《计算机网络》课程教学课件（PPT讲稿）第四章 网络层

计算机网络 第4章网络层

计算机网络 第 4 章 网络层

主要内容 网络层两种服务：数据报和虚电路 ■IP协议及相关的ARP协议和ICMP协议 ■P地址，子网和超网 ■路由器和路由协议 ■其他网络层内容： 多播、NAT、VPN 重点内容： 网络互联概念 P地址和物理地址关系 ■划分子网和构造超网的方法 ■路由器结构、工作过程 路由协议原理

主要内容 ◼ 网络层两种服务：数据报和虚电路 ◼ IP协议及相关的ARP协议和ICMP协议 ◼ IP地址，子网和超网 ◼ 路由器和路由协议 ◼ 其他网络层内容： 多播、NAT、VPN 重点内容： ◼ 网络互联概念 ◼ IP地址和物理地址关系 ◼ 划分子网和构造超网的方法 ◼ 路由器结构、工作过程 ◼ 路由协议原理

第4章网络层 4.1网络层提供的两种服务 4.2网际协议P 4.2.1虚拟互连网络 4.2.2分类的P地址 4.2.3P地址与硬件地址 4.2.4地址解析协议ARP与逆地址解析协议 RARP 4.2.5P数据报的格式 4.2.6P层转发分组的流程

第 4 章 网络层 4.1 网络层提供的两种服务 4.2 网际协议 IP 4.2.1 虚拟互连网络 4.2.2 分类的 IP 地址 4.2.3 IP 地址与硬件地址 4.2.4 地址解析协议 ARP 与逆地址解析协议 RARP 4.2.5 IP 数据报的格式 4.2.6 IP 层转发分组的流程

第4章网络层 （续) 4.3划分子网和构造超网 4.3.1划分子网 4.3.2使用子网时分组转发 4.3.3无分类编址CDR（构造超网) 4.4网际控制报文协议1CMP 4.4.11CMP报文的种类 4.4.2ICMP的应用举例 4.5因特网的路由选择协议 4.5.1有关路由选择协议的几个基本概念 4.5.2内部网关协议RP 4.5.3内部网关协议OSPF 4.5.4外部网关协议BGP

第 4 章 网络层（续） 4.3 划分子网和构造超网 4.3.1 划分子网 4.3.2 使用子网时分组转发 4.3.3 无分类编址 CIDR（构造超网） 4.4 网际控制报文协议 ICMP 4.4.1 ICMP 报文的种类 4.4.2 ICMP 的应用举例 4.5 因特网的路由选择协议 4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念 4.5.2 内部网关协议 RIP 4.5.3 内部网关协议 OSPF 4.5.4 外部网关协议 BGP

第4章网络层（续) 4.5.6路由器的构成 4.6IP多播 4.6.1P多播的基本概念 4.6.2在局域网上进行硬件多播 4.6.2因特网组管理协议1GMP和多播路由选 择协议 4.7虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT 4.7.1虚拟专用网VPN 4.7.2网络地址转换NAT

第 4 章 网络层（续） 4.5.6 路由器的构成 4.6 IP 多播 4.6.1 IP 多播的基本概念 4.6.2 在局域网上进行硬件多播 4.6.2 因特网组管理协议 IGMP 和多播路由选 择协议 4.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT 4.7.1 虚拟专用网 VPN 4.7.2 网络地址转换 NAT

4.1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？

4.1 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？

电信网的成功经验 让网络负责可靠交付 面向连接的通信方式 通信前先建立虚电路Virtual Circuit),让 双方通信所需的一切网络资源有保障 如果再加上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

电信网的成功经验 让网络负责可靠交付 ◼ 面向连接的通信方式 ◼ 通信前先建立虚电路(Virtual Circuit)，让 双方通信所需的一切网络资源有保障 ◼ 如果再加上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

虚电路服务 应用层 应用层 运输层 H2 运输层 网络层 网路层 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

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 虚电路服务 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

因特网采用的设计思路 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽 最大努力交付的数据报服务。 网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个 分组（即P数据报）独立发送，与其前后的 分组无关（不进行编号）。 ■网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分 组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达 终点)，当然也不保证分组传送的时限

因特网采用的设计思路 ◼ 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽 最大努力交付的数据报服务。 ◼ 网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个 分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的 分组无关（不进行编号）。 ◼ 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分 组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达 终点），当然也不保证分组传送的时限

尽最大努力交付的好处 由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务， 这就使网络中的路由器可以做得此较简单 而直价格低廉（写电信网的茭换机稻昆较） 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信 需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运 输层贪责（苞括差错处理、流量控制等）。 采用这种设计思路的好处是：，网络的造价大 尖降低，运行方式灵活，能够适应多种应用 墨精哭隋鬈幕屦引盒鼎鹏是鐍性充分正明了

尽最大努力交付的好处 ◼ 由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务， 这就使网络中的路由器可以做得比较简单， 而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。 ◼ 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信 需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运 输层负责（包括差错处理、流量控制等）。 ◼ 采用这种设计思路的好处是：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