网络层：(3条消息) 计算机网络网络层_穿上草鞋去旅行的博客-CSDN博客
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网际协议IP
这里的 IP 是 IP 协议的第 4 个版本，实际叫做 IPv4。较新的还有 IPv6。
与 IP 协议配套的还有三个协议：
- 地址解析协议 ARP
- 网际控制报文协议 ICMP
- 网际组管理协议 IGMP
1. 虚拟互连网络
不同网络的区别很大，因为没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。因此需要通过一些中间设备将网络连接起来。
根据所在层次，可以将中间设备分为以下四种：
1.物理层使用的叫转发器。
2.数据链路层使用的叫网桥或桥接器。
3.网络层使用的叫路由器。
4.网络层以上使用的叫网关。
在物理层使用转发器或在数据链路层使用网桥时，仅是把一个网络扩大了。从网络层看，这还是一个网络，不是网络互连。网络互连是在网络层通过路由器实现的。
都使用 IP 协议的网络互连以后叫虚拟互连网络，含义是这些在物理层面不同的网络在网络层看起来好像是一个统一的网络，又叫 IP 网。现在的互联网就是使用了 IP 协议和 TCP 协议。
2.分类的IP地址
IP 地址及其表示方法：IP 地址都是32位的二进制代码。为了提高可读性，我们常常把 32 位的 IP 地址中的每隔8位插入一个空格(但在机器中并没有这样的空格 )。为了便于人 们书写和记忆，常用其等效的十进制数字表示，并且在每段数字之间加上一个小数点。这就 叫作点分十进制记法(dotted decimal notation)。
整个互联网就是一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给互联网上每一台主机或路由器的每一个接口分配一个全世界唯一的 32 位的标识符。
IP 地址的编址方法经历了三个阶段：
1.分类的 IP 地址。
2.子网的划分。
3.构成超网。
分类的 IP 地址就是讲 IP 地址划分为多个固定类，每一类地址由两个固定长度的字段组成。
1.第一个字段是网络号，标志主机所连接到的网络，一个网络号在整个互联网范围内是唯一的。
2.第二个字段是主机号，标志该主机（或路由器），一个主机号在该网络号所指明的网络范围内是唯一的。
IP 地址 = {，}，它既指明了主机接口，也指明了所在网络。
分类的 IP 地址分为以下 5 类：
1.A 类、B 类、C 类都是单播地址，是最常用的。
2. 类是用于多播（一对多通信）。
3.E 类地址保留为以后用。
分类是考虑到了不同网络间的差异性，有的网络主机很多，有的则很少。
现在广泛使用无分类 IP 地址进行路由选择，分类的地址已经成为历史。
IP 地址是 4 字节共 32 位字符，平常电脑上显示的是每个字节按转化为 10 进制后的结果，称为点分十进制法。
IP 地址有以下几个特点：
- 每一个 IP 地址都是由网络号和主机号两部分组成，是一种分等级的地址结构。这种结构有几个优点
- IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而主机号由得到网络号的单位内部自行分配。
- 路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组而不考虑主机号。这使路由表中的项目数大幅减少，减小了路由表的存储空间和查找时间。
- IP 地址是标志一台主机（或路由器）和一条链路的接口。如果一台主机同时连接到两个网络，它就有两个 IP 地址。
- 每个路由器至少连接到两个网络，所以一个路由器至少有两个不同的 IP 地址。
- 互联网中，一个网络指的是具有相同网络号的主机的集合。所以用转发器或网桥连接起来的若干局域网仍是一个网络。
- IP 地址中，所有分配到网络号的网络都是平等的，不管它的范围多大或多小。
3.IP地址与硬件地址
硬件地址（又称物理地址、MAC地址）是数据链路层和物理层使用的地址。MAC帧传送时使用的源地址和目的地址都属于硬件地址，放在 MAC 帧的首部。
IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。放在 IP 数据报的首部。
下面是三个局域网通过两个路由器连接在一起，主机 H1 要与主机 H2 通信。
路由器因为同时连在两个局域网上，所以有两个硬件地址。
注意：
- 在 IP 层抽象的互联网上只能看到 IP 数据报。虽然信息要经过路由器 R1 和 R2 的转发，但是 IP 报首部中的源地址和目的地址始终是 IP1 和 IP2。
- 虽然 IP 数据报首部有源地址，路由器只根据目的站的 IP 地址的网络号进行选择。
- 在局域网的链路层，只能看见 MAC 帧。MAC 帧在不同网络上传送时，MAC 帧首部中的源地址和目的地址要发生变化。
- IP 层抽象的互联网屏蔽了下层的复杂细节。只要在网络层上，就可以使用统一的、抽象的 IP 地址来研究主机和主机间的通信。
