计算机网络课件(谢希仁) 网络层

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1、第六讲网络层网络层主要解决的问题路由选择网络互连拥塞控制为上层提供服务本章重点(1)网络互连的概念(2)IP地址与物理地址的关系(3)传统的分类的IP地址（包括子网掩码）和无分类域间路由选择CIDR(4)路由选择协议的工作原理网络层的设计为传输层提供的服务无连接服务的实现面向连接服务的实现虚电路子网和数据报子网的比较6.1网络层提供的两种服务虚电路服务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虚电路是逻辑连接虚电路表示这只是一条逻辑上的连接。电路交换的电话通信是先建立了一条真正的物理连接。因

2、特网采用的设计思路网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。网络在发送分组时不需要先建立连接。网络层不提供服务质量的承诺。出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点）。数据报服务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H1H2IP数据报丢失H1发送给H2的分组可能沿着不同路径传送虚电路服务与数据报服务的对比对比的方面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的建立必须有不需要终点地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照

3、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一定按发送顺序端到端的差错处理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IP网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)网际控制报文协议ICMP(Inte

4、rnetControlMessageProtocol)网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)网际层的IP协议及配套协议各种应用层协议网络接口层(HTTP,FTP,SMTP等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网络层（网际层）IGMP6.2.1网络互连网络互联的动力：更大范围的资源共享网络互联：HOST-LAN、LAN－LAN/WAN？1.网络互联层次从网络体系结构的层次观点来考察网络互联，可分为四个层次：物理层——广义的意义上数据链路层网络层网络层以上物理层：在电缆段之间复制比特流没有地

5、址概念，因此从本质上并非是网络互连网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层中继器、集线器电缆段2电缆段1在网段之间转发数据帧（根据物理地址）物理层网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层网桥、交换机数据链路层网段1网段2数据链路层更高层：连接不同体系结构的网络网关网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层链路层网络层网络1传输层应用层物理层链路层网络层网络2LAN1LAN2中继器或HUBLAN1LAN2网桥或交换机LAN1LAN2路由器本地LAN1路由器LAN2路由器WAN远

6、程网络互联的概念路由器网络网络网络网络网络网络互连网络(Internet)虚拟互连网络利用IP协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节。5432154321主机H1主机H2R1R4R5R2R3R1R2R3H1R5H2R4间接交付间接交付间接交付间接交付间接交付直接交付3221132211322113221132211分组在互联网中的传送6.2.2分类的IP地址IP地址就是给每个主机（或路由器）分配一个在全世界范围唯一的32位的标识符。IP地址现在由因特网名字与号码

7、指派公司ICANN进行分配。1、IP的结构体系仅以Ipv4为例172.16.122.20432bitA类B类C类D类E类net-idnet-idnet-idhost-idhost-idhost-id组播地址保留为今后使用net-id网络号host-id主机号2、IP地址及其转换A类地址：B类地址：C类地址：D类地址:用于多点传送E类地址:用于实验开发与研究N--为网络段分配的比特位置H--为工作站分配的比特位置IP地址按类分配IP地址分类A类地址：B类地址：C类地址：IP地址分类情况A类地址网络总数：1