虚电路和数据报
网络层向运输层提供两种服务：面向连接还是无连接
虚电路（面向连接）
让网络负责可靠交付
数据报
让运输层负责可靠交付
网络层向上只提供无连接的、尽最大努力交付的数据报服务
发送分组时不需要先建立连接
每个分组独立的选择路由进行转发
使得路由器比较简单，成本低
网络层概述
又称为IP层或者网际层
基本设备是路由器
直接交付：不需要使用路由器
间接交付：必须使用路由器
网际协议IP
IP配套协议：ICMP IGMP ARP
中间设备：集线器（转发器），网桥，路由器，网关
协议是水平的
分类的IP地址
IP地址是给每个链接在因特网上的主机的唯一一个32位的地址。
IP地址={<网络号>,<主机号>}
网络号表示站点所属的网络编号
A,B,C,D,E
A类：网络号占一个字节，0开头（2^7-2=126个）
B类：占2个字节，前2为10（2^14-2=16383）
C:3个字节，110
D:
E:
IP地址特点
1、分等级的地址结构
便于管理，简化了路由器的操作
2、标志了一个主机和一条链路的接口
3、用转发器或网桥连接设备连接的若干个网络仍为同一个网络
IP层转发分组的流程
路由器分组转发算法
先从数据报首部中提取目的主机IP的地址
IP数据报格式
首部（固定部分：20个字节，可变部分：最大40个字节）和数据组成
IP首部是4字节对齐的
IP地址和MAC地址
IP地址又被成为逻辑地址或者软件地址（保存在CPU中）
MAC地址又被称为物理地址或硬件地址（在网卡的ROM芯片中）
IP地址的作用：网络寻址
MAC地址的作用：链路寻址
采用网卡的硬件检验（异或运算）
地址的获取
目的层IP地址由应用层DNS获取
目的层MAC地址由ARP协议获取
划分子网
从二级IP地址到三级IP地址
IP地址&子网掩码=网络地址
使用子网时分组转发
子网掩码保存在路由表中
无分类编址
CIDR使用斜线计法
路由聚合
一个CIDR地址聚合可以称为构成超网
最长前缀匹配
在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果
应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由器匹配
网际控制报文ICMP
ICMP分两类：差错报告报文和ICMP查询报文
不再发送差错报告报文的情况
路由选择协议
路由器的任务是分组转发
分层次的路由选择协议
互联网划分为许多较小的自治系统AS
内部网关协议IGP：在一个自治系统内部使用的路由选择协议
外部网关协议EGP
内部网关协议RIP
分布式基于距离向量的路由选择协议
每一个路由器都要维护
规定：一个路由器到直接连接的网络中的距离为1
距离也叫跳数
RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，距离最大值为16（表示不可达），只适用于小型网络
三个要点
IPv6协议
IP地址由128位
IP协议基本不变
灵活的扩展首部
零压缩
有两段连续的0只能选择其中一段0压缩
过度：
双协议栈（缺点：造成某些字段的丢失）
隧道技术
IP多播
目的：支持一对多
在互联网
多播IP地址：D类
VPN和NAT技术
虚拟专用网VPN