網絡層筆記（1）

4.1 網路層的任務

網絡層向上只提供加單靈活的、無鏈接的、盡最大努力交付的數據報服務。

但網絡層不提供服務質量的承諾，即所傳送的分組可能丟失，重複等等，也不保證分組交付的時限。

4.2 網際協議IP

1. 配套使用的三個協議：

 

（簡單地說，IP協議是一個協議的簇，是多個協議的總和）

幾個配套使用的協議之間的關係：

 

概念辨析：直接交付與間接交付：

 

 

 

　　直接交付：主機H1能夠直接查找本身的路由表，看目的主機是否在本網絡上，有的話就直接進行IP數 據報傳輸，給H2。這種作法不用通過路由器，即直接交付！

　　間接交付：相對應直接交付，沒有在路由表找到目的主機信息，則交付給路由器。路由器在給下一個路由器傳遞信息，此爲間接交付。

（附：當R5找到H2時，不用再找下一個路由器，直接將數據報傳給H2，這樣仍是直接交付！！）

 

 

 

確實有點繞......

2. 分類的IP地址

（1）.IP地址及其表示方法

1）分類：

IP 地址 ::= { <網絡號>, <主機號>}   

2）幾類IP地址

 

特色：

　　①A ，B ，C 類地址的網絡號字段分別爲 1,2和3字節。數值分別規定爲0,10,和110。

這樣就保證了三類地址不會衝突。

　　②A，B，C類地址的主機號字段分別是3個，2個，和1個字節長。

經常使用的三類IP地址：

 

幾種不經常使用的IP地址：

 

IP地址的重要特色：

　　①：路由器僅根據目的主機所鏈接的網絡號來轉發分組（這樣作減少了路由表所佔內存和查找路由表的時間）

　　②：實際IP地址是主機與網絡鏈路之間的一條鏈路的標識

　　③：一個網絡是指具備相同網絡號的主機的集合，所以用網橋或轉發器鏈接起來的若干局域網屬於同一個網絡

 

（2）IP地址與硬件地址

IP地址是IP數據報在網絡層及以上各層使用的一種邏輯地址，而硬件地址是物理層和數據鏈路層使用的地址，即MAC地址。

 

　　可看出，IP地址放在數據報的首部，而MAC地址，放在Mac幀的首部。數據傳輸時，IP數據報傳給數據鏈路層後，加裝mac地址後變成Mac幀，進行傳輸。

（3）. 地址解析協議ARP

　　1）ARP做用及工做方式

　　做用：在主機進行更換時，地址也會隨即改變。ARP解決他的方法，便是在每個主機內設一個 ARP 高速緩存 (ARP cache)，裏面有所在的局域網上的各主機和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。

　　工做方式：當主機 A 欲向本局域網上的某個主機 B 發送 IP 數據報時，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機 B 的 IP 地址。

　　若有，就可查出其對應的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，而後經過局域網將該 MAC 幀發往此硬件地址。

如沒有， ARP 進程在本局域網上廣播發送一個 ARP 請求分組。局域網上其餘主機收到 ARP 響應分組後，對應的那個將獲得的 IP 地址到硬件地址的映射寫入 ARP 高速緩存。

　　2）地址解析的兩種特殊狀況

 

　　①發送方是主機（H1），要把 IP 數據報發送到本網絡上的另外一個主機。這時用 ARP 找到目的主機（H2）的硬件地址。

　　②發送方是主機（H1），要把 IP 數據報發送到另外一個網絡上的一個主機（H3，H4）。這時用 ARP 找到本網絡上的一個路由器的硬件地址。剩下的由路由器完成

3 .IP數據報的格式

 

 

 

　　1）固定部分

　　　　①首部：佔4位，指IP協議的版本。

　　　　②首部長度：佔 4 位，可表示的最大數值。

　　　　③區分服務: 佔 8 位，用來得到更好的服務。

　　　　④總長度: 佔 16 位，指首部和數據之和的長度，單位爲字節

　　　　⑤標識: 佔 16 位，用來產生 IP 數據報的標識

　　　　⑥標誌: 佔 3 位，目前只有前兩位有意義。

　　　　⑦片偏移: 佔13 位，指出：較長的分組在分片後某片在原分組中的相對位置。

　　　　⑧生存時間： 佔8 位 ，指示數據報在網絡中可經過的路由器數的最大值。

　　　　⑨協議： 佔8 位，指出此數據報攜帶的數據使用何種協議，以便目的主機的 IP 層將數據部分

上交給那個處理過程。

　　　　⑩首部檢驗和： 佔16 位，只檢驗數據報的首部，不檢驗數據部分。

（附：源地址與目的地址都只佔32位）