[网络协议]网络层概述【计算机网络】持续更新中......

网络层中的重点：划分子网的IPv4地址

一、网络层概述

1.1、网络层概述

（1）网络层的主要任务是实现网络互连， 进而实现数据包在各网络之间的传输。

（2）要实现网络层任务， 需要解决以下主要问题：

• 网络层向运输层提供怎样的服务(…可靠传输” 还是 “不可靠传输…)
• 网络层寻址问题
• 路由选择问题

（3）因特网(Internet)是目前全世界用户数量最多的互联网， 它使用TCP/IP协议栈。
（4）由于TCP/IP协议栈的网络层使用网际协议IP, 它是整个协议栈的核心协议， 因此在 TCP/IP协议栈中网络层常称为网际层。
（5）综上所述， 我们通过学习TCP/IP协议栈的网际层来学习网络层的理论知识和实践技术。

1.2、网络层提供的两种服务

• 面向连接的虚电路服务

（1）可靠通信由网络来保证
（2）必须建立网络层的连接 ——虚电路VC(Virtual Circuit)

（3）通信双方沿着已建立的虚电路发送分组

（4）目的主机的地址仅在连接建立阶段使用， 之后每个分组的首部只需携带一条虚电路的编号（构成虚电路的每 一段链路都有一个虚电路编号） 。

（5）这种通信方式如果再使用可靠传输的网络协议， 就可使所发送的分组最终正确到达接收方（无差错按序到达、 不丢失、 不重复） ．

（6）通信结束后， 需要释放之前所建立的虚电路

（7）很多广域分组交换网都使用面向连接的虚电路服务． 例如， 曾经的X.25和逐渐过时的帧中继FR、 异步传输模式ATM等．

• 无连接的数据报服务

  

（1）可靠通信应当由用户主机来保证

（2）不需要建立网络层连接

（3）每个分组可走不同的路径

（4）每个分组的首部必须携带目的主机的完整地址

（5）这种通信方式所传送的分组可能误码、 丢失、 重复和失序

（6）由于网络本身不提供端到端的可靠传输服务， 这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较） 。

（7）因特网采用了这种设计思想， 也就是将复杂的网络处理功能置于因特网的边缘（用户主机和其内部的运输层） ， 而将相对简单的尽虽大努力的分组交付功能置于因特网核心．

1.3.1、Ipv4地址概述

（1）在TCP/IP体系中， IP地址是一个最基本的概念， 我们必须把它弄清楚．

（2）IPv4地址就是给因特网 (Internet) 上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32比特的标识符．
（3）IP地址由因特网名字和数字分配机构ICANN(lntemet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配．

（4）我国用户可向亚太网络信息中心APNIC(Asia Pacific Network Information Center)申请IP地址 ， 需要缴费。

（5）2011 年2月3日 ， 互联网号码分配管理局IANA (由ICANN行使职能）宣布， 1Pv4地址已经分配完毕．

（6）我国在2014至2015年也逐步停止了向新用户和应用分配1Pv4地址。 同时全面开展商用部署1Pv6.

IPv4地址的编址方法经历了如下三个历史阶段：

（7）32比特的IPv4地址不方便阅读、 记录以及输入等， 因此IPv4地址采用点分十进制表示方法以方便用户使用．

【举例】

1.3.2、分类编址的IPv4地址

A类:

B类:

C类:

【例题1】:

【例题2】根据所学内容给出下图各网络的IPv4地址分配方案。 请按照节约IP地址的原则进行分配:

1.3.3、划分子网的IPV4地址

（1）32比特的子网掩码可以表明分类IP地址的主机号部分被借用了几个比特作为子网号
口 子网掩码使用连续的比特1来对应网络号和子网号
口 子网掩码使用连续的比特0来对应主机号
口 将划分子网的IPv4地址与其相应的子网掩码进行逻辑与运算就可得到IPv4地址所在子网的网络地址

【例题1】已知某个网络的地址为218.75.230.0, 使用子网掩码255.255.255.128对其进行子网划分,请给出划分细节

【例题2】已知某个网络的地址为218.75.230.0, 使用子网掩码255.255.255.192对其进行子网划分， 清给出划分细节．

【例题3】:

解析:

注意:

默认的子网掩码是指在未划分子网的情况下使用的子网掩码

口 A类： 255.0.0.0

口 B类： 255.255.0.0

口 C类： 255.255.255.0