chapter4 网络层
第4章 网络层
Internet
Local
172.16.0.3
目的IP=172.16.0.3 目的端口号=12345
NAT 路由器
目的IP=202.195.168.1 目的端口号=54321
172.16.0.4
在NAT路由器的内存中，维护着一张NAT的地址转换表， 当Local访问Internet，路由器完成地址转换时，将把 Local的私有IP与分配给它的公有IP之间的映射关系写 入NAT地址表。 当发送给Local的数据报到达NAT路由器时，路由器将 根据映射关系再次进行地址转换。
方 向 字 段 旧IP和端口号 新IP和端口号
出境方向
入境方向
源IP：源端口号
目的IP：目的端口号
172.16.0.3:12345
202.195.168.1:54321
202.195.168.1:54321
172.16.0.3:12345
上图中地址表中除了有IP地址外，还有端口号(Port Number)(端口号用于区分节点中不同的应用进程) 当私有网络中的多台主机同时需要访问Internet，则路 由器必须将其映射为多个公有IP方可加以区分。而在 地址转换过程将IP地址与端口一起使用，则可以用同 一个IP地址，不同的端口号来对应多台主机。 在NAT中同时使用IP地址和端口号的转换方式称为 NAPT(网络端口地址转换)或PAT(端口地址转换)。
1. 查看收到的IP数据报首部中的目的IP地址字段。 2. 将目的IP地址与路由表中的路由条目按顺序进行比较， 具体来讲：将目的IP与每一个路由条目中的子网掩码进 行与运算。 3. 如果运算结果与该路由条目所指出的目的网络地址相 等，则找到匹配(请读者考虑为什么？)，路由器将IP数 据报转发给该路由条目中所指出的下一跳路由器。 4. 如果没有找到匹配，但存在默认路由，则将IP数据报 转发到默认路由所指出的下一跳路由器，否则，转至 第5步。 5. 丢弃分组并报告错误。
第四章网络层
2. 网卡的作用
网络接口板又称为通信适配器(adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“网卡”。
网卡的重要功能：
进行串行/并行转换。 对数据进行缓存。 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。 实现以太网协议。
这种发送的不确定性使整个以太网的平均 通信量远小于以太网的最高数据率。
4. 争用期
最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至
多经过时间 2 （两倍的端到端往返时延）
就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。
以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，
或碰撞窗口。
经过争用期这段时间还没有检测到碰撞， 才能肯定这次发送不会发生碰撞。
A 不接受
只有 D 接受 B 发送的数据
B
B向 D 发送数据
C 不接受
D 接受
E 不接受
以太网的广播方式发送
总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发 送的数据信号。
由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的 地址一致，因此只有 D 才接收这个数据帧。
其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是 发送给它们的数据帧，因此就丢弃这个数据帧 而不能够收下来。
A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间 后才能传送到 B。
B 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自 己的帧(因为这时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要在某个时间 和 A 发送的帧发生碰撞。
碰撞的结果是两个帧都变得无用。
t=0 A
1 km
t A 检测到发生碰撞
碰撞
的局域网对 LLC 子层来说都是透明的
4网络层
虚电路标识方法 分组沿虚电路传输过程
计算机网络 ，铁道出版社 第4章 网络层 第8页
每个节点维护一张虚电路表，各节点的虚电路表是 在虚电路建立过程中建立的
虚电路VC转换表的维护
每当建立一条新VC时，在表中添加一项； 每当终止一条VC时，在表中删去相应条目；
虚电路VC转换表的建立
建立虚电路时选择一个未用的最低的虚电路号； 每个数据包头包含一个虚电路号； 转发包时要修改包投中原来的虚电路号。
计算机网络 ，铁道出版社 第4章 网络层 第5页
通信子网的内部操作
– 图中，A要给F传送几个消息：
• 首先它给节点4发送一个特殊的分组：Call-Request； • 节点4根据网络的具体情况决定选择节点5作为该逻 辑通路上的下一个节点，并把该控制分组送给节点5； • 同样该控制分组接着由节点5传递给节点6，最后到 达目的站点F。 • 如果目的站点F准备接收该连接建立请求，沿着该逻 辑通路的反方向即F-6-5-4-A发送Call-Accept控制分 组给源站点A，这样就建立一条A和F之间的逻辑通 道A-4-5-6-F。
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第4章 网络层Biblioteka 第24页网络层功能
◇异构网络互连 ◇路由选择 1、不同类型的网络之间的差异： ◇拥塞控制
(1)提供的服务不同 (2)使用的协议不同 (3)采用的寻址方式不同
(4)网络的最大分组长度不同
(5)差错控制机制和流量控制机制不同
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第4章 网络层
第25页
数据网络中的网络服务使用最多的通信方式 就是分组交换（packet switch）网络中的虚 电路和数据报方式。
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第4章 网络层
计算机网络(第5版)课后习题答案：第4章-网络层
第四章网络层4-01. 网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答：网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务。
前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限。
缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易。
4-02. 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答：网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域。
