计算机网络 张玉英 梁光华 第6章 网络层

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1、计算机网络第6章网络层第6章网络层6.1网络层功能6.1.1网络层功能概述6.1.2网络层所提供的服务6.2网际协议IP6.2.1网络互连6.2.2IPv4数据包格式6.2.3IP地址6.2.4子网划分及子网掩码6.2.5无类域间路由选择CIDR（构造超网）6.2.6IP地址与硬件地址6.2.7地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP6.2.8网际控制报文协议ICMP第6章网络层6.3路由与路由协议6.3.1路由与路由表6.3.2静态路由和动态路由6.3.3路由选择协议的几个基本概念6.3.4路由信息协议RIP6.3.5内部网关协议

2、OSPF6.3.6边界网关协议BGP6.4IP多播6.2网际协议IP6.4.1IP多播的基本概念6.4.2因特网组管理协议IGMP第6章网络层6.5网络层设备——路由器6.5.1路由器概述6.5.2路由器的分类6.5.3路由器在网络互连中的作用第6章网络层基本要求：通过本章的学习，理解网络层的功能和提供的服务；重点掌握IPv4的数据包结构，头部各字段的含义，分片长度的计算；熟练掌握IP地址的规划及子网划分技术，CIDR（构造超网）；理解NAT、ARP、RARP和ICMP协议的作用；熟练掌握路由算法（距离-向量路由，链路状态路由）原理及

3、其具体实现（RIP和OSPF）；了解IP组播地址的编码方式，理解组播路由算法的运行过程；了解路由器的组成结构、基本功能以及运行机制，掌握路由表的结构，了解路由转发过程。6.1网络层功能网络层使用中间设备路由器将异构网络互联，形成一个统一的网络，并且将源主机发出的分组经由各种网络路径通过路由和转发，到达目的主机。利用了数据链路层所提供的相邻节点之间的数据传输服务，向传输层提供了从源到目标的数据传输服务。6.1网络层功能（1）分组生成和装配（2）路由与转发（3）拥塞控制（4）异种网络的互联（5）透明传输6.1.1网络层功能6.1网络层功能

4、6.1.2网络层所提供的服务在计算机网络领域，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”）曾引起了长期的争论。争论焦点的实质就是：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？6.1网络层功能6.1.2网络层所提供的服务——虚电路一派是以电话公司为代表，认为网络层应该提供较为可靠的面向连接的服务。发送数据前先建立连接，然后在该连接上实现有次序的分组传输，当数据交换结束后，终止这个连接。这一派主要强调要面向连接，提供可靠服务，即虚电路服务。6.1网络层功能应用层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层网络层

5、数据链路层物理层H1H2虚电路H1发送给H2的所有分组都沿着同一条虚电路传送6.1.2网络层所提供的服务——虚电路6.1网络层功能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。请注意，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。6.1.2网络层所提供的服务——虚电路6.1网络层功能6.1.2网络层所提供的服务——数据报另一派是以Internet团体为代表，认为通信子网本质上是不可靠的。简化网络层

6、的设计，使其只提供最简单的无连接数据传输服务，而将剩下的工作全部交由传输层完成（包括差错处理、流量控制等）。每个数据报的传送是独立寻址，独立传输，接收端收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和节点所存储的路由信息，找出路径转发到下一个节点。IP数据报丢失H1H2应用层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层网络层数据链路层物理层H1发送给H2的分组可能沿着不同路径传送6.1网络层功能6.1.2网络层所提供的服务——数据报6.1网络层功能采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。Internet能够

7、发展到今日的规模，充分证明了它采用这种设计思路的正确性。6.1.2网络层所提供的服务——数据报6.1网络层功能6.1.2网络层所提供的两种服务比较服务方式比较项目虚电路服务数据报服务思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证连接设置需要不需要地址每个分组包含一个虚电路号每个分组需要完整的源和目的地址分组的转发属于同一条虚电路的分组按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序总是按发送顺序到达终点到达终点时不

8、一定按发送顺序端到端差错控制和流量控制可以由网络负责，也可以由用户主机负责由用户主机负责6.2网际协议IPTCP/IP体系的网络层提供的IP协议（InternetProtocol）是TCP/IP体系中最重要的部分之一，由