计算机 络- 络层

络层

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文章目录

• 络层
• • • • 4.1 络层提供的服务
      • 4.2IP协议
      • 4.2.1虚拟互联 络
      • 4.2.2分类的IP地址
      • • 路由转发分组的步骤
        • 点分十进制：把32bit的IP地址每隔8bit二进制转换成十进制数，则可提高可读性
      • 常用的三类IP地址：
    • 互联 中的IP地址
    • 4.2.3 IP 地址与硬件地址
    • 地址解析协议ARP

4.1 络层提供的服务

• 络层为接在 络上的主机所提供的服务有两大类：
  • 无连接的 络服务（数据表服务）
  • 面向有连接的 络服务（虚电路服务）
• 两种服务的优缺点
  • 络传送的 文长度，在很多情况下都很短 用数据 经济迅速，而虚电路为了传送一个分组而建立虚电路和释放虚电路浪费 络资源。
  • 使用数据 时每个分组必须携带完整的地址信息，在虚电路的情况则不需要，仅需要一个虚电路 码标志。
  • 在使用数据 时，主机承担端到端的差错控制和流量控制。
  • 在使用虚电路时，分组按顺序交付， 络可以负责差错控制和流浪控制。

4.2IP协议

• 络协议IP是ＴＣP /IP 中两个最主要的协议之一，也是最常见的因特 标准协议之一。与IP 协议配套使用的有三个协议 ：地址解析协议–RARP， 际控制 文协议-ICMP， 际管理协议IGMP，

4.2.1虚拟互联 络

• 互联在一起的 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 络超时控制
  • 不同的 络接入机制
  • 不用的差错恢复方法
  • 不同的状态 告方法
  • 不同的路由选择技术
  • 不同的用户接入机制
  • 不同的服务
  • 不同的管理和控制方式
• 络连接需要的中间设备：
  • 物理层使用的中间设备叫做转发器
  • 数据链路层叫 桥
  • 路层的中间设备叫路由器
  • 络层以上使用的中间设备叫做 关，用 关连接的两个不兼容的系统需要在高层进行协议转换。

4.2.2分类的IP地址

• IP地址及其表示形式
• 32bit的标识符
• IP地址的编址方法
  • 分类的IP地址
  • 子 划分
  • 构成超
• 分类IP地址
  • 每一类的地址都是由两个固定长度的字段组成，一个是 络 ，net-id标志所连接到3的 络，一个是host-id标志该主机的两级的IP地址。

路由转发分组的步骤

• 通过 络 找到目的 络
• 利用主机 host-id将数据 直接交付给目的主机

点分十进制：把32bit的IP地址每隔8bit二进制转换成十进制数，则可提高可读性

常用的三类IP地址：

• 本 络：A类地址中 络 全为0的IP地址
• 环回测试：A类地址中 络 为01111111的IP地址用作本地软件环回测试本主机的进程之间的通道

路由器仅根据目的主机IP地址中的 络 来转发分组

• 实际IP地址是主机与 络链路之间的一条链路的标识（一个主机连接在两个不同的 络上时，该主机对应的就有两个IP地址）
• 一个 络是指具有相同 络 的主机的集合，因此用 桥或转发器连接起来的若干局域 属于同一个 络
• 互联 上的 络 都是平等的，与其范围大小没有关系

互联 中的IP地址

• 同一个局域 上的主机或路由器的ip地址中的 络 必须是一样的。
• 路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。路由器的每一个接口都是有一个不同的 络 的IP地址。
• 两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明IP地址。如指明ip地址，则这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特俗“ 络”。现在常不指明IP地址。

4.2.3 IP 地址与硬件地址

• 硬件地址是物理层和数据链路层使用的地址
• IP地址是IP数据 在 络层及以上各层使用的一种逻辑地址
• MAC帧中的源地址和目的地址都是硬件地址，整个IP数据 在物理层被封装在数据部分，IP地址对数据链路层不可见
• 数据 在路由其之间传送时，途径的路由器地址不出现在IP数据 中，当前路由器根据目的IP地址自主路由出下一路由器地址
• 分组每次经过路由器转发时都要将MAC的首部和尾部丢弃重新封装——变换MAC帧中的目的地址和源地址

地址解析协议ARP

ARP协议:根据已知的IP地址解析出该主机的硬件地址

• RARP协议:根据硬件地址解析出该主机对应的IP地址 – 主机ARP高速缓存

  :用来存放从IP地址映射硬件地址的映射表,并且动态更新(方法:新增或超时删除)这个映射表;

  • 新增的方法:
    • 通过向本局域 内所有的主机发送ARP请求分组,在得到响应分组后便将这个目的主机的硬件地址写入ARP高速缓存中
    • 同时,ARP高速缓存中对每个硬件地址都设置了生存时间,超过生存时间的硬件地址便进行删除操作,便于进行动态更新,防止出现发送到错误(过时的)硬件地址处;
    • 地址解析协议ARP只能用来解决同一个局域 （包括该 络和与该 络相连的路由器）内的地址映射， 络之间的路由并能不能做到；
    • 从硬件地址到IP地址的解析每次转发分组时都要重复进行，但这种开销是不可避免的，是为方便的在各种异构 络之间进行转发工作而屏蔽 络硬件之间的异构性，从而体现出虚拟 络的含义

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