浙江科技大学：《计算机网络》课程教学资源（PPT课件）第4章 网络层

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 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 4.6 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

本章最重要的内容 (1) 虚拟互连网络的概念 (2) IP 地址与物理地址的关系 (3) 传统的分类的 IP 地址（包括子网掩码） 和无分类域间路由选择 CIDR (4) 路由选择协议的工作原理

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 ◼ 建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方 通信所需的一切网络资源。 ◼ 如果再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

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

虚电路是逻辑连接 ◼ 虚电路表示这只是一条逻辑上的连接， 分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发 方式传送，而并不是真正建立了一条物 理连接。 ◼ 请注意，电路交换的电话通信是先建立 了一条真正的连接。因此分组交换的虚 连接和电路交换的连接只是类似，但并 不完全一样

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