必威体育精装版 第4章 4.1-4.2网络层.ppt

计算机网络（第 5 版） 第 4 章 网络层 第 4 章 网络层 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 与逆地址解析协议RARP 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 有关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 4.6.2 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 本章最重要的内容 (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 电信网的面向连接的通讯方式 因特网的无连接的数据报服务 虚电路服务与数据报服务对比分析 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？ 电信网和因特网具有不同的解决方案 1.电信网的成功经验让网络负责可靠交付 面向连接的通信方式 通信前，建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。 (注意：这里区别于电信网中建立的实际的电路连接，后有对比) 通信时，双方沿已建好的VC发送分组，只需填写VC的编号，不用填写完整的目标地址。 如果再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。 保证可靠交付。 图示 虚电路服务 虚电路是逻辑连接 VS 电路连接 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，电路交换的电话通信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。 电信网络与计算机网络面向对象的不同： 电信网络：终端是简单电话机，无智能，无差错处理能力 计算机网络：终端是智能的计算机，具有差错处理能力 电信网络必须提供可靠传输，而计算机网络没有必要。基于此计算机网络可采用不同的设计思路。 2.因特网采用的设计思路 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。 只是尽最大努力的交付。 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）。 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。 图示 数据报服务 3.虚电路服务与数据报服务对比 OSI曾主张在网络层使用类似于电信网的虚电路服务X.25标准。 两者的区别： 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 与逆地址解析协议RARP 4.2.5 IP 数据报的格式 4.2.6 IP 层转发分组的流程 网际协议IP 简介 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 Protoc