网络层提供两种服务
网际协议IP
网际协议是现在的TCP/IP体系最重要的两个协议之一,和它配套使用的主要有如下三个协议:
网际组管理协议IGMP(internet group management protocol)
虚拟互联网络
虚拟互联网络只是一个概念,其实就是通过利用IP来分类管理整个世界的主机,实现看起来整个世界就在同一个很大的互联网的效果。因为大家对网络的需求存在差异,只有多样的网络才能适应所有用户的需求。这也解释了市场上总是有很多不同性能,不同网络协议的网络出现,供不同用户选择。
既然互联网里面有那么多不一样的网络,那么把网络互连起来就需要用到中间设备。从层次上分:
分类的IP地址
IP地址的编址方法共经历了三个历史阶段
IP地址一共分为ABCDE五类。现在就仔细说一下ABC三类ip的细节。
ABC三类: 主机号全0表示本主机所连接的网络地址,如5.6.7.8,主机所在网络为5.0.0.0,;主机号全1可以表示该网络的所有主机,这样用来广播很方便。(同样BC也是)
IP地址与硬件地址(mac地址)
每一台主机都有唯一的mac地址,也有唯一的IP地址,mac地址是不变的,ip可能会因分配方式而变。mac地址和ip地址都可以唯一定位一台主机。前面提到IP协议要和另外三个协议一起工作,其中ARP协议就是把ip地址转换为mac地址的协议,这样数据才能在物理网络实现传输,只有这样才能通过IP协议实现虚拟互联网络!
传输数据的时候网络层封装数据报是用IP地址,故传输的数据报也叫IP数据报,而数据链路层则是使用MAC地址,故传输的数据也叫MAC帧。
IP地址为32位,MAC地址为48位。IP地址的分配是基于网络拓朴,MAC地址的分配是基于制造商。
ARP协议
每个主机都有ARP高速缓存,里面缓存着本局域网内的各主机和路由器的ip地址到mac地址的映射。
IP数据报的格式和转发
格式就不详细说了,需要的时候看一下书就好了。
ip数据报的转发主要是通过路由器来完成,路由器内部有路由表,简单来说通过查表转发数据报。
划分子网和构建超网
划分子网
划分子网主要是对现有的网络自己再进行划分子网,主要思想是拿出部分主机号作为子网号。从外部网络来看,整个网络号也还只是一个网络;而从内部看,就划分出了很多个局域网。
拿到一个ip地址,怎么样知道这个ip从属的网络有没有进行再划分子网呢?这个时候就要用子网掩码了。只要用子网掩码与ip地址相与,便能得到子网的网络号,然后再进行路由。子网掩码是网络的的一个重要属性,在网络中的每一台主机,不管有没有进行划分子网,都有一个子网掩码!
构造超网
CIRD无分类编址思想。书上讲得很理论,其实就是为了方便管理网络。在CIRD的编址中,IP不再是网络号+主机号了;而是网络前缀号+主机号。
举个栗子:
中山大学买了不起B类网络,买了很多个C类IP,然后通过找规律,我们发现他们的前多少位是一模一样的@.@ 然后我们就用一模一样的那么多位,用作我们的对外网络号~然后80个C类网就只要一个网络号就可以在路由表里存放下了,路由器都笑了。