4.网络层(上).pptVIP

计算机网络 第 4 章 网络层 第 4 章 网络层 4.1 网络层提供的两种服务 4.2 IP地址 4.2.1 分类的 IP 地址 4.2.2 划分子网 4.2.3 无分类编址 CIDR（构造超网） 4.2.4 IP 层转发分组的流程 4.3 IP协议 4.3.1 IP 地址与硬件地址 4.3.2 地址解析协议 ARP 与逆地址解析协议 RARP 4.3.3 IP 数据报的格式 第 4 章 网络层（续） 4.4 网际控制报文协议 ICMP 4.4.1 ICMP 报文的种类 4.4.2 ICMP 的应用举例 4.5 因特网的路由选择协议 4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念 4.5.2 内部网关协议 RIP 4.5.3 内部网关协议 OSPF 4.5.4 外部网关协议 BGP 4.5.6 路由器的构成 4.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 4.7.1 虚拟专用网 VPN 4.7.2 网络地址转换 NAT 网络层基本概念 ISO定义 网络层为一个网络连接的两个传送实体间交换网络服务数据单元提供功能和规程的方法，它使传送实体独立于路由选择和交换的方式 网络层与数据链路层的区别 网络层是将源端发出的分组经各种途径送到目的端。而数据链路层仅将数据帧从传输介质的一段送到另一端。因此，网络层是处理端到端数据传输的最底层。 网络层要解决的关键问题 了解通信子网的拓扑结构，选择路由。 4.1 网络层提供的两种服务 网络层应该向运输层提供怎样的服务（“面向连接”还是“无连接”）？ 分歧的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？ 无连接的网络服务（数据报服务） 每个分组携带源地址和目的地址，被直接发送与接收。 面向连接的网络服务（虚电路服务） 建立连接、数据传送和释放连接； 每个分组只携带虚电路号沿着建立好的虚电路进行传输。 建立虚电路，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。 数据报服务 虚电路服务 4.2.2 分类的 IP 地址1. IP 地址及其表示方法 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 点分十进制记法 特殊IP地址及IP使用范围 私有IP地址 划分子网和构造超网 为什么要研究子网和超网 IP地址的有效利用率问题 路由器的工作效率问题 子网(subnet) 将一个大的网络划分成几个较小的网络，而每一个网络都有自己的子网地址 超网(supernet) 将一个组织所属的几个C类网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络 划分子网的基本思路 划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。 从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。 IP地址 ::= {网络号, 子网号, 主机号} (4-2) 划分子网的基本思路（续） 凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。 一个未划分子网的 B 类网络 划分为三个子网后对外仍是一个网络 子网掩码 默认子网掩码 【例4-2】已知 IP 地址是 4，子网掩码是 。试求网络地址。 无分类编址 CIDR 划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇 到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临三个必 须尽早解决的问题，这就是： B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！ 因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。 整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。 CIDR 最主要的特点 CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。 CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。 IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。 无分类的两级编址 无分类的两级编址的记法是： IP地址 ::= {网络前缀, 主机号}