进行网络互连时，需要解决共同的问题有：⑴不同的寻址方案；⑵不同的最大分组长度；⑶不同的网络接入机制；⑷不同的超时控制；⑸不同的差错恢复方法；⑹不同的状态报告方法；⑺不同的路由选择技术；⑻不同的用户接入控制；⑼不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；⑽不同的管理与控制方式。
4-03. 作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？答：中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
⑴物理层中继系统：集线器，转发器(repeater)。
⑵数据链路层中继系统：交换机，网桥或桥接器(bridge)。
⑶网络层中继系统：路由器(router)。
⑷网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
⑸网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4-04. 试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
答：IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议TCP、IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会。
计算机网络 第7版 第4章 网络层 (4.5.3 至4.5.4 节)
第4章网络层一、课程引入1.OSPF的名字是开放最短路径优先(Open Shortest Path First)，是为克服 RIP 的缺点在 1989 年开发出来的。
2.OSPF 的原理很简单，但实现起来却较复杂。
二、新课讲授第4章网络层4.5.3 内部网关协议 OSPF1. OSPF 协议的基本特点⏹“开放”表明 OSPF 协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的。
⏹“最短路径优先”是因为使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法 SPF⏹采用分布式的链路状态协议 (link state protocol)。
⏹注意：OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。
2.三个要点：⏹向本自治系统中所有路由器发送信息，这里使用的方法是洪泛法。
⏹发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。
⏹“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”(metric)。
⏹只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。
3.链路状态数据库 (link-state database：(1)由于各路由器之间频繁地交换链路状态信息，因此所有的路由器最终都能建立一个链路状态数据库。
(2)这个数据库实际上就是全网的拓扑结构图，它在全网范围内是一致的（这称为链路状态数据库的同步）。
(3)OSPF 的链路状态数据库能较快地进行更新，使各个路由器能及时更新其路由表。
(4)OSPF 的更新过程收敛得快是其重要优点。
4.OSPF 的区域 (area)：(1)为了使 OSPF 能够用于规模很大的网络，OSPF 将一个自治系统再划分为若干个更小的范围，叫做区域。
(2)每一个区域都有一个 32 位的区域标识符（用点分十进制表示）。
(3)区域也不能太大，在一个区域内的路由器最好不超过 200 个。
5.OSPF 的其他特点：(1)OSPF 对不同的链路可根据 IP 分组的不同服务类型 TOS 而设置成不同的代价。
计算机网络第4章 网络层
从路由算法的自适应性考虑
静态路由选择策略——即非自适应路由选择， 其特点是简单和开销较小，但不能及时适应 网络状态的变化。
动态路由选择策略——即自适应路由选择， 其特点是能较好地适应网络状态的变化，但 实现起来较为复杂，开销也比较大。
首部
ICMP 报文
数据部分 IP 数据报
4.4.1 ICMP 报文的种类
ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报 告报文和 ICMP 询问报文。
ICMP 报文的前 4 个字节是统一的格式，共 有三个字段：即类型、代码和检验和。接着 的 4 个字节的内容与 ICMP 的类型有关。
ICMP 差错报告报文共有 4 种
前缀都是
一样的 10000000 00001110 00101111 11111011 10000000 00001110 00101111 11111100 10000000 00001110 00101111 11111101 10000000 00001110 00101111 11111110
最大地址 10000000 00001110 00101111 11111111
128.14.47.255
分析128.14.32.0/20 地址块
地址的掩码是
11111111 11111111 11110000 00000000
255.255.240.0
最小地址 128.14.32.0
最大地址 128.14.47.255
异常情况的报告。
但 ICMP 不是高层协议（看起来好像是高层协议， 因为 ICMP 报文是装在 IP 数据报中，作为其中的 数据部分），而是 IP 层的协议。
计算机网络-04-网络层
4.2 网际协议 IP
网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。 与 IP 协议配套使用的还有三个协议：
地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol)
网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)
应用层 运输层 H1 网络层 数据链路层 物理层
IP 数据报 丢失
应用层 H2 运输层
网络层 数据链路层
物理层
H1 发送给 H2 的分组可能沿着不同路径传送
18
虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面
虚电路服务
数据报服务
思路
可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立
必须有
不需要
第 4 章 网络层
1
本章的知识结构与思维导图(KM)
BGP
RIP
OSPF
外部网关 协议
之间
自治系统
内部
内部网关 协议
路由表
工作原理
路由器
运行 设备
路由协议
实现 算法
路由 算法
硬件结构
虚电路入
转发
特
口出口表
实现
点
虚电路
对
虚电路工
比
作原理
分
两种基本 服务
析
数据报工
数据报
作原理
第4章 网 络层
自适应路 由算法
主机 H1
间接交付
分组在互联网中的传送
R1
3 22 11
R2
3 22 11
R1
R2
间接交付
间接交付
R3 3
计算机简明教程课后答案谢希仁版第四章 网络层
