主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
image.png
网络层的功能
- 路由选择与分组转发 最佳路径
- 异构网络互联
- 拥塞控制（全局性，与流量控制不一样）：开环控制、闭环控制
路由算法及路由协议
路由算法
最佳路由：“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。
路由表的表项有目的网络IP地址、子网掩网、下一跳IP地址、接口
路由算法的分类
- 静态路由算法：管理员手工配置路由信息
- 动态路由算法：路由器间彼此交换信息，按照路由算法优化出路由表项
分层次的路由选择协议
原因：1. 因特网规模很大；2. 不想让外界知道自己的路由选择协议但想连入因特网
- 内部路由器协议(IGP) RIP, OSPF
- 外部路由器协议(EGP) BGP
RIP协议
是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议是因特网的协议标准，最大优点是简单，要求网络中的每一个路由器都维护从它自己到其他每一个目的网络的唯一最佳距离记录。
OSPF协议
BGP协议
IP数据报格式
TCP/IP协议栈
image.png
IP数据报格式
image.png
image.png
IP数据报分片
MTU：链路层数据帧可封装数据的上限
image.png
IPv4
IP编址的历史阶段
分类的IP地址->子网的划分->构成超网（无分类编址方法）
IP地址：全世界唯一的32位/4字节标识符，表示路由器主机的接口
IP地址：{<网络号><主机号>}
image.png
image.png
路由器对目的地址是私有IP地址的数据报一律不进行转发
网络地址转换NAT
网络地址转换：在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件，安装了NAT软件的路由器叫NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。
NAT路由器维护一张转换表用于内网与外网的数据通信。
子网的划分
image.png
分类的IP地址的弱点：
- IP地址空间的利用率有时很低
- 两级IP地址不够灵活
image.png
image.png
ARP协议
完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射
主机如何获得IP地址？
- 静态配置：IP地址、子网掩码、默认网关
- 动态配置：由DHCP服务器、交换机给移动设备分配IP
ICMP协议
国际控制报文协议
IPv6
从根本上解决地址耗尽的问题
image.png
image.png
image.png
IPv6向IPv4过渡的策略：双栈协议、隧道协议
IP组播
IP数据报的三种传输方式
- 单播：点对点
- 广播：点对多点
- 组播（多播）：点对多点
IGMP协议
移动IP
与动态IP区分开
移动IP技术是移动节点以固定的网络IP地址，实现跨越不同网段的漫游功能，并保证了基于网络IP的网络权限在漫游过程中不发生任何改变。
移动节点：具有永久IP地址的移动设备
归属代理（本地代理）：一个移动结点拥有的居所称为归属网络，在归属网络中代表移动节点执行移动管理功能的实体叫归属代理
外部代理：在外部网络中帮助移动节点完成移动管理功能的实体
永久地址（归属地址/主地址）：移动节点在归属网络中的原始地址
转交地址（辅地址）
移动IP通信过程
image.png
image.png
网络层设备
路由器
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。可以互联两个不同网络层协议的网段。
网桥、交换机是链路层设备
中继器、集线器是物理层设备
网友评论