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第三章 网络互联与TCP/IP协议 ——网络层 主要内容 3.1 网络层的基本概念 3.2 IP地址 3.3 划分子网 3.4 IP路由 3.1网络层的基本概念3.1.1异构性问题 不同网络互联在一起有很多问题要解决： 不同类型（广域网、局域网、城域网） 不同通信协议（Ethernet、Token Ring、ATM等） 不同计算机系统（大型、小型、工作站、微机等） 不同操作系统（windows ,unix,linux,OS/2） 网络层提供的服务 网络层实现路由选择、拥塞控制和网络互联等基本功能。 解决以下几个问题： 网络层服务应独立于通信子网采用的技术 向传输层提供的服务不应受到通信子网的数量、类型与拓扑结构的影响 网络地址使用统一的编址方案 3.1.2 路由器在网络互联中的作用 网络互相连接起来要使用一些中间设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统：转发器(repeater)。 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。 网络互连使用路由器 当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。 网关由于比较复杂，目前使用得较少。 互联网都是指用路由器进行互连的网络。 由于历史的原因，许多有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。 3.1.3互连网络与虚拟互连网络 虚拟互连网络的意义 所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用 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。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：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。 名词 internet 和 Internet 以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。 以大写字母 I 开始的的 Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族，且其前身是美国的 ARPANET。 3.2 因特网的网际协议 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 (Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 因特网控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 因特网组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol) 网际协议 IP 及其配套协议 3.2.1 分类的 IP 地址1. IP 地址及其表示方法 我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的 32 bit 的标识符。 IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配 IP 地址的编址方法 分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在 1985 年通过。 构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。 分类 IP 地址 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。 两级的 IP 地址可以记为： IP 地址 ::= { 网络号, 主机号} IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 IP 地址中的网络号字段和主