网路层-国立中正大学制商整合研究中心.PPT

第六章 網路層 6.1 簡介 網路層處理網路上電腦之間的資訊傳送，其主要負責傳送方與接收方間，線路連接之建立、資料的傳送、與連線的終止之工作。 網路層的作用 (1)Addressing：決定正確的網路層和資料連結層的位址 (2)Routing：決定這個訊息被傳送到最終目的的下一個路徑 (3)Packetizing：將大訊息在傳送端分割成小封包，而接收端重新組合它們 二不同的網路透過網路層來進行連結的過程 6.2 網路層定址 (Addressing) 在網路的環境裡，每台電腦都有好幾個位址，會被不同的層所使用。例如： 資料鏈結層的位址即是每個網路卡的編碼。它是硬體的一部份，從不會被改變。硬體製造商有一個協定來指定每個硬體製造商有一連串唯一的位址。 網路層的位址通常都是由軟體指定。網路管理員可以指定任何他們想要的網路層位址，只要確定在相同的網域裡，每台電腦有唯一的網路層位址，彼此不會重複而產生衝突的情形就可。每個網域內會有一個標準群組，來定義在每個組織裡可以被使用的網路層位址。 網際網路的定址法(Internet Addressing) IP 定址法 網際網路使用TCP/IP 為其通訊協定，而其中IP 為其網路層的通訊協定。 IP的位址是由四組數字組成，中間以【.】點來分隔。它是一種階層的結構，最上層為網際網路主幹，下一層為各種網域，再下一層為連接到網域的各項網路設備 IP的位址可分為A、B、C、D、與E等五個等級，其中E級則保留作為未來發展之用，A、B、C、D四個等級均有其特性及它們適用的網路環境。 子網域（Subnet） 每個組織在其網域內都須對每台電腦指定一特定的IP位址，在相同區域網路內的電腦都有相似的IP位址，將此相似IP 的電腦區分成一群體，稱為子網域 。 跟隨IP 位址的是所謂的網路遮罩（Net Mask），主要的目的是藉由IP 位址得知此電腦屬於那個子網域，以加快找尋的速度。 要知道主機屬於那一子網域，可利用IP位址和網路遮罩作邏輯運算（AND），而得到子網域的位址。 例如在56 及34 二主機上，均設有網路遮罩為，則經由下列的運算： (56) AND（) = () (34) AND () = () ?表二主機在同一子網域 網路遮罩的設定並無一定的方式，一般常用為，此遮罩所定義的子網域為四組號碼中的最後一組號碼，包含的主機有254台。若定義成，則子網域為四組號碼中的最後二組號碼，包含的主機65534台。 有些組織會因特殊管理需求而設定特殊的網路遮罩。 網路層位址不足的解決方法 動態位址(Dynamic Addressing) 利用動態指定IP位址的（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）協定方式，個人電腦只有在開機且連上網路時才動態地指定一個IP位址，以解決了IP位址不足的問題。 缺點： （1）由於是使用動態的分配IP，所以每台電腦需要更多額外的處理資訊。 （2）兩台電腦在溝通的時候，會浪費更多網路的容量。 私人IP (Private IP) 電腦只能和單位內的電腦連線，外面的網路看不見單位內這些私人IP 位址的電腦。此私人IP 位址可重覆被不同單位內部使用，達到節省 IP 的目的。 使用私人IP 位址的電腦無法直接連上網際網路，需透過一台使用一個合法的IP位址連上網際網路的電腦，上面安裝NAT (Network Address Translation, 網路位址轉換)功能來連上網際網路。目前國內很多大專院校均利用此技術來架設學生宿舍的網路。 Ipv4 與Ipv6 傳統的IP 定址法其採用 32 個位元的位址，即以 4 個位元組來構成一個 IP 位址，稱為 IPv4。 IPv6是以 128 個位元來組成 IP 的位址，其目的除擴充位址空間外，對原IP協定各方面功能將重新檢討進行改善。 IPv6發展方向是朝擴大網路架構延展性、強化安全性、資料完整性、整合式服務品質、自動組態設定 、行動式運算功能、資料多點傳送（data multicasting）、以及在整體骨幹層級上更具效率的網路路由整合功能。 位址的轉換 為了傳送訊息，所以傳送者必須能夠將目的地應用層的位址轉換成網路層的位址，然後到資料鏈結層的位址。這些處理就叫做位址的轉換。 應用層位址轉換成網路層位址 網際網路應用層軟體利用網域名稱來當成其應用層的位址。Server Name Resolution是將應用層的位址轉換成網路層的位址，例如將網路位址如：.tw 轉換成IP位址45。這種做法稱為網域名稱系統(Domain Name System，DNS)的方法。DNS伺服器負責網域名稱與IP位址的轉換工作 資料鏈結層位址與網路層位址的轉換 ARP(Address Re