第四章网络层.doc

【第四章 网络层】\n\n网络层是计算机网络的核心部分，主要负责不同网络之间的数据传输和路由选择。这一章主要介绍了网络层的关键概念和服务类型，以及相关的协议和地址分配。\n\n网络层服务主要分为两种：虚电路服务和数据报服务。虚电路服务确保了可靠的通信，它需要在数据传输前建立连接，每个分组使用短虚电路号进行标识，按预设路径转发。然而，这种服务的缺点在于一旦中间节点出现故障，所有通过该节点的虚电路都会受到影响。相对的，数据报服务则不保证可靠性，每个分组独立选择路由，允许更灵活的网络适应性，但可能导致分组顺序混乱或丢失。\n\n在IP协议部分，它是网络层的核心，与ARP（地址解析协议）、ICMP（网际控制报文协议）和IGMP（网际组管理协议）共同工作。IP协议负责在不同的网络之间转发数据包，而ARP用于将IP地址转换为物理地址（MAC地址），ICMP用于网络诊断和错误报告，IGMP用于多播组的成员管理。\n\n虚拟互连网络的概念是指逻辑上互连的网络，它们可能由各种异构网络组成，并通过不同层次的中间设备连接，如转发器、网桥、路由器和网关。路由器是网络层的关键设备，它根据IP地址进行数据包的转发决策。\n\nIP地址是网络层通信的基础，通常采用分类的IP地址体系，包括A、B、C、D四类。A、B、C类地址用于单播，D类地址用于多播。分类的IP地址由网络号和主机号组成，其中A、B、C类地址的网络号长度分别为8、16和24位，对应的主机数分别可达16777214、65534和254。IP地址的指派范围受到一些特殊地址的限制，例如网络地址、广播地址和保留地址等。\n\n每个IP地址都标识了一个主机或路由器的接口，而同一局域网内的所有设备共享相同的网络号。通过网桥或路由器连接的网络虽然物理上分离，但在逻辑上仍被视为一个网络。因此，理解网络层的工作原理和IP地址的管理对于构建和维护复杂网络系统至关重要。