计算机网络知识点总结之网络层（一）

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最后更新：2022-06-10 06:52:41 手机定位技术交流文章

本章最重要的内容是:
(一)虚拟互联网络的概念。
IP地址与物理地址之间的关系。
(3)传统的分类IP地址(包括子网掩饰)和非分类域中间路由由CIR选择。
(4)路由选择协议的工作原理。

4.网络层的几个重要概念

4.1.网络层提供的两个服务

在计算机网络领域,关于网络层如何向传输层提供服务(“面向连接”或“不连接”)的问题长期以来一直是争议的话题。
辩论的实质是:谁应该负责计算机通信中可靠的传输? 是网络还是终端系统?

一个观点:让网络负责可靠的交付

这一观点认为,电信网络的成功应用于确保网络负责可靠的传输,而计算机网络应仿效电信网络并使用以连接为导向的通信方法。
在通信之前,建立一个虚拟电路以确保双方之间通信所需的所有网络资源。
如果可靠的网络协议再次使用,发送的子组可以到达一个序列的末点,没有错误、损失或重复。

虚电路服务
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虚电路是逻辑连接

假电路意味着它只是一个逻辑连接,并且子集沿着这个逻辑连接在存储传输模式中传输,而不是实际上创建一个物理连接。
注意,电路交换的电话通信首先由实际连接建立。
因此,子群交换的假连接和电路交换的连接只是相似,但并非完全相同。

另一个观点是网络提供数据报告服务

互联网的先驱提出了网络设计的新思路.
网络层的升级只提供简单、灵活、不连接和 effortless的数据报告服务。
网络不需要在发送子集之前建立连接。每个子集(即IP数据消息)被单独发送,并与其前后(未编码)的子集不相关。
网络层不提供服务质量承诺,也就是说,发送的分组可能是错误的、丢失的、重复的和不准确的(未到终点序列),当然也不保证发送的分组的时间限度。

尽最大努力交付

由于传输网络不提供端到端的刑事通信,因此可以以更简单、更廉价的方式进行(与电信网络交换机相比)。
如果在主机上的进程之间的通信(即迭代系统)需要可靠,网络主机的传输层负责可靠的传输(包括错误处理、流量控制等)。
采用这种设计思维的优点是,网络的成本大大降低,操作模式灵活,可适应多种应用。
网络的相互连接程度,充分证明了原来的设计思想的正确性。

数据报服务
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虚拟电路服务与数据报告服务的比较
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4.互联网协议IP

网络协议IP是TCPIP系统中两个最重要的协议之一。
还有三个其他协议可以与IP协议结合使用:
地址解析协议ARP
(Address Resolution Protocol)
Internet Control Message Protocol ICMP
(Internet Control Message Protocol)
跨群管理协议IGMP
(Internet Group Management Protocol)

层间网络的IP协议和支持协议
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4.2.虚拟互联网络

互联网络和互相沟通可以导致许多需要解决的问题,例如:
不同的寻址方案
不同的最大分组长度
不同的网络接入机制
不同的超时控制
不同的差错恢复方法
不同的状态报告方法
不同的路由选择技术
不同的用户接入控制
不同的服务(面向连接和不连接)
不同的管理和控制方法等。

问: 如何连接异质网络?

使用一些中间设备相互连接

连接网络需要一些中间设备.
中间装置也称为中间系统或继电器系统。
有五种不同的中间装置:
物理层继电器系统:继电器(重播器)。
数据链层继电器系统: 网络桥或桥接头.
网络层继电器系统: 路由器.
网络桥和路由器的混合物: 桥路由器.
网络层上覆盖系统: 网关.

网络互连使用路由器

当继电器系统是一个传送器或网络桥梁时,它通常不被称为网络互连,因为它只是扩展一个网络,并且仍然是一个网络。
由于网络的复杂性, 目前它被使用较少。
网络互连是指使用路由器进行网络互连和路径选择。
由于历史原因,许多关于TCPIIP的文件将网络层中使用的路由器称为门户。

互联网络和虚拟互联网络
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虚拟互连网络的意义

所谓的虚拟互联网络是一个逻辑互联网络,这意味着相互连接的各种物理网络的异质性是客观存在的,但我们可以使用IP协议使这些具有不同性能的网络看起来是一个统一的网络。
使用IP协议的虚拟互联网络可以称为IP网络。
使用虚拟互联网络的优点是,当互联网上的主机通信时,它就像在网络上通信一样,但没有看到互联网络的具体网络异质性细节。
如果TCP协议在这样一个全球IP网络的顶部使用,那将是今天的互联网。

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从网络层传输I数据报告
如果我们只从网络层考虑问题,那么可以想象IP数据信息在网络层中传输。
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4.2.IP地址

在TCP/IP系统中,IP地址是一个基本的概念。

IP地址及其代表

我们把整个互联网看作是单一抽象的网络
IP地址是一个独特的32位标识符,分配给每个与全球互联网连接的主机(或路由器)。
IP地址现在由互联网指定名称和号码公司(ICANN)分发。

IP地址的编址方法

分类I地址这是地址的最基本方法,1981年
有关标准协定在该年通过
分发子网这是1985年通过的最基本的处理方法,标准[RFC 950]的一个改进。
这是一个相对新颖的非分类地址方法,于1993年引入,不久便被广泛应用。

分类IP地址

IP地址分为几个固定类别。
每个类型的地址由两个固定长度的字段组成,其中一个是网络名称 net-id,标志着与主机(或路由器)连接的网络,另一个是主机名称 host-id,标志着主机(或路由器)。
主机编号必须在其前面的网络编号指定的网络内独一无二。
因此,IP地址在整个互联网上都是唯一的。

分类IP地址

两层IP地址结构如下:
此二级IP地址可以记录为:

各种IP地址和主机节点的网络节点
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点分十进制记法
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点分十进制记法举例
10000001 00110100 00000110 00000000
129.52.6.0
11000000 00000101 00110000 00000011
192.5.48.3
00001010 00000010 00000000 00100101
10.2.0.37
10000000 00001010 00000010 00000011
128.10.2.3
10000000 10000000 11111111 00000000
128.128.255.0

3种常见的IP地址

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不常使用的特殊IP地址
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IP地址的一些重要特征
(一)IP地址是一种分类地址结构,分层的优点是:

首先,当分配IP地址时,IP地址管理器只分配网络号码,其余的主机号码则由接收网络号码的单元分配。这使得管理IP地址更加容易
第二,路由器只基于与目标主机连接的网络号码(不考虑目标主机号码)发送子集,从而大大减少路由表中的项目数目,从而减少路由表所占的存储空间。
(2)事实上,IP地址是标记主机(或路由器)和链路的接口。
当一个主机同时连接到两个网络时,该主机必须同时有两个相应的I地址,其网络号码必须不同。
由于路由器应该连接到至少两个网络(以便它能够从一个网络传输IP数据到另一个网络),路由器应该至少有两个不同的IP地址。
(三)通过发送器或网络桥连接的多个本地网络仍然是网络,因此这些本地网络都具有相同的网络号码 net-id。
(4)所有分配给网络编号的网络,不论是小规模的本地网络或可能覆盖大面积的宽带网络,均等。

互联网的IP地址
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