第四章1、网络互联有何实际意义?进行网络互联时,有哪些共同的问题需要解决.解答一、网络互联的实际意义(1)局域网的发展必然走向互联,异构网或非标准网的存在,也需互联.因为只有实现网络互联,才能使用户更好地实现资源共享;(2)网络互联可以带来一系列好处:①扩大网络物理范围,在更大范围内实现资源共享;②改善网络性能.若将一个大局域网分割成互联的若干个小的局域网,且每个小局域网内部通信量明显地高于网间通信量时,整个互联网的性能比大局域网好;③隔离故障和错误,提高网络可靠性;④在一个互联的局域网中可使用不同传输媒体;⑤可以实现不同类型的局域网(如CSMA/CD、令牌环、令牌总线)的互联;⑥可增加接入网络的最大站点数目;⑦有利于网络的安全管理.二、网络互联时需要解决以下共同问题(1)在网络之间至少提供一条物理上连接的链路以及控制这条链路的规程;(2)在不同网络的进程之间提供合适的路由;(3)有一个计费的服务,记录不同网络、网关的使用情况并维护这个状态信息;(4)尽可能不修改互联在一起的网络的体系结构,适应不同网络间的差别,包括不同的寻址方案、不同的最大分组长度、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的路由选择技术、不同的服务(面向连接服务和无连接服务)、不同的访问控制机制、不同的管理与控制方式、不同的状态报告方法,等等.2、区别internet 和Internet..解答internet(互联网)是泛指多个计算机网络互联而成的计算机网络.使用大写字母I 的Internet(因特网)则是指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接起来的特定计算机网络,其前身是美国的ARPANET,它采用TCP/IP 协议.3、作为中间系统,转发器(中继器)、网桥、路由器和网关有何区别?解答按照OSI 参考模型划分的网络分层体系结构,这些中间系统中,转发器是物理层中继系统,网桥是数据链路层中继系统,路由器是网络层中继系统,网络层以上的中继系统称为网关.值得注意的是,采用TCP/IP 协议的网络中,将路由器也通常称为网关.4、试简单说明以下协议的作用:IP、ICMP、IGMP 以及ARP 和RARP.解答IP 网际互联协议是TCP/IP 体系结构中最主要的两个协议之一,它是一种标准化协议,各种计算机网络可通过使用IP 协议实现互联,形成一个更大规模的虚拟网络,即常说的互联网或IP 网.IP 协议经常会用到ARP 和RARP 这两个地址映射协议,ARP 地址解析协议将可根据一个互联网IP 地址找到对应的主机的物理网络硬件地址,ARP 采用动态的地址映射,不依赖固定的映射表,比较灵活.ARP 工作原理是,ARP 将映射表放于主机内存中,主要包含32位IP 地址和48 位物理网络硬件地址(如以太网MAC 地址).IP 模块可通过查表的方法找到对应的硬件地址;如果在ARP 映射表中不包含某IP 地址,则将包含该IP 地址的ARP 请求数据报向网络广播,IP 地址与之相同的主机收到该数据报后,发出ARP 响应数据报返回其硬件地址.RARP 逆地址解析协议与ARP 协议正好相反,用于将物理网络硬件地址翻译为IP 地址.它使得只知道自己硬件地址的主机能够从RARP 服务器获知自己的IP 地址.ARP 能应用于DNS 域名服务中,RARP 则可支持无盘工作站自举系统时获取自己的IP 地址.无盘工作站启动时,自动以广播形式发出RARP 请求数据报,并在其中写入自己的硬件地址,物理网络中只有RARP 服务器才能处理该数据报,RARP 查找映射表找出该硬件地址对应的IP 地址,并通过RARP 响应数据报发回该无盘工作站.ICMP 和IGMP 都使用IP 协议,依靠IP 数据报来传递ICMP 报文或IGMP 报文.ICMP允许主机或路由器报告差错和异常情况,还可实现网络通信量控制、路由重定向等控制功能,为网络管理提供了获取网络状态并进行相应控制处理的支持.一个主机使用IGMP 的目的是让局域网中其他主机和所有路由器能够知道它是某个组的成员,IGMP 利用局域网广播特性组播主机与路由器之间高效率地交换信息,支持了IP 网的组播功能.5、IP 地址分为几类?各如何表示?IP 地址的主要特点是什么?解答IPv4 地址长32 位,可分为5 种类型,除最高5 位状态为11110 的E类地址保留外,最高位为0 的IP 地址属于A 类地址;最高 2 位为10,则属于B 类;最高3 位为110 称为C类地址;D 类则作为组播地址,最高 4 位状态为1110.下面进一步讨论A、B、C 三类地址:IP 地址分为网络号与主机号两部分,每个网络号标识一个网络,主机号标识每个网络中的某个主机.将32 位IP 地址分为 4 个8位码段,A 类IP 地址的网络号占最高一个码段,其余三个码段代表主机号,因此使用 A 类IP 地址的 A 类网络的特点是网络数少,每个网络支持的主机多.A 类网络的有效网络号范围为00000001 到01111110,网络地址的十进制表示为 1.x.x.x 到126.x.x.x,x 取值0 到255.网络号0 和127 被保留,0 代表整个Internet 网络,127 可用于任意一台主机的环回测试.另外,网络号10 可用作内部专网.共有125 个A类网络可供分配.B 类地址的网络号和主机号各占两个码段,网络地址范围为128.x.x.x 到191.x.x.x,最多有214-2=16382 个B类网络.每个网络可支持65534 台主机,主机号为0 代表整个网络,全1为广播地址.网络号172.16 至172.31 共16 个B类网络保留给内部专网使用.C 类地址和 A 类地址正好相反,主机号占地址最低 1 个码段,其余3 个码段都表示网络号,网络地址范围为192.x.x.x 到223.x.x.x,221-2=2097150 个C类网络.每个网络支持主机最多254个.共有256 个C类网络保留给内部专网,网络号为192.168.0 到192.168.255.可以使用子网掩码,动态调节网络号和主机号,比如,可以使用掩码255.255.255.192将一个 C 类网络划分成4 个子网,也可使用掩码255.255.254.0 通过无类别域间路由协议CIDR 将两个C 类网络合并为一个可支持510 个主机的网络.IP 地址具有以下一些特点:(1) IP 地址是一种非等级的地址结构,也就是说,和电话号码的结构不同,IP 地址不能反映任何有关主机位置的地理信息.(2) 当一个主机同时连接到两个网络时,该主机就必须具有两个相应的IP 地址.其网络号net-id 是不同的.这种主机称为多穴主机(multihomed host).(3) 由于IP 地址中含有网络号,因此严格地讲,IP 地址不仅是指明一个主机(或路由器),而且指明了一个主机(或路由器)到一个网络的连接.(4) 与某个局域网相连接的主机或路由器的IP 地址中的网络号都必须是一样的.(5) 路由器总是具有两个或两个以上的IP 地址.(6) 按照Internet 的观点,用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络,因此这些局域网都具有相同的网络号.(7) 在IP 地址中,所有被分配了网络号的网络,不管是地域很小的局域网还是覆盖了很大地理范围的广域网,都是平等的.