第7章网络层 第7章网络层 本章基本要求：掌握P地址的规划及子网划分技术，掌握网络层中源到目标分组传输的实 现机理：理解网络层的主要功能，理解数据报和虚电路的区别，理解路径选择的作用与实 现，理解P协议、ARP协议和ICMP协议的作用，理解路由器的功能；了解路拥塞控制的 概念，了解P报文的格式，了解静态路由与动态路由的特点及实现方法。 本章难点：P子网划分技术，网络层中源到目标分组传送的实现机理。 教学时数与实验建议：8-10学时，建议另外开设1.5-2学时的“DHCP服务的配置与管理” 实验以帮助学生掌握动态P地址分配。 在前面的几章中，我们已经学习了物理层和数据链路层的功能及其实现，并对典型的 局域网和广域网技术有了一定的了解。我们说，各种网络技术的主要区别就在于物理层和 数据链路层，那么当这些不同的网络被互连在一起时，就会出现异构网络互连的问题。而 且当互连网络的规模增加时，相互通信的源和目标节点之间可能会存在一系列的中间节点， 从而还会带来路径选择的问题。这些问题都有待于O$I的第三层即网络层去解决。 在这一章中，我们首先介绍OSI第三层的功能和提供的服务，然后着重围绕TCPP的 网络层展开讨论，包括P协议、P地址及其规划，ARP协议和ICMP协议，路由与路由协 议等内容。 7.1网络层功能概述 7.1.1为什么需要网络层 在学习了物理层和数据链路层之后，再来学习网络层，同学们一定会有一个疑问：既 然数据链路层已经能利用物理层所提供的比特流传输服务实现相邻节点之间的可靠数据传 输，为什么还要在数据链路层之上有一个网络层？注意，问题就在于数据链路层所涉及的 “相邻”两字，我们在第四章中曾说明，所谓“相邻”是指位于同一物理网段或物理链路 上的节点。也就是说，数据链路层只能将数据帧由传输介质的一端送到另一端。如图7.1所 示，源主机DTE1和DCEI为相邻节点，而DCE1则分别与DCE2、DCE3和DCE4为相 邻节点，数据链路层可以解决诸如这些相邻节点之间的数据传输问题。但是从图中我们可 以看出，从源主机DTE1到目标主机DTE2要历经许多中间节点，而这些中间节点构成了多 条不同的网络路径，从而必然带来路径选择问题。也就是说，当DCE1收到从DTE1来的第 7 章 网络层 1 第 7 章 网络层 本章基本要求：掌握 IP 地址的规划及子网划分技术，掌握网络层中源到目标分组传输的实 现机理；理解网络层的主要功能，理解数据报和虚电路的区别，理解路径选择的作用与实 现，理解 IP 协议、ARP 协议和 ICMP 协议的作用，理解路由器的功能；了解路拥塞控制的 概念，了解 IP 报文的格式，了解静态路由与动态路由的特点及实现方法。 本章难点：IP 子网划分技术，网络层中源到目标分组传送的实现机理。 教学时数与实验建议：8-10 学时，建议另外开设 1.5-2 学时的“DHCP 服务的配置与管理” 实验以帮助学生掌握动态 IP 地址分配。 在前面的几章中，我们已经学习了物理层和数据链路层的功能及其实现，并对典型的 局域网和广域网技术有了一定的了解。我们说，各种网络技术的主要区别就在于物理层和 数据链路层，那么当这些不同的网络被互连在一起时，就会出现异构网络互连的问题。而 且当互连网络的规模增加时，相互通信的源和目标节点之间可能会存在一系列的中间节点， 从而还会带来路径选择的问题。这些问题都有待于 OSI 的第三层即网络层去解决。 在这一章中，我们首先介绍 OSI 第三层的功能和提供的服务，然后着重围绕 TCP/IP 的 网络层展开讨论，包括 IP 协议、IP 地址及其规划，ARP 协议和 ICMP 协议，路由与路由协 议等内容。 7．1 网络层功能概述 7.1.1 为什么需要网络层 在学习了物理层和数据链路层之后，再来学习网络层，同学们一定会有一个疑问：既 然数据链路层已经能利用物理层所提供的比特流传输服务实现相邻节点之间的可靠数据传 输，为什么还要在数据链路层之上有一个网络层？注意，问题就在于数据链路层所涉及的 “相邻”两字，我们在第四章中曾说明，所谓“相邻”是指位于同一物理网段或物理链路 上的节点。也就是说，数据链路层只能将数据帧由传输介质的一端送到另一端。如图 7.1 所 示，源主机 DTE1 和 DCE1 为相邻节点，而 DCE1 则分别与 DCE2 、DCE3 和 DCE4 为相 邻节点，数据链路层可以解决诸如这些相邻节点之间的数据传输问题。但是从图中我们可 以看出，从源主机 DTE1 到目标主机 DTE2 要历经许多中间节点，而这些中间节点构成了多 条不同的网络路径，从而必然带来路径选择问题。也就是说，当 DCE1 收到从 DTE1 来的