1 计算机网络 第四章:网络层 阮晓龙 13938213680/rxl@hactcm educn http://ke.51xueweb.cn 河南中医学院管理信息工程学科 可南中医学院网络信息中心 2014.2
计算机网络 第四章：网络层 阮晓龙 13938213680 / rxl@hactcm.edu.cn http://ke.51xueweb.cn 河南中医学院管理信息工程学科 河南中医学院网络信息中心 2014.2 1
2 本章教学计划 口网络层提供的两种服务 口网际协议(IP) 口划分子网和构建超网(IP地址管理) 基础内容 口网际控制报文协议(ICMP) 口路由选择协议(RP、OSPF、BGP) 口IP多播(IP多播和IGMP) 口虚拟专用网(VPN) 扩展部分 口网络地址转换(NAT 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 本章教学计划 网络层提供的两种服务 网际协议（IP） 划分子网和构建超网（IP地址管理） 网际控制报文协议（ICMP） 路由选择协议（RIP、OSPF、BGP） IP多播（IP多播和IGMP） 虚拟专用网（VPN） 网络地址转换（NAT） 2 基础内容 扩展部分
3 本章教学计划 口讨论多个网络通过路由器互连成为一个互联网的问题。 口重点内容: 虚拟互连网络 ■IP地址与物理地址的关系 ■IP地址分类与管理的方法 ■路由选择协议 VPN的基本概念 ■NAT的基本原理 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 本章教学计划 讨论多个网络通过路由器互连成为一个互联网的问题。 重点内容： ◼ 虚拟互连网络 ◼ IP地址与物理地址的关系 ◼ IP地址分类与管理的方法 ◼ 路由选择协议 ◼ VPN的基本概念 ◼ NAT的基本原理 3
4 1网络层提供的两种服务 口在计算机网络领域,网络层应该向运输层提供怎样的服务 (“面向连接”还是“无连接”)曾引起了长期的争论。 口争论焦点的实质就是:在计算机通信中,可靠交付应当由 谁来负责?是网络还是端系统? 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务 （“面向连接”还是“无连接”）曾引起了长期的争论。 争论焦点的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由 谁来负责？是网络还是端系统？ 4
5 1网络层提供的两种服务 1.1虚电路 口电信网的成功经验:让网络负责可靠交付。 口电信网使用昂贵的程控交换机,用面向连接的通信方式, 使电信网络能够向用户提供可靠传输的服务。 口虚电路V就是当两个计算机进行通信时,应当先建立连接, 以保证双方通信所需的一切网络资源,双方就沿着已建立 的虚电路发送分组。 口如果使用可靠传输的网络协议,就可使所发送的分组无差 错按序到达终点。 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 电信网的成功经验：让网络负责可靠交付。 电信网使用昂贵的程控交换机，用面向连接的通信方式， 使电信网络能够向用户提供可靠传输的服务。 虚电路VC就是当两个计算机进行通信时，应当先建立连接， 以保证双方通信所需的一切网络资源，双方就沿着已建立 的虚电路发送分组。 如果使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差 错按序到达终点。 5 1.1虚电路
6 1网络层提供的两种服务 1.1虚电路 应用层 H 应用层 运输层 2 运输层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 虚电路 物理层 H1发送给H2的所有分组都沿着同一条虚电路传送 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 6 1.1虚电路 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 H1 H2 虚电路 H1发送给H2的所有分组都沿着同一条虚电路传送 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
7 1网络层提供的两种服务 1.2数据报 ¤因特网不提供端到端的可靠服务的优势: 网络中的路由器可以做得比较简单,而且价格低廉。 如果主机(即端系统)中的进程之间的通信需要是可靠的,那么就 由运输层负责(包括差错处理、流量控制等)。 ■网络的造价大大降低,运行方式灵活,能够适应多种应用。 口因特网能够发展到今日的规模,充分证明了当初采用这种 设计思路的正确性。 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 因特网不提供端到端的可靠服务的优势： ◼ 网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉。 ◼ 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就 由运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。 ◼ 网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。 因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种 设计思路的正确性。 7 1.2数据报
8 1网络层提供的两种服务 1.2数据报 应用层 H IP数据报 应用层 运输层 运输层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 物理层 丢失 H1发送给H的分组可能沿着不同路径传送 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 8 1.2数据报 H1 H2 IP 数据报 丢失 H1发送给H2的分组可能沿着不同路径传送 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
9 1网络层提供的两种服务 1.3虚电路服务与数据报服务对比 对比的方面 虚电路服务 数据报服务 设计思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证 连接的建立 必须有 不需要 终点地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚每个分组都有终点的完整地址 电路号 分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行 转发 每个分组独立选择路由进行转发 当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组,一些路由可能会 分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序 端到端的差错处理和流量控制可以由网络负费,也可以由用户主机负责 由用户主机负麦 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 1.网络层提供的两种服务 9 1.3虚电路服务与数据报服务对比
10 2网际协议(IP) 网际协议( Internet protocol,IP),或称互联网协议, 是用于报文交换网络的一种面向数据的协议。 IP是在TCPP协议中网络层的主要协议,任务是仅仅根据 源主机和目的主机的地址传送数据。为此目的,IP定义了 寻址方法和数据报的封装结构 IP的第一个架构的主要版本,现在称为IPv4,仍然是最主 要的互联网协议。尽管世界各地正在积极部署IPV6,但 IPV4仍然是最重要的网际协议。 河南中医学院/阮晓龙/13938213680/htte//ke1 xuewen. cn
河南中医学院 / 阮晓龙 / 13938213680 / http://ke.51xueweb.cn 2.网际协议（IP） 网际协议（Internet Protocol，IP），或称互联网协议， 是用于报文交换网络的一种面向数据的协议。 IP是在TCP/IP协议中网络层的主要协议，任务是仅仅根据 源主机和目的主机的地址传送数据。为此目的，IP定义了 寻址方法和数据报的封装结构 。 IP的第一个架构的主要版本，现在称为IPv4，仍然是最主 要的互联网协议。尽管世界各地正在积极部署IPv6，但 IPv4仍然是最重要的网际协议。 10