网络层（一）

4.1、网络层概述

简介

• 网络层的主要责任是实现网络连接,从而导致网络之间传输数据包。

这些异构体类型的网络N1-N7只需达到其物理和数据链接层,只要它们需要内部互动。

但是,为了将这些异构体型网络连接起来并建立一个更大的互联网,需要一个网络级装置路由器。

为了简洁起见,有时可能不吸引这些网络,即N1-N7网络,而是把它们视为连接。

为了完成网络一级的任务,必须解决以下主要关切:

• 网络层为运输层提供何种服务(“可靠传输”或“不可靠传输”)?

  • 这是数据链中值得信赖的转移。详情见下面的注解:如果在网络层中缺少下列任何一组,分组不合序,分组重复传输错误,网络可以采取行动。确保接收人适当接收发送人提供的数据,这是一个可靠的传输; 另一方面,如果不采取措施，则是不可靠传输

  

  

  

• 网络层寻址问题

• 路由选择问题

当路由器获得数据时, 它如何决定是否从自己的接口发送软件包?

• 数据集的目的地地址和路由器路由器由目的地地址和路由器确定。

  

但实际上,路由器如何了解这些路由记录?

1. 用户或网络管理员手动配置的网络只有较小的、不可变更的和小规模的因特网网络。
2. 另一个是实施各种路线选择程序,其中路由器执行路线选择协议所述的路线选择算法,并在路线图中自动生成路线日志,这种路由日志更适合规模更大而且经常变化的大型互联网网络。

概述

• 因特网使用TCP/IP议定书仓库,目前全球用户最多。
• TCP/IP礼宾室的网络层有时被称为TCP/IP礼宾室的互联网层,因为它使用IP互联网协议,这是整个礼宾室的基本协议。
• 最后,我们通过研究TCP/IP礼宾室的互联网层,获得了理论理解和实际的网络技能。

补充：

除了知识产权议定书之外,还有前面提到的对知识产权议定书进行分解的地址ARP,以及国际海事委员会、IGMP和因特网集团管理议定书。

总结

四.2. 在网络一级,可提供两种服务。

• 在计算机网络领域,对于网络层应向运输层提供何种服务(“连接导向”或“无连接”服务),长期以来一直存在争议。
• 争端的症结在于谁应负责确保计算机通信的可靠提供。 报废系统或网络?

通过虚拟电路服务实现连通

一种观点认为,网络应负责确保可靠的交付。

• 根据电信网络的成功经验,有人建议,网络应对可靠的传送负责,计算机网络应模仿电信网络,采用面向连通的通信方式。
• 通信前先设立虚拟电路(虚拟电路),以确保提供各方之间通信所需的所有网络资源。
• 如果再次使用可靠的网络协议,集群的分布将能够按不会造成损失或重复的顺序达到终点。

发射机通过相同的假电路将所有组发送到接收器。

• 假电路显示,这只是一个概念上的联系,通过它将集群送入储存库,而不是真正的有形联系。
• 着重说明的是,使用电汇的电话通信是第一个建立真正联系的电话通信。
• 因此,集团交易所与电路交易所之间的虚假联系相似,但并不完全相同。

无连接的数据报服务

另一个观点:网络数据报告服务。

• 互联网的先辈设计了一个全新的网络结构概念。
• 网络一级仅提供基本、灵活、互不相连的数据报告服务,并尽其最大能力提供这种服务。
• 在发送组群时,网络不需要先连接。 每个组群(即IP数据报告)都是单独传送的,而不论前一组和后一组(不编号)。
• 没有提供高质量服务的网络层面承诺,换言之,所通报的群体可能存在错误、损失、重复和混乱(不是为了达到终点),而且无法保证这些群体传递的时限。

从发件人到接收人供应的组群可通过许多途径运输。

尽最大努力交付

• 如果在主机(即终端系统)上的流程之间需要进行沟通,这种沟通是可靠、可靠的交付(包括错误处理、交通叉路等),网络主机中的运输层负责这项工作。
• 使用这种设计方法的优点是,网络成本低得多,操作更灵活,能够适应广泛的应用。
• 因特网发展到目前规模的能力清楚地证实了最初设计方法的有效性。

数据报告服务与虚拟电路服务

本章侧重于在网络间一级传输IP数据报告的问题,因为TCP/IP结构的互联网网络一级提供了方便、灵活、无连接的数据报告服务,并尽最大努力提供。

4.3、IPv4

概述

练习

八个未签名的二进制整数的十进制表示

从十进制正整数到未签名的二进制 8 位

1. IPv4地址被指定用于对地点进行分类。

简介

• 每种地址由两个固定长度的字段组成,其中一个是网络号网号,标明主机(或路由器)连接的网络,另一个是主机号主机,标明主机(或路由器)。
• 在主机号码前面的网络号码必须显示它是网络中唯一的网络号码 。
• 因此,互联网上只有一个IP地址。

