CH4-8课时网络层(谢希仁第六版).ppt

第 4 章 网络层 主要内容(包括7个部分) 4.1 网络层提供的两种服务 4.2 网际协议 IP 4.2.1 虚拟互连网络 4.2.2 分类的 IP 地址 4.2.3 IP 地址与硬件地址 4.2.4 地址解析协议 ARP 4.2.5 IP 数据报的格式 4.2.6 IP 层转发分组的流程 4.3 划分子网和构造超网 4.3.1 划分子网 4.3.2 使用子网时分组转发 4.3.3 无分类编址 CIDR（构造超网） 4.4 网际控制报文协议 ICMP 4.4.1 ICMP 报文的种类 4.4.2 ICMP 的应用举例 4.5 因特网的路由选择协议 4.5.1 路由选择协议的几个基本概念 4.5.2 内部网关协议 RIP 4.5.3 内部网关协议 OSPF 4.5.4 外部网关协议 BGP 4.5.5 路由器的构成 4.6 IP 多播 4.6.1 IP 多播的基本概念 4.6.2 在局域网上进行硬件多播 4.6.3 因特网组管理协议 IGMP 和多播路由选 择协议 4.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 4.7.1 虚拟专用网 VPN 4.7.2 网络地址转换 NAT 本章重点 (1) 虚拟互连网络的概念 (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 4.1 网络层提供的两种服务 在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“面向连接”还是“无连接”?）曾引起了长期的争论。 争论焦点的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？ （有两个观点） 观点1：面向连接，即让网络负  责可靠交付 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。 设计并使用可靠传输的网络协议，使源端所发送的分组实现通过虚电路无差错地按序地到达目的端。 （什么是虚电路？） 虚电路服务 虚电路是逻辑连接 虚电路表示这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（由中间路由器完成）方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。 请注意，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，并不完全一样。 （再看看第二个观点） 观点2：不面向连接，即不让网络负责可靠交付 网络层向上（如传输层或调用IP协议的协议）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事先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）均独立发送，与其前后的分组无关。 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能会出现出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点）等问题，同时也不保证分组传送的时限。 （尽最大努力交付的好处是什么？） 最大努力交付好处 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。 （什么是数据报服务？） 数据报服务 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三个协议： 地址解析协议 ARP (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) （具体如下图所示） 网际层的 IP 协议及配套协议 4.2.1 虚拟互连网络 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