网络层笔记（1）

4.1 网路层的任务

网络层向上只提供加单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

但网络层不提供服务质量的承诺，即所传送的分组可能丢失，重复等等，也不保证分组交付的时限。

4.2 网际协议IP

1. 配套使用的三个协议：

 

（简单地说，IP协议是一个协议的簇，是多个协议的总和）

几个配套使用的协议之间的关系：

 

概念辨析：直接交付与间接交付：

 

 

 

　　直接交付：主机H1可以直接查找自己的路由表，看目的主机是否在本网络上，有的话就直接进行IP数 据报传输，给H2。这种做法不用经过路由器，即直接交付！

　　间接交付：相对应直接交付，没有在路由表找到目的主机信息，则交付给路由器。路由器在给下一个路由器传递信息，此为间接交付。

（附：当R5找到H2时，不用再找下一个路由器，直接将数据报传给H2，这样还是直接交付！！）

 

 

 

确实有点绕......

2. 分类的IP地址

（1）.IP地址及其表示方法

1）分类：

IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}   

2）几类IP地址

 

特点：

　　①A ，B ，C 类地址的网络号字段分别为 1,2和3字节。数值分别规定为0,10,和110。

这样就保证了三类地址不会冲突。

　　②A，B，C类地址的主机号字段分别是3个，2个，和1个字节长。

常用的三类IP地址：

 

几种不常用的IP地址：

 

IP地址的重要特点：

　　①：路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（这样做减小了路由表所占内存和查找路由表的时间）

　　②：实际IP地址是主机与网络链路之间的一条链路的标识

　　③：一个网络是指具有相同网络号的主机的集合，因此用网桥或转发器连接起来的若干局域网属于同一个网络

 

（2）IP地址与硬件地址

IP地址是IP数据报在网络层及以上各层使用的一种逻辑地址，而硬件地址是物理层和数据链路层使用的地址，即MAC地址。

 

　　可看出，IP地址放在数据报的首部，而MAC地址，放在Mac帧的首部。数据传输时，IP数据报传给数据链路层后，加装mac地址后变成Mac帧，进行传输。

（3）. 地址解析协议ARP

　　1）ARP作用及工作方式

　　作用：在主机进行更换时，地址也会随即改变。ARP解决他的方法，即是在每一个主机内设一个 ARP 高速缓存 (ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。

　　工作方式：当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。

　　如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。

如没有， ARP 进程在本局域网上广播发送一个 ARP 请求分组。局域网上其他主机收到 ARP 响应分组后，对应的那个将得到的 IP 地址到硬件地址的映射写入 ARP 高速缓存。

　　2）地址解析的两种特殊情况

 

　　①发送方是主机（H1），要把 IP 数据报发送到本网络上的另一个主机。这时用 ARP 找到目的主机（H2）的硬件地址。

　　②发送方是主机（H1），要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机（H3，H4）。这时用 ARP 找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的由路由器完成

3 .IP数据报的格式

 

 

 

　　1）固定部分

　　　　①首部：占4位，指IP协议的版本。

　　　　②首部长度：占 4 位，可表示的最大数值。

　　　　③区分服务: 占 8 位，用来获得更好的服务。

　　　　④总长度: 占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节

　　　　⑤标识: 占 16 位，用来产生 IP 数据报的标识

　　　　⑥标志: 占 3 位，目前只有前两位有意义。

　　　　⑦片偏移: 占13 位，指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。

　　　　⑧生存时间： 占8 位 ，指示数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。

　　　　⑨协议： 占8 位，指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据部分

上交给那个处理过程。

　　　　⑩首部检验和： 占16 位，只检验数据报的首部，不检验数据部分。

（附：源地址与目的地址都只占32位）