(8) IP 地址有时也可以用来指明单个网络的地址,此时只要将该IP 地址的主机号置为全0 即可.6、试说明IP 地址与网络硬件地址的区别.为什么要使用这两种不同的地址?解答一台主机的IP 地址是该主机在经过IP 层抽象的互联网上的全局地址,网络硬件地址也称MAC 地址,是该主机在具体物理网络上的地址.在互联网上看到的是IP 数据报,执行IP 协议的路由器根据数据报中的IP 地址选择路由,并通过该路由器将IP 数据报转发到下一跳.具体的物理网络的链路层看到的是MAC帧,IP 数据报被封装进MAC 帧中,按照MAC 帧中目的MAC 地址寻址.因此两个地址同时都需要使用.7、(1)子网掩码为255.255.255.0 代表什么意思?(2)一网络的当前掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?(3)一个A 类网络和一B 类网络的子网号分别为16 位1和8位1,问这两个网络的子网掩码有何不同?(4)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255,它是否为一个有效的子网掩码?解答(1) 是C类地址对应的默认子网掩码.但也可能是A 类地址或B 类地址的掩码,即代表将一个 A 类网络划分成了65536 个子网,或者将一个B 类网络划分为256 个子网.主机号由最低8 位决定,路由器根据高24 位寻找网络.(2) 6 个主机.(3) 子网掩码是一样的,与(1)的掩码相同.但子网数目不同.(4) 有效,但不推荐这样的用法.8、C 类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?解答有,可充分利用IP 地址,可方便地支持VLAN.对于小网络,这样做还能进一步简化路由表.9、试辨认以下IP 地址的网络类别.(1)128.36.199.3(2)21.12.240.17(3)183.194.76.253(4)192.12.69.248(5)89.3.0.1(6)200.3.6.2解答(1)和(3)是B类地址;(2)和(5)是A类;(4)和(6)是C类.10、某单位有28 个部门,拥有4000 多台计算机,每个部门最多不超过250 台机器.现在打算接入Internet,但只申请到了5 个公开的合法 C 级IP 地址.要使该单位所有机器都能访问外部网站,怎么办?解答大家可能想到的解决方案就是使用代理服务.除把合法IP 地址分配给WEB、E-mail、DNS、DHCP 等服务器外,至少必须分配一个IP 地址给代理服务器.有可能的话,为多台代理服务器分配IP 地址.那么给其它机器分配什么地址?根据问题中的条件,你可以把每个部门构造为一个 C 级IP 网络.随便找28 组C级IP地址在单位内部使用,所有机器通过代理服务器进入Internet.但在内部使用别人的地址,也是一种侵权行为,尽管人家不一定追究你.怎么办?不要着急!IP 地址空间中,除了我们曾提到的0.0.0.0 和127.0.0.0 两个 A 类网络的IP地址保留外,还保留三个区域作为专用IP 地址(Private IP).这三个地址范围为:10.0.0.0.~ 10.255.255.255 1 个A类网络172.16.0.0.~ 172.31.255.255 16 个B类网络192.168.0.0.~ 192.168.255.255 256 个C类网络这些地址专门用来支持建设单位内部Intranet,使用这些地址是合法的.比如,南京大学校园网就使用172.16.0.0 来支持学生虚拟IP 地址的分配,将这个 B 类网络通过分割子网的方法将这些地址按每个子网最多254 台设备划分给不同的建筑物,最多254 个子网.当然也可以按不均等分割子网划分方案,见下题.鼓楼校区逸夫馆的子网的主机IP 地址范围是172.16.28.1~172.16.28.254.根据上面的问题,可以用专用 C 级IP 地址把每个部门类网络设置成一个 C 类网络.也可采用南京大学类似的 B 级地址方案.11、某集团公司的网络中心给其一个下属公司分配了一个B 级IP 子网地址172.20.0.0/20. 这个下属公司有10 个部门,需要将该子网进一步分割成10 个子网.其中软件开发部有300 台机器需要分配IP 地址,其余有两个部门各需要100 个IP,四个部门需要50 个,三个部门需要10 个.如何有效地分配地址?解答题中/20 是子网掩码的一种表示方法,表示32 比特子网掩码中含有20 个1,该掩码也可写成255.255.240.0.由于软件开发部需要300 个IP,因此有28<300<29,32-9=23,该开发部子网掩码为/23.网络有原来的/20 分割为/23,共分23=8 个子网,且只有6 个可用(想必大家已经明白原因).按常规的子网分割方法无法应付10 个子网的需求.需要采用"变长子网掩码"(VLSM—Variable Length Subnet Mask)技术来建立不均等分割子网.其做法如下:(1) 使用子网掩码/23,将子网172.20.0.0/20 切分为8 段,可用的6 段各有510 个有效IP.将其中一段分配给软件开发部,足以满足其300 个IP 的需要.(2) 从余下的5 段中将一段再细分为4 个子网,子网掩码为/25,每个子网有126 个有效IP.将可用的两个子网分配给需求100 个IP 的部门.(3) 再从剩下的4 段中取一段分割成8 个子网,子网掩码/26.每个子网62 个有效IP.4 个子网分配给需要50 个IP 的四个部门.(4) 将余下的2 个可用的/26 子网分别各自再分成4 个/28 子网,总共8 个子网中只有4 个子网可用,每个子网14 个有效IP.分配给3 个需要10 个IP 的部门,还余1个/28 子网.按此法分配后,还余三段/23 子网和一段/28 子网未分配,可用于以后网络的扩展.从常规分割子网IP 不够用到不均等分割子网IP 富足有余,可以看出后者的优越性.但是需要注意的是,采用VLSM 方法不能利用最简单的RIP 路由协议(参阅RFC1058),在网际互联时需要考虑兼容性.12、南京大学计算机系所在的逸夫馆6 楼至10 楼要组建一个网络,现有500 台机器要分配IP 地址.学校给了我们可构成2 个C类网络的2 组IP 地址202.119.36.0~202.119.36.255 和202.119.37.0~202.119.37.255,怎样利用它们构成一个支持500 台机器的网络?解答我们已经知道,把一个默认大小的网络(如C类网络)分成几个范围更小的网络,称为"分割子网".同样,如果把几个默认大小的网络合并成一个更大的网络,则我们将它称为"合并网络".合并网络通过一种"超网寻址"(Supernet Addressing)技术来实现,该技术由"无类别域间路由"(CIDR—Classless Inter-Domain Routing)协议所规范.问题中提到的202.119.36.0 和202.119.37.0 两个C 类网络可提供508 个有效IP 地址,能满足IP 地址需求量,但按照默认的 C 级子网掩码(255.255.255.0 或/24),组成的是两个C类网络.系内分属于两个网络的机器不能直接沟通,需要使用路由器来转发数据.