设备使用网路层.PDFVIP

10- 1 綜覽 網路層負責瀏覽整個網路的資料 。網路層的功能是尋找網路間的最佳路徑 。設備使用網路層定址法來決定資料傳送通過 網路所要到達的目的地 。在本章中 ，您將學習到路由器的使用與作業方式 ，執行開放系統互連架構 (OSI) 參考模型第三 層網路層的重要互連網路功能 。 此外 ，您也會學習 IP 定址法中的 IP 定址與三種網路 。您也會學習到 ，某些 IP 位址已由美國網際網路編號註冊處 (ARIN) 特別加以保留 ，而無法指定給任何網路 。最後您還會學習到 ，子網路與子網路遮罩及其 IP 定址法 。 10.1 網路層的重要性 10.1.1 識別碼 網路層是負責將資料傳送通過一組網路 (互連網路) 。設備使用網路層定址法 ，決定資料傳送通過網路所要到達的目的地 。 不支援網路層的協定只適用於小型的內部網路 。這些協定通常只使用一個名稱 (即 MAC 位址) 來辨識網路上的電腦 。 這種方法產生的問題是 ，當網路不斷成長時 ，組織整理所有名稱的作業 ，如確定兩架電腦不是使用相同的名稱 ，就會變 得越來越困難 。 支援網路層的協定使用一種辨識設備的技術 ，以確保識別碼的唯一性 。那麼這個識別碼和 MAC 位址又有什麼不同 ， MAC 位址同樣也具有唯一性嗎 ？MAC 位址是使用平面式定址法 ，因此很難在其他網路上找到設備的位置 。網路層位 址使用階層式定址法 ，它允許唯一的位址可以跨越不同的網路區域 ，同時也使用尋找路徑的方法 ，供資料跨網傳送 。 階層式定址法可以讓資訊在互連網路中能更有效率地傳到目的地 。電話網路就是使用階層式定址法的範例 。電話系統使 用一個區域碼來代表每通電話第一站 (跳躍) 的地理區域 ，接著再以三個數字來代表當地交換機 (第二次跳躍) ，最後三 個數字代表個別目的地電話 (當然也就是最後一次跳躍) 。 網路設備必須具有定址法 ，以便將資料封包推送過互連網路 (一組由使用相同定址法的多個區段組成的網路) 。目前有數 種不同定址法的網路層協定 ，可以讓設備將資料推送通過互連網路 。 10-2 10.1.2 區段和自主系統 之所以需要多重網路的理由主要有兩個 - 每一個網路都在擴大成長 ，而網路的數目也不斷在增加 。 當 LAN 、MAN 或 WAN 成長時 ，可能就需要或最好是將網路流量控制切割成較小區塊 ，稱為網路區段 (或簡稱區段) 。 結果就使得網路變成一組網路 ，各網路需要不同的位址 。 現存的網路數目已經相當龐大 ；一般辦公室 、學校 、公司 、企業及國家都分別各有電腦 。雖然讓這些獨立的網路 (或稱 自主系統 ，每一個網路都各自由單一網路管理組織來控制) 透過網際網路彼此相互通訊 ，相當便利 ，但也必須訂定實際 可行的定址法 ，並配備適當的互連網路設備 ，才能順利運作 。否則網路資料流就會嚴重阻塞 ，無論是本地網路 ，或是網 際網路都無法正常地運作 。 另一個類似的情況也有助您瞭解分割網路區段的迫切需要 ，請想像一條公路系統和使用公路的車輛數目 。當公路週圍的 人口增加時 ，公路的負載量也會因為過多的車輛變得愈來愈高 。網路的情況也和公路相當類似 ，隨著網路數目的成長 ， 網路流量也會愈來愈大 。一種解決的方法就是增加頻寬 ，就如同在公路上提高速限 、增加車道的道理一樣 ；而另一種方 案則是使用設備來分割網路並控制流量 ，就像在公路上使用號誌燈來控制交通流量一樣 。 10-3 10.1.3 不同網路之間的通訊 網際網路是由許多互相連接以分享資訊的網路區段聚集而成 ，同樣地 ，我們可以再使用公路系統範例來作比喻說明 ，公 路上建構多條大型車道 ，可以用來連接許多週邊的地區 。 網路作業方式極為近似 ，被稱為網路服務供應商 (ISP) 的公司也是以相同方式來提供連結多個網路區段的服務 。 10.1.4 第三層網路設備 在 OSI 第三層 (網路層) 上作業的互連網路設備也是相互連接 ，將各網路區段或整個網路連結在一起 。這些設備就稱為 路由器 。它們 根據網路協定 (或稱第三層協定) 資訊 ，在各網路間傳送資料封包 。 路由器可以作出合邏輯的決定 ，判斷資料在互連網路間傳送的最佳路徑 ，並將封包送