计算机网络_网络层

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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

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,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。

数据报服务

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

互连在一起的网络要进行通信,会遇到许多问题要解决

网络互连要使用一些中间设备
中间设备 又称为 中间系统 中继 系统

如果我们只从网络层考虑问题,那么IP数据报就可以想象是在网络层中传送。

每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个 字段是 网络号 net-id ,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是**主机号 host-id
**,它标志该主机(或路由器)
可以记为

观察上图

比较重要的一点是要区别IP地址与 硬件地址 的区别

从层次的角度来看, 物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,而IP地址是网络层和以上使用的地址,是一种逻辑地址(称IP地址是逻辑地址是因为IP地址是用 软件实现的)

四个A类网络 通过三个路由器连接在一起,每个网络上都可能有成千上万个主机。可以想象,若按目的主机号来制作路由表,则所得出的路由表就会过于庞大。丹若按主机所在的 网络地址 来制作路由表,那么每一个路由器中的路由表就只包含 四个项目 。这样可以大大简化路由表。

使用这样的简化图,我们可以不用关心某个网络内部的具体拓扑结构及连接在该网络上有多少台计算机,他还强调了在互联网上转发分组时,是 从一个路由器转发到下一个路由器

根据目的网络地址就能确定下一跳路由器,这一点做的结果是:

虽然因特网所有分组转发都是 基于目的主机所在的网络 ,但在大多数情况下都允许有这样的特例,即对特定的目的主机指明一个路由。这种路由叫做 特定主机路由 ,采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络,同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。

IP 数据报的首部中 没有地方 可以用来指明“下一跳路由器的 IP 地址”,当路由器收到待转发的数据报, 不是 将下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 数据报,而是 送交下层的网络接口软件 。网络接口软件使用 ARP 负责将下一跳路由器的 IP 地址转换成 硬件地址 ,并将此硬件地址放在链路层的** MAC 帧 的首部,然后根据这个 硬件地址**找到下一跳路由器。

(1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
(2) 若网络 N 与此路由器直接相连,则把数据报直接交付目的主机 D;否则是间接交付,执行(3)。
(3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
(4) 若路由表中有到达网络 N 的路由,则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
(5) 若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)。
(6) 报告转发分组出错。

在 ARPANET 的早期,IP 地址的设计确实不够合理。

从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”,使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。

请注意现在子网号为3的网络的 网络地址 是145.13.3.0(既不是原来两级的IP地址的网络地址145.13.0.0,也不是简单的子网号3),为了使路由器能很方便的从数据报中的目的IP地址中提取所要找的子网的网络地址,路由器就要使用三级IP地址的子网掩码(如上图,三级IP地址的子网掩码),它也是32位,由一串1和跟随的一串0组成。子网掩码中的1对应于IP地址中原来二级地址中的16位网络号加上新增加的8位子网号,而子网掩码中的0对应于现在的8位主机号。 虽然RFC文档中没有规定子网掩码中的一串1必须是连续的,但却极力推荐在子网掩码中选用连续的1,以避免发生错误

不管有没有划分子网,只要把子网掩码和IP地址进行逐位相 运算,就立即得出网络地址来,这样路由器处理到来的分组时可以采用相同的算法。

归纳下上述的要点,从网络145.13.0.0外面看,这就是一个普通的B类网络,但进入这个网络后(即到了路由器),就看到了还有许多网络(即划分了子网后的许多网络),其网络地址为145.13.x.0(这里x可以表示不同的数值),而这些网络的子网掩码都是24个连1跟上8个连0。总之,在这个网络的内外,看到的网络是不同的

为了更便于查路由表,现在因特网的标准规定:所有的网络都必须使用子网掩码,同时在路由器的路由表中也必须有子网掩码这一栏。如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码,默认子网掩码中1的位置和IP地址中的网络号字段正好相对应。因此,若用默认子网掩码和某个不划分子网的IP地址逐位相与,就应当能够得出该IP地址的网络地址来,这样做可以不用查找该地址的类别位就能知道这是哪一类的IP地址 (书上原话 没懂 !!!!)

P137有一个表格写B类子网划分选择(使用固定长度子网)

有一个例题请见教材P139

划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临三个必须尽早解决的问题,这就是:

无分类的两级编址的记法是:

CIDR 还使用 斜线记法 (slash notation),它又称为 CIDR记法 ,即在 IP 地址后面加上一个斜线“/”,然后写上网络前缀所占的位数(这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数)。CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成 “CIDR 地址块”

为了更方便的进行路由选择,CIDR使用32位的地址掩码,地址掩码由一串1和一串0组成,而1的个数就是网络前缀的长度。例如/20地址块的地址掩码是:11111111 11111111 11110000 00000000 20个连续的1,斜线记法中,斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数

这个 ISP 共有 64 个 C 类网络。如果不采用 CIDR 技术,则在与该 ISP 的路由器交换路由信息的每一个路由器的路由表中,就需要有 64 个项目。但采用地址聚合后,只需用路由聚合后的 1 个项目 206.0.64.0/18 就能找到该 ISP。

// 这里还没太懂.... 就是共有多少个几类网络那里

报文格式

ICMP差错报告报文的数据字段的内容

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