如果子网掩码中默认的主机域向网络域借用 1 个比特,将1改成0,则变成新的子网掩码255.255.254.0 或/23.由此将两个 C 类网络组成一个无类别网络,网络中的任何成员主机之间通信无须使用路由器,只需要提供实现该网络内外数据交换所需的转发路由器.此外,还可多出两个IP 地址供分配(202.119.36.255 和202.119.37.0).需要指出的是,与此网络相连的所有路由设备必须支持而且启动CIDR 协议.13、IP 数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据,这样做的最大好处是什么?坏处是什么?解答在首部中的错误比在数据中的错误更严重.例如,一个坏的地址可能导致分组被投寄到错误的主机.许多主机并不检查投递给它们的分组是否确实是要投递给它们的.它们假定网络从来不会把本来是要前往另一主机的分组投递给它们.数据不参与检验和的计算,是因为如果数据参与检验和,时间上的额外开销会大大增加,因为数据通常比首部要长得多.再则高层协议通常会对数据进行这种检验工作,IP 层对数据检验显得重复和多余.因此,IP 数据报中的首部检验和不检验数据报中的数据,可以加快分组的转发.缺点是数据部分出现差错时不能及早发现.14、一个3200 比特长的TCP 报文传到IP 层,加上160 比特的首部后成为数据报.下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来.但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200 比特.因此数据报在路由器必须进行分片.试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的"数据"当然指的是局域网看见的数据)?解答进入本机IP 层时报文长度为3200+160=3360 比特,然后封装在第一个局域网的数据帧中(如果第一个局域网的数据帧的数据部分最大长度小于IP 数据报的长度,则要分片),到达连接两个局域网的路由器后,将IP 数据报取出(如果分片则需要重组合并成IP 数据报),再送入第二个局域网.由于第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200 比特,1200 数据部分扣除160 比特IP 首部开销,只能承载1040 比特净负荷.3200 比特可分为4片,最后一片为80 比特.4 片需要有 4 个IP 首部,共计640 比特,所以第二个局域网向其上层(IP 层)要传送3200+640=3840 比特的数据.15、设某路由器建立了如表1 所示的路由表:此路由器可以直接从接口0 和接口 1 转发分组,也可通过相邻的路由器R2,R3 和R4进行转发.现共收到 5 个分组,其目的站IP 地址分别为:(1)128.96.39.10(2)128.96.40.12(3)128.96.40.151(4)192.4.153.17(5)192.4.153.90表1题15 的路由表目的网络子网掩码下一跳128.96.39.0 255.255.255.128 接口0128.96.39.128 255.255.255.128 接口1128.96.40.0 255.255.255.128 R2192.4.153.0 255.255.255.192 R3*(默认) R4试分别计算其下一跳.解答将上述IP 地址与所有的子网掩码相与,结果如果与某一行的目的网络相同,下一站就是该行的最后一列的内容.具体答案为:(1)接口0;(2)R2;(3)R4;(4)R3;(5)R4.16、某单位分配到一个B 类IP 地址,其网络号为129.250.0.0.该单位有4000 多台机器,分布在16 个不同的地点.如选用子网掩码255.255.255.0,试给每一个地点分配一个子网号码, 并算出每个地点主机号码的最小值或最大值.解答因选用子网掩码255.255.255.0,每个子网最多可支持254 个主机.,4000 个站点分布在16 个不同的地点,可以平均每个地点连接250 台主机,小于子网最大主机数.如不平均分布,每个地点主机号码的最小值为1,最大值为254.17、一个数据报长度为4000 八比特组(固定首部长度).现在经过一个网络传送,但此网络能够传送的最大数据长度为1500 八比特组.试问应当划分为几个短些的数据报片?各数据报片的数据字段长度、片偏移字段和M 标志应为何数值?解答数据报长度为4000 八比特组,去掉固定首部长度20 八比特组,数据字段长度为3980比特,可分为 3 个短些的数据报片.每个数据字段长度分别为1480、1480 和1020 八比特组. 片偏移字段的值分别为0、185、370.M 标志字段的值分别为1、1、0.18、某个IP 地址的十六进制表示是C22F1481,试将其转换为点分十进制的形式.这个地址是哪一类IP 地址?解答用点分十进制表示,该IP 地址是194.47.20.129,为C类地址.19、有人认为:"ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务,因此ARP 应当属于数据链路层."这种说法为什么是错误的?解答ARP 不是向网络层提供服务,它本身就是网络层的一部分,帮助向传输层提供服务.在数据链路层不存在IP 地址的问题.数据链路层协议是象HDLC 和PPP 这样的协议,它们把比特串从线路的一端传送到另一端.20、ARP 和RARP 都是将地址从一个空间映射到另一个空间.在这个意义上讲,它们是相似的.然而ARP 和RARP 在实现方面却有一点很不相同.请指出这个不同点.解答在RARP 的实现中有一个RARP 服务器负责回答查询请求.在ARP 的实现中没有这样的服务器,主机自己回答ARP 查询.请参阅有关ARP 和RARP 书籍.顺便指出,ARP 协议数据报可以通过IP 路由器转发;而RARP 则无法通过IP 路由器转发,即只局限于单个广播域内.21、在因特网上的一个B 类地址的子网掩码是255.255.240.0.试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?解答对于一个 B 类网络,高端16 位形成网络号,低端16 位是子网或主机域.在子网掩码的低16 位中,最高有效4 位是1111,因此剩下12 位(第3码段低 4 位和第4 码段)用于主机号.因此,存在4096 个主机地址,但由于全0 和全1 是特别地址,因此最大主机数目应该是4094.22、在IPv4 首部中有一个"协议"字段,但在IPv6 的固定首部中却没有.这是为什么?解答设置协议字段的目的是要告诉目的主机把IP 分组交给哪一个高层协议处理程序(TCP或UDP).中途的路由器并不需要这一信息,因此IPv6 不必把它放在主首部中.实际上,这个信息存在主首部中,但被(下一首部字段)伪装了.最后一个扩展首部的下一首部字段就用于指向高层协议.23、当使用IPv6 时,是否ARP 协议需要改变?如果需要改变,那么应当概念性的改变还是技术性的改变?解答从概念上讲,不需要改变.在技术上,由于被请求的IP 地址现在变大了,因此需要比较大的域(也称段).24、IPv6 使用16 个八比特组地址空间.设每隔1 微微秒就分配出100 万个地址.试计算大约要用多少年才能将IP 地址空间全部用完.