第4章网络层本章内容提要4.1网络互连的基本概念网络层所提供的服务类型虚电路通信的三个阶段数据报服务和虚电路服务两者在转发分组过程的区别4.1.1虚电路4.1.1虚电路网络互连的需求；世界各地的网络，互连以实现全球范围的资源共享；网络互连要考虑的众多问题；不同的寻址方‘案；不同的最大分组长度；不同的服务；不同的路由选择技术不同的差错恢复方法；不同的网络接入机制；网络互连的各种设备；物理层的转发器；链路层的网桥；网络层的路由器；网络层以上的网关；TCP/IP体系的网络互连思想；在网络层上通过路由器，基于IP协议实现各种异构网络的互连通信；在网络层上通过统一的IP协议构建的一个虚拟平台以屏蔽底层的各种差异；4.1.2网络互连的基本概念网络互连设备－路由器典型的路由器的结构数据链路层剥去帧首部和尾部后，将分组送到网络层的队列中排队等待处理。这会产生一定的时延。当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部，交给物理层后发送到外部线路。4.2网络互连IP协议IP地址；给每一个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围内唯一的32bit地址；网络层上通信所使用的地址，称为逻辑地址；一个32比特IP地址由两部分构成：网络号net-id和主机号host-id;net-id：表明主机所属于的网络；host-id：表明主机在该网络的编号（地址或名称）；网络层基于IP地址通信的寻址原则：根据网络号找到网络，再根据主机号找到主机；IP地址的分类IP地址的使用范围和几个不使用的特殊IP地址IP地址的记法和申请IP地址举例4.2网络互连IP协议4.2网络互连IP协议在IP层抽象的互连网上，看到的只是IP数据报；中间进行转发的路由器的IP地址是否出现？路由器在转发分组时是根据什么地址？在具体的物理网络的链路层，看到的只是MAC帧；IP数据报封装在MAC帧中MAC帧在不同的网络中传送时，其首部是否一样？分组最终还是要通过物理网络得以转发直至目的主机；在网络层上使用的是IP地址；在物理网络的链路层使用的是物理地址；在分组从网络层下到链路层时要解决地址的转换问题；地址解析协议ARP；完成IP地址到物理地址的映射；各种地址的转换ARP的工作机制ARP的特点Arp命令RARP协议完成物理地址到IP地址的映射；主要用于早期的一些无盘工作站；工作机制与ARP类似；设置有RARP服务器，存有物理地址到IP地址的映射数据库；工作站发送请求分组；服务器响应；4.2网络互连IP协议IP数据报的首部IP数据报的首部IP数据报首部的可变部分路由表的组成：destination目的网段mask子网掩码interface到达该目的地的本路由器的出口ipgateway下一跳路由器入口的ip，两种特殊的路由4.2网络互连IP协议路由器执行分组转发4.2网络互连IP协议问题的引出；分类的IP地址利用率低，不够灵活；路由表逐渐变得过于庞大；问题的解决；长期的方案：IPv6；过渡时期的方案：子网划分CIDERIP地址＝『网络号＋子网号＋主机号』4.2网络互连IP协议子网划分举例子网划分的意义划分为三个子网后对外仍是一个网络路由器转发分组的算法可变长度的子网划分VLSM无分类域间路由选择128.14.32.0/20表示的地址（212个地址）路由聚合（构成超网）；一个CIDR地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合；路由表中的一个项目可以表示很多个原来传统分类地址的路由；前缀长度不超过23位的CIDR地址块都包含了多个C类地址；网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多；CIDR地址块划分举例CIDER的路由查找4.3因特网控制报文协议ICMPICMP的类型字段ICMP差错报文；目的站不可达(3)；改变路由(5)；数据报的时间超过(11)；数据报的参数有问题(12)；ICMP询问报文；Echo请求/回答(8/0)；时间戳请求/回答(13/14)；地址掩码请求/回答(17/18)；代码字段8比特，进一步区分某种类型中的几种不同的情况；校验和字段16比特，检验整个ICMP报文；源主机A与主机C通信，默认路由为R1；改变路由报文格式Echo请求和回答报文(8/0)PING应用举例PING应用举例Traceroute命令举例4.4因特网的路由选择协议理想的路由选择协议要具备的特点；算法必须是正确的和完整的算法在计算上应简单算法应能适应通信量和网络拓扑的变化算法应具有稳定性算法应是公平的算法应是最佳的4.4因特网的路由选择协议4.4因特网的路由选择协议4.4因特网的路由选择协议特点：静态的，简单，开销小；