A类地址

B类地址

C类地址

练习

总结

知识产权地址转让的范围

一个不经常使用的独特 IP 地址

IPIP地址的某些关键特性

1. IP地址是一个分级地址结构。

• 首先,IP地址当局只将IP地址指定为网络号码,其余的主机号码则由接收网络号码的单位分配。这将使IP地址管理更容易。
• 第二,路由器仅根据与目的地主机相连的网络号码(不考虑目的地主机号码)传送群落,使路线清单上的物品数量大为减少,从而减少了路线清单的储存空间。

1. 实际上,IP地址是识别主机(或路由器)和连接的接口。

• 当主机连接到两个网络时, 它必须同时有两个匹配的 IP 地址, 以及一个不同的网络编号 Net- id 。 这个主机被称为多所有( 多重主机 ) 。
• 由于一个路由器必须至少连接到两个网络(以便从一个网络将IP传输到另一个网络),它必须至少有两个不同的IP地址。

1. 通过转发器或网络桥梁连接的多个局域网继续是一个网络,因此它们都有相同的网络号码,即网号。
2. 分配给网络号码网号的所有网络,无论是小的局域网,还是分布在地域上的广域网,都是等值的。

2. 使用IPv4地址分割子网。

为什么要划分子网

IP地址在ARPANET早期建设不当:

• 使用IP地址空间并不总是最理想的。
• 为每个物理网络指定一个网络号码,将使路由器变得太大,无法运行网络。
• 二级IP地址是不可变的。

• 如果您希望将原来的网络分成三个不同的网络,请采取以下行动:

• 您能否使用一些 IP 地址主机号码作为子网来区分它们?

我们和电脑如何知道分类地址的主机数字中有多少是子网,如果它们不在地图突出显示的子网部分的话?

因此有一个分解子网的机制: 子网面罩。

• 从1985年起,在IP地址中增加了一个“子网域”,使之成为三级IP地址。
• 这被称为子网连接 。
• 分网划界已成为一项公认的因特网标准协议。

如何划分子网

基本思路

• 子网络的分割完全是单位内部的,该单位保持网络的形状,没有子网络。
• 作为子网代号,我从主机借了几个座位, 主机代号被一些位子降低。

• 如果IP数据报告从另一个网络传送到该单位的主机之一,则网号净ID停留,以IP数据报告功能为基础,即首先发现与该单位网络相连的路由器。
• 在收到IP数据报告后,该路由器将使用目标网络编号Net-id和子网络编号定位目标子网。
• 最后,将IP数据直接传送到目的地。

即使它被分割成三个子网, 它仍然是一个网络。

• 优点
  1. IP地址废物已经减少。
  2. 使网络组织更适应性更强
  3. 更便于维护和管理
• 子网划界是一个完全属于单位内部的关切问题,外部网络看不到,即使在没有子网的情况下也持续存在。

子网掩码

和(子网络遮罩)=网址至关重要,下文提供的大多数信息都将是有价值的。

举例

• 作为主机部分的子网, 请使用一点。 子网只能有零或一的值 。

练习

练习一

练习二

默认子网掩码

总结

• 一个网络或子网络的子网面罩是一个重要特征。
• 路由器在与邻近路由器交换路由器时,路由器必须将其网络(或子网)的子网遮罩通知邻近路由器。
• 路由器路由器列表中的每一项目必须附有网络的子网面罩,作为启动所需网络地址的附加内容。
• 当路由器与两个子网连接时,有两个网址和两个子网面罩。

3. IPv4没有分类地址地址的IPv4地址

你为什么不利用编目网站?

CIDR(无分类的跨域路由)不用于对域间路由进行分类。

CIDR 的主要属性

• 为了替代分类地址中的网络和子网号,中心使用不同长度的网络前缀(网络前缀)。
• IP 地址从 3 级( 通过子网遮罩) 返回到 2 级 。

如何使用无分类编址

举例

练习

通过路线的聚合(建造超级网)

练习

练习一

练习二

总结

4. IPv4处理申请分配问题

一个 IPv4 地址块被分配给一个网络, 该网络将其分为较小的地址块, 并将其分配给互联网上的其他网络, 向每个网络的主机和路由器接口发送 IPv4 地址 。

密克罗尼西亚(固定长度子网遮罩)是一个长期的子网遮罩。

应当指出,IPv4处理将网络分割为预设子网遮罩的IPv4处理方式。

举例

由于只有三个位数可以用作子网号,必须总共分配五个子网,即2、2、2、2、2、2、2、2、4、2、3=8,因此只有三个位数可以用作子网号。

可从前西东阶段分析的1-8子网中选取5个在左图中为N1-N5。

只有2盎司的子网可以使用长子网遮罩分割,n是从主机部分借用作为子网的位数,而分配给每个子网的IP地址数相同,很容易导致IP地址废物。

例如,图中的网络5仅需要四个IP地址,但我们只能分配32个IP地址,造成IP地址的重大浪费。

VLSM (可变长子网遮罩) 是一个较长的子网遮罩 。

应当指出,没有目录地址的IPv4是一个不断上升的子网遮罩。

举例

如上图所示,网络N1-N5被指定给这个地址块中的网络,其依据是“每个街区的起点可能不是随意选择的,而只有区块的地址,即其大小的数倍,可以选择作为起点。” 建议首先分配大块块。

练习

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