补充：网络层与路由器

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1、网络层和路由器应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层主机A主机B应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层的OSI模型位置网络层要考虑的东西需要规定该层协议数据单元的类型和格式网络层的协议数据单元称为包（packet），对三层数据通信提供逻辑地址能够将异构网络互联并通信能进行最佳路径的选择路由（Routing）网络层主要协议IP协议ARP协议ICMP协议路由协议IP协议IP协议是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一，另外一个是TC

2、P定义了网络层数据包格式IP编址寻址方式固定部分可变部分04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）比特首部长度01234567DTRC未用优先级数据部分比特数据部分首部传送IP数据报首部运输层网络层首部TCP6UDP17ICMP1IGMP2OSPF89数据部分IP数据报协议字段指出应将数据部分交给哪一个进程IP地址物理地址的定位虽然方便，但是只能用来定位与同一网络内相连的接收设备跨越局域网的数据传输不能使用物理地址进行定位，需要定义一种逻辑地址

3、IP协议在第三层中规定了一种逻辑地址，称为IP地址该地址是随着设备所处网络位置不同而变化的，即设备从一个网络被移到另一个网络时，其IP地址也会相应地发生改变两级的IP地址IP地址::={<网络号>,<主机号>}主机自己在所处网络中的位置主机所处的网络以32位二进制位的形式存储于计算机中互联网的IP地址<网络号>：主机所处的网络<主机号>：主机自己在所处网络中的位置IP的点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32bit二进制代码10000000000010

4、110000001100011111每隔8bit插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.3112811331将每8bit的二进制数转换为十进制数分类IP地址网络字段和主机字段net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1110组播地址E类地址保留为今后使用1111001分等级地址结构的好处IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号

5、则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.

6、3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的保留IP地址和特殊IP地址在IP地址中，有些IP地址是被保留作为特殊之用的，不能被分配给任何主机使用保留的地址网络地址（主机位全0）广播地址（主机位全1）特殊的IP地址全零地址：代表任何网络、所有网络全“1”地址：代表当前子网的广播地址127.0.0.0网段地址：回环测试地址公有地址和私有地址公有地址在全

7、世界范围内唯一，可以在互联网上直接访问具有公网IP的主机，一般从Internet服务供应商（ISP）或地址注册处获得私有地址(privateaddress)是供内部实现IP网络时使用的保留地址REC1918留出3块IP地址空间（1个A类地址段，16个B类地址段，256个C类地址段）作为私有的内部使用的地址A类：10.0.0.0-10.255.255.255B类：172.16.0.0-172.31.255.255C类：192.168.0.0-192.168.255.255私有地址相关说明根据规定，所有以私有地址为目标

8、地址的IP数据包都不能被路由至外面的因特网上以私有地址为IP地址的主机不能被直接访问以私有地址作为IP地址的主机若要访问外面的因特网，必须采用如下方式进行转换网络地址翻译(Networkaddresstranslation，简称NAT)由于NAT涉及到传输层的相关概念，这里不再介绍子网掩码与子网划分分类IP地址的不足IP地址的利用率有时很低在一个网络中有太多