网络层
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽量大努力交付的数据报服务 网络层不提供服务质量的承诺
• 虚电路服务
○ 可靠通信应当由网络来保证
○ 连接的建立： 必须有
○ 分组的转发： 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发
○ 可靠传输
• 数据报服务
○ 可靠通信应当由用户主机来保证、
○ 连接的建立： 不需要
○ 分组的转发： 每个分组独立选择路由进行转发
○ 尽最大可能传输
中间设备
• 物理层： 转发器
• 数据链路层： 网桥或桥接器
• 网络层： 路由器
• 网络层以上： 网关
网际协议IP——虚拟互连网络： 消除各种物理网络的异构性，使这些各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络
• 物理地址： 数据链路层和物理层使用的地址
• IP地址： 网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址
• IP 地址 ::= {<网络号>,<主机号>}
IP地址编制方法的三个阶段
• 分类的IP地址
• 子网的划分
• 构成超网
IP数据报格式：
ARP 地址解析协议： ARP是解析同一个局域网上的主句或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题
分组转发
(1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
(2) 若网络 N 与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机 D；否则是间接交付，执行(3)。
(3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。
(4) 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。
(5) 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)
(6) 报告转发分组出错。
划分子网
子网掩码：将IP地址划分为网络地址和主机地址
构造超网
地址掩码：一连串的1和0组成，而1的个数就是网络前缀长
构成超网：由于一个CIDR地址块中含有很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目标网络，这种地址的聚合常称为路由聚合，也称构成超网。
两大类路由选择协议：
• 内部网关协议 IGP：一个自治系统内部使用的路由选择协议。有多种协议，如 RIP 和OSPF 协议。
• 外部网关协议 EGP：一个自治系统的边界，将路由选择信息传递到另一个自治系统中。目前使用的就是BGP
RIP协议的优缺点：
• RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
• RIP 协议最大的优点就是实现简单，开销较小。
• RIP 限制了网络的规模，它能使用的最大距离为 15（16 表示不可达）。
• 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加。
RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，其主要特点：
（1）仅和相邻路由器交换信息。
（3）按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。
OSPF最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议，其主要特点：
（1）使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息。
（2）发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
（3）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。
BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议，它采用路径向量路由选择协议，其主要特点：
（1）自治系统AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
（2）BGP只能力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由
路由表包含什么？
• 网络 ID（Network ID, Network number）：就是目标地址的网络 ID。
• 子网掩码（subnet mask）：用来判断 IP 所属网络
• 下一跳地址/接口（Next hop / interface）：就是数据在发送到目标地址的旅途中下一站的地址。其中 interface 指向 next hop（即为下一个 route）。一个自治系统（AS, Autonomous system）中的 route 应该包含区域内所有的子网络，而默认网关（Network id: 0.0.0.0, Netmask: 0.0.0.0）指向自治系统的出口。
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