现在互联网无处不在,也从互联网走向了更直达用户移动互联网,现在如火如荼的5G也将把更多人和物的纳入互联的时代,那计算机网络的基石网络层有些概念你了解多少呢?你可能知道曾经互联网是参考电信网络搭建,但为什么互联网的大佬们没有采用呢.下面简单说一下,同时也和大家回顾一下相关计算机网络的知识.
网络层的服务
最初参考电信网络,简历虚电路,但是因特网的先驱者却提出一种崭新的网络设计思路.他们认为,电信网提供的端到端的服务队电话业务无疑是很合适的,因为电信网的终端非常简单,没有智能,无差错处理能力.因此电信网必须负责吧用户电话机产生的话音信号可靠的传送对方的电话机,使还原后的话音质量符合技术规范的要求.但计算机网络的端系统是有智能的计算机.计算机有很强的差错处理的能力.因此,因特网在设计上就采用了和电信网完全不同的思路.
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包服务. 网络在发送分组时不需要先建立连接.每一个分组(也就是IP数据包)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.
网际协议IP
与IP协议配套使用的还有四个协议:
- 地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol)
- 逆地址解析协议 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
- 网际控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol)
- 网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)
虚拟互连网络
没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求 我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络 在网络层上看起来好像是一个统一的网络 .这种使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网. 互联网可以由多重异构网络互连组成.
IP地址与硬件地址
物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,而 IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址(称IP地址是逻辑地址是因为IP地址是用软件实现的) IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址则放在MAC帧的首部.在网络层和网络层以上使用的是IP地址,而数据链路层及以下使用的是硬件地址. 数据链路层看不见数据报的IP地址.
- 在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报.
- 虽然在IP的数据报首部有源站IP地址,但是路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择.
- 在局域网的链路层,只能看见MAC帧.
- 尽管互连在一起的网络的硬件地址体系各不相同,但IP层抽象的互联网却屏蔽了下层这些很复杂的细节.只要我们在网络层上讨论问题,就能够使用同一的,抽象的IP地址研究主机和主机或路由器之间的通信.
4.2.4 地址解析协议ARP和RARP
逆地址解析协议RARP 在过去曾起到重要作用.但现在的DHCP协议已经包含了RARP协议的功能. ARP 每个主机都设有一个 ARP高速缓存(ARP cache).里面有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表. ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址和硬件地址的映射问题. 主机的用户对这种地址解析过程是不知道的.
IP数据报的格式
固定部分
- 版本 占4位,指IP协议的版本.目前是4 IPv4.
- 首部长度
- 区分服务
- 总长度 总长度是指首部和数据之和的长度,单位是字节,总长度字段为16位,因此数据报的最大长度为2^16-1=65535字节.
- 标识(identification)
- 标志(flag)
- 片便偏移.
- 生存时间 Time To Live
- 协议
- 首部检查和.
- 源地址
- 目的地址
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