网络层综述详解.doc

网络层结构、服务及其协议 主要内容 网络层——从主机到主机的通信 IPv4 路由——数据包的处理方式 路由过程：了解路由的途径 网络层——从主机到主机的通信 网络层 为每个终端设备之间通过网络交换数据的片段提供服务 基本过程: 编址 封装 路由 解封装 协议 Internet 协议第四版 (IPv4)Internet 协议第六版 (IPv6) AppleTalk Novell 互联网分组交换协议 (IPX)无连接网络服务 (CLNS/DECNet) IPv4协议 IPv4协议的演变与发展 IPv4协议的基本内容 IP是TCP/IP协议体系中网络层的协议; TCP/IP协议体系中的其它协议，如TCP、UDP、ICMP及IGMP等都是以IP协议为基础的。 IPv4协议的主要特点 IP协议提供的是一种 “尽力而为（best-effort）”的服务。 无连接—意味着IP协议并不维护IP分组发送后的任何状态信息。每个分组的传输过程是相互独立的。 不可靠—意味着IP协议不能保证每个IP分组都能够正确的、不丢失和顺序的到达目的结点。 IP协议是点-点的网络层通信协议。 网络层需要在互联网中为通信的两个主机之间寻找一条路径，而这条路径通常是由多个路由器和点-点链路组成； IP协议要保证数据分组通过多跳路径从源结点到达目的结点； IP协议是针对源主机-路由器、路由器-路由器、路由器-主机之间的数据传输的点-点的网络层通信协议。 IP协议向传输层屏蔽了物理网络的差异。 作为一个面向互联网的网络层协议，它必然要面对各种异构的网络和协议，IP协议需要向传输层屏蔽物理网络的差异性。 IPv4分组的格式 IP分组由两个部分组成：分组头和数据； 分组头有时也称为首部，分组头长度是可变的； 人们习惯用4字节为基本单元表示分组头字段； IPv4分组头的基本长度是20字节，最大长度为60字节。 IPv4 分组头格式 IP分组的第一个字段是“版本（version）”; 长度为4位; 表示所使用的网络层IP协议的版本号; 版本字段值为4，表示IPv4； 版本字段值为6，表示IPv6。 协议字段 协议字段则是指使用IP协议的高层协议类型; 协议字段长度为8位。 长度 IP分组的分组头有两个长度字段： 分组头长度（hlen） 总长度（total length） 分组头长度字段 分组头长度字段的长度为4位，它定义了以4字节为一个单位的分组头的长度; 分组头长度字段最小值为5,最大值为15。 服务类型字段 服务类型字段的长度为8位； 用于指示路由器如何处理该分组； 服务类型由4位的服务类型（TOS）字段与3位的优先级字段构成，有1位的保留位。 IP分组的分片与组装 最大传输单元MTU与IP分组的分片 从IP协议与数据链路层协议的角度看IP分组的最大长度； 从IP协议与传输层协议的角度看IP分组的最大长度； RFC791文件中规定IP分组的可标识的最大长度为65535个字节。 IPv4地址 IP地址概念与划分地址新技术的研究 标准IP地址的分类 A类地址 A类地址的网络号的第1位为0，其余的7位可以分配； A类地址共分为大小相同的128（27=128）块，每一块的net ID不同； net ID=10的10.0.0.0～10.255.255.255用于专用的地址，其余的125块可指派给一些机构； 每个A类网络可以分配的主机号host ID可以是224-2=16 777 214个； 主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的。 A类地址覆盖范围为：1.0.0.0-127.255.255.255。 B类地址 B类地址的网络号长度为14位，网络号有214=16384个； B类地址的主机号长度为16位，因此每个B类网络 可以有216=65 536个主机号； 主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的； B类地址覆盖范围为：128.0.0.0～191.255.255.255。 C类地址 对于C类IP地址，网络号长度为21位，主机号长度为8位； 网络号长度为21位，允许有221=2 097 152个不同的C类网络； 主机号长度为8位，每个C类网络的主机号最多有28=256个； 主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，一个C类IP地址允许分配的主机号为254个； C类地址覆盖范围为：192.0.0.0-223.255.255.255 D类IP地址 D类IP地址地址覆盖范围为：224.0.0.0～239.255.255.255 D类IP地址用于其他特殊的用途，如多播地址。 E类IP地址 E类IP地址地址覆盖范围为： 240.0.0.0～247.255.255.255 E类地址用于某些实验和将来使用。 路由——数据包的处理方式 源路由 源路由是指由发送分