可以和宇宙的年龄(大约有100 亿年)进行比较.解答使用16 个八比特组,总的地址数为2128或3.4*1038.如果我们以每10-12秒106(亦即每秒1018)个地址的速率分配它们,这些地址将持续3.4*1020秒,即大约1013年的时间.这个数字是宇宙年龄的1000 倍.当然,地址空间不是扁平的,因此它们的分配是非线性的,但这个计算结果表明,即使分配方案的效率为千分之一,这么多地址也永远都不会用完.25、在什么情况下需要使用源站选路?解答可以在IPv6 的路由选择扩展首部中给出到达目的站沿途经过的路由器,使用源站选路策略.当互联网路由器不保持路由表时,必须使用源站选路实现路由选择.26、IGP(IRP)和EGP(ERP)这两类协议的主要区别是什么?解答IGP 是自治系统内部的路由协议,为了计算自治系统内从给定的路由器到任意网络的最小费用路径,IGP 需要为自治系统内的路由器建立相当详细的路由器相互连接模式.而EGP 则是自治系统间的路由协议,在各自独立管理的不同自治系统上的路由器之间交换概要性的可达信息,通常比EGP 更加简单,不如IGP 使用的信息详细.27、试叙述RIP、OSPF 和BGP 路由协议的主要特点.解答RIP(Routing Information Protocol)协议是一个基于距离向量的分布式路由选择协议,其最大优点是就是简单.RIP 将距离定义为目的网络所经过的路由器数目(跳数),每经过一个路由器,跳数加 1.RIP 认为一个好的路由就是跳数少,即距离短.主要特点有:(1)RIP 只适用于小型网络,最大跳数为15,当跳数为16 则认为不可达;(2)RIP 只能在两个网络之间选择一条路由,不能同时使用多条路由;(3)RIP 让互联网中所有路由器每隔30秒向相邻路由器广播自己的整个路由表,各路由器根据交换的距离信息,修改各自的路由表;(4)RIP 使用运输层的用户数据报UDP 进行传送信息.OSPF 克服了RIP 限制网络规模、交换完整路由信息开销大、路由更新过程收敛时间过长等缺点,但要复杂得多.之所以称为开放最短路径优先,表明是一种公开发表的协议,并使用了Dijkstra 最短路径算法.OSPF 最主要的特征就是它是一种分布式链路状态协议,而不是RIP 那样的距离向量协议.OSPF 要点如下:(1)所有路由器都维持一个链路状态数据库,即整个互联网拓扑的有向图;(2)每个路由器使用链路状态数据库中的数据计算出自己的路由表;(2)只要网络拓扑发生变化,将引发链路状态数据库快速更新,各路由器重新计算出新的路由表,更新过程收敛快是OSPF 主要优点;(3)OSPF 依靠各路由器之间交换更新的链路状态信息,维持全网范围内链路状态数据库的一致性(链路状态数据库同步);(5) OSPF 不用UDP 而是直接使用IP 数据报来传送信息.BGP 基本上也是一个距离向量协议,但与RIP 这样的其它距离向量协议有很大区别.BGP 中将连接网络的路由器称为站,BGP 不是保留通往每个目的站的费用,而是保留到达该目的站的完整路由.BGP 也不是把每一个可能的目的站的费用周期性地通知其邻站,而是将它使用的每一个路由告诉邻站.邻站指接在同一个子网的两个路由器,若两个邻站分属于两个不同的自治系统,而其中一个邻站想和另一个邻站定期交换路由信息,则应该有一个商谈过程,该过程称为邻站获取(通过Open 和keepalive 报文实现).一旦邻站关系建立,需要用邻站可达性过程(彼此周期性交换keepalive 报文)来维持.每个路由器维护一张含有所能到达的子网以及到此子网的最佳路由的路由表,当路由表发生变化时,路由器执行网络可达性过程,用广播方式对所有BGP 路由器发出一个Update 报文.BGP 解决了通常的距离向量路由选择算法中路由更新过程收敛慢的问题.28、ICMP 的协议的要点是什么?解答ICMP 允许主机或路由器报告差错或异常情况,还可以提供通信量控制、改变路由、测试网络实体是否能够通信、询问地址掩码、测试路由时延等功能.IP 是一种不可靠的网络服务协议,只能"尽最大努力"传送,可能会丢弃数据报,ICMP则允许在数据报无法投递的情况下通知发送端.ICMP 报文封装在IP 数据报中传送,但它不是高层协议,而仍然是IP 层的协议.ICMP 报文分为差错报文和ICMP 询问报文两类.改变路由(Redirect—重定向)是使用最频繁的ICMP 差错报文,ICMP 询问报文的一个典型用例是,应用程序PING(Packet InterNet Groper)使用回送(Echo)请求和回送应答报文来测试两个主机之间是否可达.29、IPv6 没有首部检查和,这样做的优缺点是什么?解答因为IPv6 的扩展首部使得整个首部总长度是变化的,且主首部中只有净负荷长度,要知道主首部加上各扩展首部有多长需要经过较繁的计算.此外,有些扩展首部(如路由选择首部)的内容还需要修改,因此,首部检查和需要沿途路由器反复计算.IPv6 没有首部检查和,优点是沿途路由器开销小,效率高.缺点是可能会因为首部出错而误操作,比如,将IP v6 分组交付给不正确的目的主机.30、当某个路由器发现一数据报的首部检查和有差错时,为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报?检验首部差错为什么不采用CRC 检验码?解答因为其高层运输协议已经提供了丢包重传的功能,当数据报的首部检查和有差错时,互联网层采取丢弃策略,运输层协议会将按照数据报丢失一样来处理.因为数据报首部有些参数可能不断改变,在从源主机到目的主机每一跳都要重新计算检验码,计算检查和比生成CRC 检验码要快速得多.31、描述IP 路由选择的要点.解答一个TCP/IP 网络是由多个物理网络互联而成的,连接这些物理网络的路由器常称为IP网关,每个网关都有两个或多个网络的直接连接.与网关不同,主机通常只连接到一个物理网络,当然,多穴主机(multihomed host)是一个例外.选择IP 分组通路的过程被称作路由选择.IP 路由选择基于目的网络,而不是目的主机,因此IP 路由有直接和间接之分.位于同一物理网络的主机之间的通信称为直接路由通信. 不在同一物理网络的主机之间的通信称为间接路由通信.直接路由选择由物理网络传输系统完成,而通过网关将IP 分组转发到一个与源主机没有直接连接的网络所进行的路由选择则叫做间接路由选择.判断目的地址是否与源主机同在一个直接相连的物理网络的方法是,发送者抽取目的IP 地址的网络号,与自己IP 地址的网络号相比较.如果相同,就直接投递.在本地网络划分子网的情况下,如果目的地址属于本地的另一个子网,那么这里所说的IP 地址的网络号也包含子网号,也就是说,可以把本地不同的子网也当作不同的物理网络看待.对于跨越不同物理网络的间接路由,源主机发出的IP 分组一旦通过本物理网络到达通往目的网络的一个网关,软件就从物理网络的数据帧中抽出分组,路由选择程序可以选择通向目的网络的下一网关,IP 分组再一次被封装进帧中,并在第二个物理网络上发往该网关,如此继续下去,直至到达目的物理网络,将分组放入该物理网络的数据帧中直接投递给目的。
王道计算机网络第四章网络层思维导图
BGP-4的四种报文
4.NOTIDICATION（通知）报文：报告先前报文的差错；也被用于关闭连接
RU
RIP是一种分布式的基于距离向量的内部网关路由选择协议，通过广播UDP报文 来交换路由信息
