计算机网络(谢希仁第八版)第四章:网络层
网络层协议数据单元:分组(IP数据报)
1.网络层提供的两种服务
有连接,可靠的虚电路服务
无连接,尽最大努力的数据报服务
TCP/IP体系的网络层提供的是数据报服务。
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。不提供服务质量的承诺。
*OSI体系的支持者曾极力主张在网络层使用可靠传输的虚电路服务,也曾推出过网络层虚电路服务的著名标准——ITU-T的X.25建议书。但现在X.25早已成为历史了。
2.网际协议IP
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。本章只讲IPv4。
与IP协议配套使用的还有三个协议:
- 地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol) IP–>MAC
*逆地址解析协议RARP(Reverse Address ResolutionProtocol已淘汰) - 网际控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol)
- 网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)
2.1.虚拟互连网络
中间设备:
- 物理层使用的中间设备叫做转发器(repeater)
- 数据链路层使用的中间设备叫做网桥或桥接器(bridge)
- 网络层使用的中间设备叫做路由器(router)
- 在网络层以上使用的中间设备叫做网关(gateway)。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换
各个主机通过中间设备互连起来,并使用IP协议构成了虚拟互联网络。
2.2.分类的IP地址
IP地址就是给互联网上的每一台主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。
IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段。
- 分类的IP地址
- 子网的划分
- 构成(构造)超网(无分类编址)
分类的IP地址(两级):
点分十进制记法(dotted decimal notation):
32位的IP地址每8位插入一个空格(但在机器中并没有这样的空格)。为了便于书写,可用其等效的十进制数字表示,并且在这些数字之间加上一个点。
A类、B类和C类地址都是单播地址(一对一通信)
D类地址用于多播(一对多通信)
E类地址保留为以后用
A类地址网络号数量126(2^7-2),全0为”本网络“,127(01111111)保留作本地软件换回测试。
B类地址网络号数量16383(2^14-1),减1是因为不存在全零的情况。
C类地址网络号数量2097151(2^21-1),减1是因为不存在全零的情况。
类型 | 范围 |
---|---|
A | 1.0.0.1~126.255.255.254(127作为环回测试地址) |
B | 128.0.0.1~191.255.255.254(主机号不能为全0,故从.0.0.1开始) |
C | 192.0.0.1~223.255.255.254(主机号不能为全1,故只表示到254) |
(考大题时让写代码块大多都要省略全0全1主机号的情况)
3.IP地址与硬件地址
区别:
物理地址是数据链路层和物理层使用的地址
IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址。
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