个互联网范围内是唯一的。

             

                     IP地址 ::== {<网络号>,<主机号>}

 

                    

                    

1. 常用的三种类别的IP地址

 

4.3.3  IP地址与硬件地址

 

4.3.4  地址解析协议ARP

 

4.3.5  IP数据报的格式

 

4.3.6  IP层转发分组的流程

 

 

 

 

未完待补