4.1网络层概述与IP地址.ppt

广域网 当主机之间的距离较远（几百甚至几千公里时），局域网技术显然就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。 广域网是单个的网络，它使用结点交换机连接各主机而不是用路由器连接各网络。 即使是覆盖范围很广的互联网，也不是广域网，因为在这种网络中，不同网络的“互连”才是其最主要的特征。 结点交换机在单个网络中转发分组，而路由器在多个网络构成的互联网中转发分组。 连接在一个广域网（或一个局域网）上的主机在该网内进行通信时，只需要使用其网络的物理地址即可。 由局域网和广域网组成互联网 第 4 章 网络层 第一讲 概述 网际协议 IP 网络互连 分类的 IP 地址 4.1 概述 网络层的作用是实现分组由源节点到目的节点的传输。 定义了能够标识所有结点的逻辑地址，以及路由的实现方式和学习方法； 为了适应最大传输单元长度小于分组长度的传输介质，还定义了如何将一个分组分解成更小的分组的分段方法。 网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类： 无连接的网络服务（数据报服务） 面向连接的网络服务（虚电路服务） 面向连接的服务 面向连接的服务：网络提供可靠交付 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。 如果使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点。 虚电路只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。 电路交换是先建立了一条真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。 提供虚电路服务的特点 提供虚电路服务的特点 提供虚电路服务的特点 提供虚电路服务的特点 因特网采用的无连接的数据报服务 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。 网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。 提供数据报服务的特点 提供数据报服务的特点 提供数据报服务的特点 提供数据报服务的特点 提供数据报服务的特点 尽最大努力交付的好处 由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。 采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。 因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。 4.2 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 (Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol) 网际层的 IP 协议及配套协议 网络互连 IP（Internet Protocol）协议即互联网协议，也称为网际协议。 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 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。 虚拟互连网络 虚拟互连网络即逻辑互连网络，也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，但是利用 IP 协议就可以使这