網絡層剖析

虛擬互連網絡的概念

IP地址與物理地址關係

傳統的分類的IP地址(包括子網掩碼)和無分類域間路由選擇CIDR

路由選擇協議工作原理


1.網絡層提供的兩種服務:虛電路服務和數據報服務。

計算機網絡領域兩個爭論的問題:面向連接還是無連接。

因特網採用的設計思路:網絡層向上只提供簡單靈活,無連接,盡最大努力交付的數據報服務。不提供服務質量的承諾。

好處:把通信交給運輸層,降低網絡造價,運行方式靈活,適應多種應用。

2.網際協議IP

與IP協議配套的3個協議:

* 地址解析協議ARP

* 網絡控制報文協議ICMP

* 網際組管理協議IGMP

另外有個逆地址解析協議RARP,已被淘汰。

IP協議用來讓互連的計算機網絡之間進行通信,也被稱爲網際網,或IP層。

2.1 虛擬互連網絡

滿足用戶不同的需求,而建立起來的各種各樣的網絡進行互連,需要中間設備:

1)物理層使用的中間設備:轉發器

2)數據鏈路層使用的中間設備:網橋或橋接器

3)網絡層使用的中間設備:路由器

4)網絡層以上的中間設備:網關

用轉發器和網橋僅僅是擴大了網絡,從網絡層角度看仍是一個網絡,一般不稱之爲網絡互連,而網關比較複雜,目前使用較少。因此討論網絡互連一般是指路由器方面。

路由器有時被稱爲網關,相當一臺計算機。

TCP/IP協議網絡互連方法:在網絡層採用標準化協議,但互連的網絡可以異構(如具體的編址方案,路由選擇協議等)。多個計算機網絡通過路由器互連,使用的都是相同的IP協議,因此互連後形成的網絡就是一個虛擬互連網絡(邏輯互連),簡稱IP網。

2.2 IP地址分類

IP地址作用:給因特網上每一個主機或路由器的每一個接口分配一個在全世界範圍是唯一的32位標識符。

分配方式:由因特網名字和數字分配機構ICANN進行分配。

編址方法歷史:

1)分類的IP地址(最基本的編址方法)

2)子網的劃分

3)構成超網

分類的IP地址:把IP地址分爲幾個固定類,每一類由兩個固定長度的字段組成:

網絡號:標誌主機或路由器所連接的網絡,整個因特網範圍唯一。

主機號:標誌該主機。

可以分爲A,B,C類地址,屬於單播地址。

D類地址,屬於多播地址

E類地址,保留爲以後用


常用的3類

A

B

C


IP地址特點


2.3 IP地址和硬件地址

物理地址:數據鏈路層和物理層使用的地址

IP地址:網絡層及其以上各層使用的地址,邏輯地址


2.4 ARP

作用:從網絡層使用的IP地址解析出數據鏈路層使用的硬件地址。

爲解決IP地址和網絡的硬件地址因格式不同而不能簡單映射的問題,ARM協議規定在主機ARP高速緩存中存放從IP地址到硬件地址的映射表,且動態更新。





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