计算机网络之网络层篇

一、章节导学

网络层概述 image.png image.png

1. 网络层IP协议相关

• IP协议
• 子网划分
• 简单路由过程

2. 网络层其他协议

• ARP协议与RARP协议
• ICMP协议

3. IP路由算法

• 路由的概述
• 内部网关路由协议
• 外部网关路由协议

二、IP协议详解

1. 虚拟互联网络

• 实际的计算机网络是错综复杂的
• 物理设备通过使用IP协议，屏蔽了物理网络之间的差异
• 当网络中的主机使用IP协议连接时，则无需关注网络细节

image.png

• IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互连的网络
• IP协议使得网络层可以屏蔽底层细节而专注网络层的数据转发
• IP协议解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题

2. IP协议

image.png

• IP地址长度为32位，常分成4个8位
• IP地址常使用点分十进制来表示(0 ~ 255 . 0 ~ 255 . 0~255 . 0 ~ 255)

image.png image.png

• 版本：占4位，指的是IP协议的版本，通信双方的版本必须一致，当前主流版本是4，即IPv4，也有IPv6。
• 首部位长度：占4位，最大数值为15，表示的是IP首部长度，单位是“32位字”（4个字节），也即是IP首部最大长度为60字 节
• 总长度：占16位，最大数值为65535，表示的是IP数据报总长度（IP首部+IP数据）
• 标识
• 标志
• 片偏移
• TTL：占8位，表明IP数据报文在网络中的寿命，每经过一个设备，TTL减1，当TTL=0时，网络设备必须丢弃该报文
• 协议：占8位，表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的（如：TCP、UDP等）

image.png

• 首部校验和：占16位，校验IP/首部是否有出错
• 源IP地址
• 目的IP地址