计算机网络(第五版)答案第四章.pdf

计算机网络是信息技术领域的重要组成部分，主要负责不同网络之间的通信与数据传输。第五版《计算机网络》第四章主要探讨网络层的功能、服务以及相关的协议。网络层是互联网协议栈中的核心层次，它向上提供了两种主要服务：面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务。 1. 面向连接的服务通过预先建立的路径来传输数据，确保数据的可靠性，如ATM和帧中继网络。优点在于能提供服务质量保证，包括无错误、丢失、重复和失序的分组传输，以及时间限制。但这种服务的缺点是需要复杂的路由器和较高的网络成本。 2. 无连接的服务，如IP，不预先分配资源，而是尽最大努力交付数据，不保证服务质量。优点是网络资源利用率高，但可能导致数据包丢失、重复或顺序混乱。 网络互连的实际意义在于扩大资源共享范围和通信区域。进行网络互连时，需要解决的问题包括但不限于：地址转换、分组大小限制、接入机制、超时控制、差错恢复、状态报告、路由选择、用户接入控制、服务类型以及管理与控制方式等。 中间设备是实现网络互连的关键，它们在不同层次上起作用： - 转发器（物理层）：增强信号，使信号能在更长距离内传输。 - 网桥（数据链路层）：隔离冲突域，实现不同局域网之间的数据传输。 - 路由器（网络层）：根据IP地址进行网络间的数据包转发。 - 桥路器（网桥和路由器的结合体）：结合两者功能，既处理数据链路层信息，也处理网络层信息。 - 网关（网络层以上）：处理更高层次的协议转换，如应用层协议。 网络层的一些关键协议有： - IP协议：提供基本的网络互连，让不同性能的网络对用户透明，是TCP/IP体系的核心协议之一。与之配合的有ARP、RARP和ICMP等。 - ARP（地址解析协议）：将IP地址转换为对应的硬件地址，用于同一局域网内的通信。 - RARP（反向地址解析协议）：相反地，将硬件地址转换为IP地址，主要服务于没有IP配置能力的设备。 - ICMP（Internet控制消息协议）：用于发送错误报告和查询信息，提高IP数据包的成功交付。 IP地址分为五类：A、B、C、D、E类。其中，A、B、C类用于标识主机和网络，D类用于多播，E类保留。每个类别的地址由网络号和主机号两部分组成，网络号标识主机所在的网络，主机号标识主机本身。IP地址的特点包括分等级结构、可动态分配主机号、支持多归属主机、以及网络号和主机号的区分。 根据IP地址规定，可以计算出各类网络的可用网络数和主机数。例如，A类网络中，网络数最多126个，主机数最多16777214个；B类网络中，网络数最多16384个，主机数最多65534个。 网络层在计算机网络中起着至关重要的作用，它不仅定义了数据在网络中的传输方式，还涉及到了多个关键协议和网络互连设备，这些都是构建和维护现代互联网的基础。理解这些概念和技术对于从事IT行业的人来说至关重要。