【计算机网络】第四章.网络层 网络层超硬核复习好物(1)，考前必看！！

第四章 网络层

功能：

将分组沿着网络送达到分路（负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务）

两种服务方式：

虚电路：电信网

数据报：因特网

网络层向其上层只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

网络层在发送分组时不需要先建立连接。

每一个分组（IP数据报）独立发送，与其前后的分组无关。

网络层不提供服务质量的承诺，所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序，也不保证分组交换的时限。

因此，使得网络中的路由器比较简单，价格低廉（与电信网交换机比）。网络造价大大降低，运行方式灵活，能够使用多种应用。

网络层两个层面：

控制层面：传送路由信息，目的：为了在路由器中创建路由表，由此导出为转发分组用的转发表。

比较复杂，因为路由器要创建路由表必须依靠许多路由器协同动作。

数据层面(转发层面）：转发源主机和目的主机之间所传送的数据

比较简单，因为路由器在转发分组时，是独立地根据本路由器的转发表转发分组。

四种不同的中间设备：

1、物理层：转发器

2、数据链路层：网桥或桥接器，以及交换机

3、网络层：路由器

4、网络层以上：网关

当中间设备是转发器或网桥时，这仅仅是把一个网络扩大了，从网络层角度来看，这仍是一个网络，一般并不称之为网络互连。

网关比较复杂，使用较少。

讨论网络互连都是指用路由器进行网络互连和路由选择。

虚拟互联网：

因为参加互连的计算机网络都是用相同的国际协议IP，所以可以把互连后的计算机网络看成一个虚拟互连网络（逻辑互连网），可简称IP网。

间接交付：分组从源节点到目的节点，中间经过路由器（源节点和目的节点没在一个网络上）。

直接交付：不经过路由器。

跳：分组在传送途中的每一次转发都称为一“跳”。

协议：

与国际协议IP配套使用的三个协议：

地址解析协议ARP

国际控制报文协议ICMP

网际组管理协议IGMP

🌟🌟IP地址（32位）

IP地址和表示方法：

IP地址就是给连接到互联网上的每台主机或路由器的每一个接口,分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。（32位二进制代码）

点分十进制法：

将这32位每8位插一个空格（提高可读性，机器中无空格），把这8位数字转换成对应的十进制数，在每段数字间加一个点。

例如：10000000 00001011 00000011 00011111—>128.11.3.31

一个IP地址在整个互联网范围内是唯一的：

32位IP地址采用两级结构，由两个字段组成：

第一个字段是网络号，标志主机或路由器所连接的网络。网络号在互联网内唯一。

第二个字段是主机号，标志该主机或该路由器。在其所连接的网络（前面网络号对应的网络）中唯一。

分类的IP地址

互联网早期采用分类的IP地址。

分类：

单播地址（一对一通信）：

A类（网络号8位）

B类（网络号16位）

C类（网络号24位）

多播地址（一对多）：

D类

保留地址：

E类

写出网络地址（主机号全0）、广播地址（主机号全1）、 可分配的IP地址范围:

一般全0和全1的主机号不指派。

A类 0 （0000 0000——0111 1111）可指派的网络号是126个（2^7-2)（-2是因为有两个网络号不指派：全0的网络号表示本网络，01111111网络号保留作为本地软件环回测试），A类网络最大主机数2^24-2

B类 10 可分配网络数2^14，最大主机数2^16-2

C类 110 可分配网络总数2^21,最大主机数2^8-2=254

D类 1110

E类 1111

例：

10.7.10.9

为A类，net-id有8位，host-id有24位

网络地址：10.0.0.0

广播地址：10.255.255.255

可分配的IP地址范围：10.0.0.1———10.255.255.254

子网掩码：255.0.0.0

192.168.3.5

为C类，net-id有24位，host-id有8位

网络地址：192.168.3.0

广播地址：192.168.3.255

可分配的IP地址范围：192.168.3.1——192.168.3.254

子网掩码：255.255.255.0

判断一下168.172.3.3和168.172.12.4是否在同一个网络？

是。他们都是B类地址，他们的网络地址都是168.172.0.0

子网划分

思想：

一个单位内部的事情，借主机号来标识子网，现有的主机号会减少相应的位数

子网掩码：

32位二进制，一连串的1和一连串的0构成，网络位和子网位对应1，现有的主机位对应0

二进制的IP地址和子网掩码进行按位AND运算可以得出网络地址。

默认子网掩码：

A类 255.0.0.0 B类255.255.0.0 C类255.255.255.0 D类255.255.255.255

（1）给出IP地址和子网掩码，判断其所在子网的网络地址

技巧：255或0

（2）根据需求进行子网划分（地址分配）

等长子网划分：

每个子网容量（可分配的IP地址数量）相等

【例】 现有一个B类网络145.13.0.0，需要分给4个部门，如何分？写出每个子网的网络地址、子网掩码、广播地址、可分配IP地址范围

思路：145.13不动，16位主机号中借2位作为子网位，现有主机号剩了14位

子网1：00

网络地址：145.13.0.0

子网掩码：255.255.192.0

广播地址：145.13.63.255

可分配地址范围：145.13.0.1——145.13.63.254

子网2：01

网络地址：145.13.64.0

子网掩码:255.255.192.0

广播地址：145.13.127.255

子网3：10

网络地址：145.13.128.0

子网掩码：255.255.192.0

广播地址：145.13.191.255

子网4：11

网络地址：145.13.192.0

子网掩码：255.255.192.0

广播地址：145.13.255.255

变长子网划分：

每个子网容量（可分配的IP地址数量）不同，按子网容量递减的顺序依次满足

【例】现有一个C类的网络192.168.1.0，需要满足3个子网的需求，每个子网可分配的IP地址数量分别为40，100，50，如何分配？写出每个子网的子网地址、子网掩码、广播地址和可分配的IP地址范围

思路：

子网1：容量100，子网位是1，主机号剩下7位，126>100

网络地址：192.168.1.128

子网掩码：255.255.255.128

广播地址：192.168.1.255

可分配的IP地址范围：192.168.1.129——192.168.1.254

子网2：容量50，子网位是01，主机号剩下6位，62>50

网络地址:192.168.1.64

子网掩码：255.255.255.192

广播地址：192.168.1.127

可分配的IP地址范围：192.168.1.65——192.168.1.126

子网3：容量40，子网位是00，主机号剩下6位，62>40

网络地址：192.168.1.0

子网掩码：255.255.255.192

广播地址：192.168.1.63

可分配的IP地址范围：192.168.1.1——192.168.1.62

本次计算机网络内容就到这里咯！

下次见~