网络层(IP层)知识总结

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1、网络层1.网络层提供的两种服务虚电路(VC):面向链接的，由网络确保提供可靠的服务。借鉴与电信网络。两个计算机通信前先建立链接。数据报服务：网络层向上只提供简单灵活的，无连接的，尽最大努力交付数据报服务。网络层不提供服务质量承诺。依据：计算机比电话机智能，有很强的差错处理能力。由于传输网络不提供端到端的可靠服务，因此路由器可以设计的简单，价格低廉。2.网际协议IP网际协议IP是TCP/IP体系中最主要的协议之一。IP协议配套使用的有：l地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)l逆地址解析协议RARP(Revers

2、eAddressResolutionProtocol)l网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)l网际组织管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)ICMP和IGMP使用IP协议IP协议使用ARP和RARP协议IP协议实现网络互连，使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络3.什么是虚拟互联网络(逻辑互联网络)互连起来的物理网络的异构性本来是客观存在的，但利用IP协议可以使这些性能各异的网络在网络层看起来好像是一个统一的网络。网络的异构性：由

3、于用户需求不同，网络技术发展，导致网络体系中存在不同性能，不同网络协议的网络。(那么如何使这种存在差别的网络连接到一起，感觉像是一种网络没有障碍的通信——>使用相同的网际协议IP，构成一个虚拟互联的网络。比如我们通信的过程中，有段网络使用了卫星链路，有的使用了无限局域网，但是IP协议可以使信息在这些网络传输)。用来连接异构网络的设备：路由器。4.将网络互连起来要使用一些中间设备，根据中间设备所在层次不同分为：(1)物理层使用的中间设备转发器(repeater)(2)数据链路层使用的中间设备网桥或桥接器(bridge)(3)网络层使用的中间设备路

4、由器(router)(4)网络层以上使用的中间设备网关(gateway)转发器和网桥只是把网路扩大(因此，由转发器和网桥连接起来的若干个局域网仍属于一个网路，只能有一个网路号(主机号不同))路由器实现网络互连（路由器的每一个接口都有不同的网络号IP地址）1.IP地址和物理地址物理地址：数据链路层和物理层使用的地址IP地址：网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址(因为IP使用软件实现的)1.IP地址放在IP数据报首部，硬件地址则放在MAC帧首部2.在局域网中，只能看见MAC帧。MAC帧在不同的网络上传送时，其MAC帧首部的源地址和目的地址是要

5、发生变化的。3.在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报。4.IP地址有32位，局域网的硬件地址是48位2.物理地址与IP地址的匹配<——>ARP与RARP（由物理地址怎样找到对应的IP地址/由IP地址怎样找到对应的物理地址）由于DHCP已经包含RARP现在很少单独使用RARPARP：在主机ARP高速缓冲中存放一个由IP地址到硬件地址的映射表，并且这个表还动态更新（新增和超时删除）。映射表中存放本局域网各主机和路由器IP地址到硬件地址的映射表。同一局域网中，ARP解决IP地址到硬件地址映射问题：当主机A向本局域网内某主机B发送IP报，先在自己的

6、ARP高速缓冲中查看有无主机B的IP地址。如果有，根据IP地址找到对应的硬件地址，将硬件地址写入MAC帧中，然后把该MAC帧发往此硬件地址。当B刚入网，或A刚开机ARP高速缓冲中是空的，则A自动运行ARP，找出B的硬件地址。1)ARP进程在本局域网广播发送一个ARP请求分组，主要内容是“我的IP地址是209.0.0.5，硬件地址是00-00-C0-15-AD-18,我想知道IP地址为209.0.0.6主机的硬件地址”。2)本局域网所有主机都收到此分组，但是只有目的IP会写入自己的硬件地址，以普通的单播ARP响应分组响应。同时，B也会把A的IP地

7、址与硬件地址写入自己的ARP高速缓冲中。3)A收到后，将B的IP和硬件地址写入ARP高速缓冲中。不同局域网中，ARP解决IP地址到硬件地址映射问题：A无法直接找到远程主机B的硬件地址。A首先将A所在局域网的路由器IP解析为硬件地址，将IP数据报传送到路由器。路由器从转发表中找到下一跳路由，同时用ARP解析出下一跳路由的硬件地址…直至最后。ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。为什么这样说?当主机A要与另一个网络主机B通信时，首先A是通过ARP找到路由器R1，这是一次ARP的使用，即在A和R1的局域网中使用，由R

8、1找B或与B相连的路由器R2，是在R1和B或R1和R2的局域网中使用的ARP，这是又一次使用ARP，所以说ARP是解决同一个局域网上的IP地址和硬件地