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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~~
