第四章网络层详解.ppt

计算机网络（第 5 版）;第 4 章 网络层;第 4 章 网络层（续）;第 4 章 网络层（续）;本章最重要的内容;4.1 网络层提供的两种服务 ;电信网的成功经验让网络负责可靠交付 ;;虚电路是逻辑连接;因特网的设计思路;尽最大努力交付的好处;;虚电路服务与数据报服务的对比;4.2 网际协议IP ;网际层的 IP 协议及配套协议;互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决，如： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 ;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)。 ;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。 ;互连网络与虚拟互连网络 ;虚拟互连网络的意义 ;;从网络层看 IP 数据报的传送 ;4.2.2 分类的 IP 地址1. IP 地址及其表示方法 ;IP 地址的编址方法 ;;net-id 24 位;net-id 24 位;net-id 24 位;net-id 24 位;net-id 24 bit;net-id 24 位;net-id 24 位;net-id 24 位;net-id 24 位;点分十进制记法 ;2. 常用的三种类别的 IP 地址 ;IP 地址的一些重要特点 ;IP 地址的一些重要特点 ;IP 地址的一些重要特点 ;;;;;;;;;4.2.3 IP 地址与硬件地址 ;;;;;;;;;4.2.4 地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP ;地址解析协议 ARP;;ARP 高速缓存的作用;强调;强调;使用 ARP 的四种典型情况 ;为什么不直接使用硬件地址进行通信？ ;逆地址解析协议 RARP ;4.2.5 IP 数据报的格式 ;固 定 部 分;;;首 部;首 部;首 部;首 部;首 部;首 部;首 部;;首 部;首 部;;首 部;;首 部;2. IP 数据报首部的可变部分 ;4.2.6 IP 层??发分组的流程 ;;查找路由表;;默认路由(default route);;;;4.3 划分子网和构造超网4.3.1 划分子网;从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。 这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。 ;;凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。 ;;划分为三个子网后对外仍是一个网络 ;当没有划分子网时，IP 地址是两级结构。 划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。 划分子网只是把 IP 地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP 地址原来的网络号 net-id。 ;从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。 使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。 ;;;;子网掩码是一个重要属性;;;在不划分子网的两级 IP 地址下，从 IP 地址得出网络地址是个很简单的事。 但在划分子网的情况下，从 IP 地址却不能唯一地得出网络地址来，这是因为网络地址取决于那个网络所采用的子网掩码，但数据报的首部并没有提供子网掩码的信息。 因此分组转发的算法也必须做相应的改动。 ;在划分子网的情况下路由器转发分组的算法 ;;主机 H1 要发送分组给 H2 ;;因此 H1 必须把分组传送到路由器 R1然后逐项查找路由表;路由器 R1 收到分组后就用路由表中第 1 个项目的子网掩码和 128.30.33.138 逐比特 AND 操作 ;路由器 R1 再用路由表中第 2 个项目的子网掩码和 128.30.33.138 逐比特 AND 操作 ;4.3.3 无分类编址 CIDR1. 网络前缀