OI
OSPF是一个内部网关协议，要交换的信息量较大，应使报文的长度尽量短，所以 不使用传输层协议（如UDP或TCP），而是直接采用IP
为了使OSPF能够用于规模很大的网络，OSPF将一个自治系统再划分为若干个更小 的范围，叫做区域，每一个区域都有一个32位的区域标识符（用点分十进制表示）
区域也不能太大，在一个区域内的路由器最好不超过200个
区域
OSPF
自治系统内IGP
路由选择协议（层次路由）
路由选择
分组
OSPF直接用IP数据报传送
5.收到邻站的LSR分组后，发送【LSU链路状态更新分组】进行更新
链路状态路由算法
6.更新完毕后，邻站返回一个【LsAck链路状态确认分组】进行确认
5.泛洪发送【LSU链路状态更新分组】进行更新 6.更新完毕后，其他站返回一个【LsAck链路状态确认分组】进行确认 7.使用Dijkstra根据自己的链路状态数据库构造到其他节点间的最短路径
1.每隔30min，要刷新一次数据库中的链路状态
2.由于一个路由器的链路状态只涉及到与相邻路由器的连通状态，因而与整个互 联网的规模并无直接关系，因此当互联网规模很大时，OSPF协议要比距离向量协 议RIP好得多
其他特点
3.OSFP不存在坏消息传得慢的问题，它的收敛速度很快
与其他AS的邻站BGP发言人交换信息
只要一个路由器的链路状态发生变化：
全局性
动态路由/自适应路由算法
应用：OSPF协议
大学《计算机网络》章节练习题及答案-第四章网络层
大学《计算机网络》章节练习题及答案-第四章网络层第4章网络层一、选择题1.以下关于静态路由说法不正确的是（）。
A.静态路由通常由管理员手工建立B.静态路由可以在子网编址的互联网中使用C.静态路由不能随互联网结构的变化而自动变化D.静态路由已经过时，目前很少有人使用2.关于数据报通信子网，下述说法（）是正确的。
A. 第一个分组需要路由选择，其他分组沿着选定的路由传输B. 第一个分组的传输延迟较大，其他分组的传输延迟很小C. 每个分组都包含源端和目的端的完整地址D. 分组可以按顺序、正确地传输给目的站点3.下列关于虚电路子网和数据报子网的说法中，（）是错误的。
A. 虚电路子网必须在通信前先建立连接B. 虚电路子网最大的优点是所传输的数据是按序的，且没有额外的延时C. 数据报子网采用的是存储转发机制，所以延时较大，且不可估计D. 数据报子网最大的缺点是途中每个节点都可能出故障，所以健壮性较差4.在分组交换网络和虚电路交换网络中，目的主机地址对于网络层的每个数据包来说，下列说法中，（）是正确的。
A. 在分组交换网络中每个数据包必须携带完整的目的主机地址，而虚电路交换网络则不必B. 在虚电路交换网络中每个数据包必须携带完整的目的主机地址，而分组交换网络则不必C. 在分组交换网络和虚电路交换网络中，每个数据包都不必携带完整的目的主机地址D. 在分组交换网络和虚电路交换网络中，每个数据包都必须携带完整的目的主机地址5.为了数据传输,在网络的源节点和目的节点之间建立一条虚电路,它是( )。
A.逻辑通路,专用的B.物理通路,专用的C.逻辑通路,非专用的D.物理通路,非专用的6.完成路径选择功能是在OSI模型的（）。
A.物理层B.数据链路层C.网络层D.运输层7.在互联网中，以下哪些设备需要具备路由选择功能？（）A.具有单网卡的主机B.具有多网卡的宿主主机C.路由器D.以上设备都需要8.IP层的功能不包括（）。
A.无连接的数据报传输B.数据报路由选择C.差错处理D.提供可靠连接9.如果多个互连局域网的高层协议不同，例如一种是TCP/IP协议，另一种是SPX/IPX协议，那么互连这些局域网必须选择（）。
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网际层的 IP 协议及配套协议
应用层 运输层 网络层 （网际层） 网络接口层 各种应用层协议 (HTTP, FTP, SMTP 等) TCP, UDP ICMP IGMP IP RARP ARP 与各种网络接口 物理硬件
4.2.1 虚拟互连网络
网络互相连接起来要使用一些网络互连设备，不同的协议层 有不同的网络互连设备。如果互连设备是第i层的设备的话， 那么在这个设备上就要具备从第一层到第i层的协议。
直接交付和间接交付
A 间接交付 间接交付 间接交付 直接交付 C
直接交付
B
直接交付不需要使用路由器 但间接交付就必须使用路由器
H1 5 4 3 2 1 主机 H1 间接交付
分组在互联网中的传送
R1 3 2 1 R1 间接交付 2 1 R2 间接交付 2 1 R2 3 2 1 2 1 R3 R3 3 2 1
网络随时接受主机发送的分组（即数据报） 网络为每个分组独立地选择路由。
提供数据报服务的特点
H2 H4 D B
H1 向 H5 发送分组 路径可能变化
H1 A
H6 E
H5 C H3 分组交换网
网络尽最大努力地将分组交付给目的主机， 但网络对源主机没有任何承诺。
提供数据报服务的特点
H2 D B H4
H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网
Application Layer Transport Layer Network Layer Date Link Layer Physical Layer
Application Gateway Transport Gateway Router Bridge, Switch HUB, Repeater
4.2.2 分类的 IP 地址
1. IP 地址及其表示方法
我们把整个因特网看成为一个单一的、抽 象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特 网上的主机（或路由器）分配一个在全世 界范围是唯一的 32 位的标识符。 IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配
网络不保证所传送的分组不丢失 也不保证按源主机发送分组的先后顺序 以及在时限内必须将分组交付给目的主机 提供数据报服务的特点
H2 D B H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网 H4
当网络发生拥塞时 网络中的结点可根据情况将一些分组丢弃
提供数据报服务的特点
H2 D B H4
H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网
互连网络与虚拟互连网络
路由器 网络
网络 网络 虚拟互连网络 （互联网） 网络
网络
(a) 互连网络
(b) 虚拟互连网络
虚拟互连网络的意义
所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的 意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本 来是客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可 以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是 一个统一的网络。 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主 机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样， 而看不见互连的各具体的网络异构细节。
