网络层要点.ppt

第 4 章 网络层 网络层要点 (1) 虚拟互连网络的概念 (2) IP 地址与物理地址的关系 (3) 网络IP 地址分类（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 重点子网与超网CIDR的计算 网络层提供的两种服务 在计算机网络中,平等层之间的关系是 协议，上下层关系是服务。网络层向 上层运输层提供 “面向连接”与“无连接”服务 面向连接的通信方式 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保 证双方通信所需的一切网络资源。 如果再使用可靠传输的网络协议，就 可使所发送的分组无差错按序到达终 点。 虚电路服务 虚电路是逻辑连接 虚电路表示这只是一条逻辑上的 连接，分组都沿着这条逻辑连接按照 存储转发方式传送，而并不是真正建 立了一条物理连接。 电路交换的电话通信是先建 立了一条真正的连接。因此分组交换 的虚连接和电路交换的连接只是类 似，但并不完全一样。 因特网采用的设计思路 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。 网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。 尽最大努力交付的好处 传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这使网络中路由器可以做得比较简单，成本低廉。 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。 该方法的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。 数据报服务 网际协议IP 网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。与 IP 协议配套使用的还有四个协议：P110 1.地址解析协议 ARP 2.逆地址解析协议 RARP 3.网际控制报文协议 ICMP 4.网际组管理协议 IGMP 网际层的 IP 协议及配套协议 虚拟互连网络 互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决，如： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 网络连接中间设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统：转发器(repeater)。 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。 网络互连使用路由器 当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了。网关由于比较复杂，目前使用得较少。 互联网都是指用路由器进行互连。 由于历史的原因，有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。 互连网络与虚拟互连网络 虚拟互连网络的意义 虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，利用 IP 协议可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。 用 IP 协议虚拟互连网络简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。 分类的 IP 地址 整个因特网可看成为一个单一、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个唯一的 32 位标识符。 IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配 IP 地址的编址方法 分类的 IP 地址编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。 子网的划分编址方法的改进标准[RFC 950]在 1985 年通过, 构成超网。这就是无分类编址方法。1993 年提出并推广应用。 一. 分类 IP 地址 每IP地址都由两固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。 两级的 IP 地址可以记为：