H2 D B H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网 H4
到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致， 因此网络提供虚电路服务对通信的 服务质量 QoS (Quality of Service)有较好的保证。 提供虚电路服务的特点
H2 D B H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网 H4
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 1 10 D 类地址 A1类地址的网络号字段地 址 多 播 net-id host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
虚电路服务和数据报服务的对比
对比的方面 思路 虚电路服务 可靠通信应当 由网络来保证 必须有 仅在连接建立阶段 使用，每个分组使 用短的虚电路号 数据报服务 可靠通信应当 由用户主机来保证 不要 每个分组都有 目的站的全地址
连接的建立 目的站地址
虚电路服务和数据报服务的对比
对比的方面 分组的转发 虚电路服务 属于同一条虚电路 的分组均按照同一 路由进行转发 所有通过出故障的 结点的虚电路 均不能工作 数据报服务 每个分组独立选择 路由进行转发 故障结点可能丢失 分组，一些路由 可能会发生变化
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 D 类地址 1 1 1 0 多播地址 host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
E 类地址 1 1 1 1
为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
B 110 D 类地址 1 类地址的主机号字段 host-id 多播地址
R5 R5 3 2 2 1 1
间接交付
R4 R4 3 2 2 1 1
主机 H2
5 4 3 2 1
H2
从网络层看 IP 数据报的传送
如果我们只从网络层考虑问题，那么 IP 数据报就可以想象是在网络层中传送。
IP 数据报 网络层 H1 网络层 R1 网络层 R2 网络层 R3 网络层 R4 网络层 R5 网络层 H2
数据报提供的服务是不可靠的， 它不能保证服务质量。 实际上“尽最大努力交付”的服务 提供数据报服务的特点 就是没有质量保证的服务。
H2 D B H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网 H4
尽最大努力交付的好处
如果主机（即端系统）中的进程之间的 通信需要是可靠的，那么就由网络的主 机中的运输层负责（包括差错处理、流 量控制等）。 这种设计思路的好处是：网络的造价大 大降低，运行方式灵活，能够适应多种 应用。 因特网能够发展到今日的规模，充分证 明了当初采用这种设计思路的正确性。
当结点出 故障时
虚电路服务和数据报服务的对比
对比的方面 分组的顺序 端到端的 差错处理和 流量控制 虚电路服务 总是按发送顺序 到达目的站 可以由分组交换网 负责也可以由用户 主机负责 数据报服务 到达目的站时不一定 按发送顺序 由用户主机负责
4.2 网际协议IP
网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。 与 IP 协议配套使用的还有四个协议： 地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol) 逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)
同理，主机 H2 和主机 H6 通信之前，也要建立虚电路。
提供虚电路服务的特点
H2 D B H4
H6 H1 E A H5 C H3 分组交换网
在虚电路建立后，网络向用户提供的服务就好像在 两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。 所有发送的分组都按顺序进入管道，然后按照 提供虚电路服务的特点 先进先出的原则沿着此管道传送到目的站主机。
IP 地址的编址方法
分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法， 在 1981 年就通过了相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的 改进，其标准[RFC 950] 1985 年通过。 [RFC 950]在 构成超网。这是比较新的无分类编址方法。 1993 年提出后很快就得到推广应用。
分类 IP 地址
第 4 章 网络层
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 网络层提供的两种服务 网际协议 IP 划分子网和构造超网 网际控制报文协议 ICMP 因特网的路由选择协议 IP 多播 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT
本章最重要的内容
(1) 虚拟互连网络的概念 (2) IP 地址与物理地址的关系 (3) 传统的分类的 IP 地址（包括子网掩码） 和无分类域间路由选择 CIDR (4) 路由选择协议的工作原理
为 3 字节
E 类地址 1 1 1 1
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit 1 10 D 类地址 A1类地址的主机号字段地 址 多 播 host-id host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
E 类地址 1 1 1 1
为 2 字节
保留为今后使用
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 net-id 16 位 C 类地址 1 1 0 net-id 24 位 1 类地址的网络号字段 地 址 D 类地址 C 1 1 0 多 播 net-id host-id 8位 host-id 16 位 host-id 24 位
4.1 网络层提供的两种服务
网络层为接在网络上的主机所提供的服 务可以有两大类： 面向连接的网络服务（虚电路服务） 无连接的网络服务（数据报服务）
虚电路方式
面向连接的通信方式 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信 所需的一切网络资源。 虚电路网络在传输前要建立一条虚拟的电路， 沿途的路由器负责维护该虚电路的状态，而且 每个分组首部都有一个虚电路号，路由器在收 到分组后根据虚电路号决定转发，建立虚电路 后，所有分组都是沿着同一条路径发送的。 通信结束后释放建立的虚电路。