【计算机网络】第四章.网络层 网络层超硬核复习好物(1),考前必看!!

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第四章 网络层

功能:

将分组沿着网络送达到分路(负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务)

两种服务方式:

虚电路:电信网

数据报:因特网

        网络层向其上层只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

        网络层在发送分组时不需要先建立连接。

        每一个分组(IP数据报)独立发送,与其前后的分组无关。

      网络层不提供服务质量的承诺,所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序,也不保证分组交换的时限。

      因此,使得网络中的路由器比较简单,价格低廉(与电信网交换机比)。网络造价大大降低,运行方式灵活,能够使用多种应用。

网络层两个层面:

        控制层面:传送路由信息,目的:为了在路由器中创建路由表,由此导出为转发分组用的转发表。

                比较复杂,因为路由器要创建路由表必须依靠许多路由器协同动作

        数据层面(转发层面):转发源主机和目的主机之间所传送的数据

                比较简单,因为路由器在转发分组时,是独立地根据本路由器的转发表转发分组。

四种不同的中间设备

1、物理层:转发器

2、数据链路层:网桥桥接器,以及交换机

3、网络层:路由器

4、网络层以上:网关

     当中间设备是转发器或网桥时,这仅仅是把一个网络扩大了,从网络层角度来看,这仍是一个网络,一般并不称之为网络互连。

     网关比较复杂,使用较少。

     讨论网络互连都是指用路由器进行网络互连和路由选择。

虚拟互联网:

因为参加互连的计算机网络都是用相同的国际协议IP,所以可以把互连后的计算机网络看成一个虚拟互连网络(逻辑互连网),可简称IP网。

间接交付:分组从源节点到目的节点,中间经过路由器(源节点和目的节点没在一个网络上)。

直接交付:不经过路由器。

跳:分组在传送途中的每一次转发都称为一“跳”。

协议:

国际协议IP配套使用的三个协议:

地址解析协议ARP

国际控制报文协议ICMP

 网际组管理协议IGMP

🌟🌟IP地址(32位)

IP地址和表示方法:

      IP地址就是给连接到互联网上的每台主机路由器的每一个接口,分配一个在全世界范围内是唯一的32的标识符。(32位二进制代码)

      点分十进制法:

       将这32位每8位插一个空格(提高可读性,机器中无空格),把这8位数字转换成对应的十进制数,在每段数字间加一个点。

        例如:10000000 00001011 00000011 00011111—>128.11.3.31

一个IP地址在整个互联网范围内是唯一的:

        32位IP地址采用两级结构,由两个字段组成:

                第一个字段是网络号,标志主机或路由器所连接的网络。网络号在互联网内唯一。

                第二个字段是主机号,标志该主机或该路由器。在其所连接的网络(前面网络号对应的网络)中唯一。

分类的IP地址

        互联网早期采用分类的IP地址。

        分类:

                单播地址(一对一通信):

                        A类(网络号8位)

                        B类(网络号16位)

                        C类(网络号24位)

                多播地址(一对多):

                        D类

                保留地址:

                        E类

写出网络地址(主机号全0)、广播地址(主机号全1)、  可分配的IP地址范围:

一般全0和全1的主机号不指派。

        A类 0 (0000 0000——0111 1111)可指派的网络号是126个(2^7-2)(-2是因为有两个网络号不指派:全0的网络号表示本网络,01111111网络号保留作为本地软件环回测试),A类网络最大主机数2^24-2

        B类 10  可分配网络数2^14,最大主机数2^16-2

        C类 110  可分配网络总数2^21,最大主机数2^8-2=254

        D类 1110

        E类  1111

例:

        10.7.10.9

        为A类,net-id有8位,host-id有24位

        网络地址:10.0.0.0

        广播地址:10.255.255.255

        可分配的IP地址范围:10.0.0.1———10.255.255.254

        子网掩码:255.0.0.0

        192.168.3.5

        为C类,net-id有24位,host-id有8位

        网络地址:192.168.3.0

        广播地址:192.168.3.255

        可分配的IP地址范围:192.168.3.1——192.168.3.254

        子网掩码:255.255.255.0

判断一下168.172.3.3和168.172.12.4是否在同一个网络?

        是。他们都是B类地址,他们的网络地址都是168.172.0.0

子网划分

思想

       一个单位内部的事情,借主机号来标识子网,现有的主机号会减少相应的位数

子网掩码

       32位二进制,一连串的1和一连串的0构成,网络位和子网位对应1,现有的主机位对应0

二进制的IP地址和子网掩码进行按位AND运算可以得出网络地址。

默认子网掩码

A类 255.0.0.0   B类255.255.0.0 C类255.255.255.0  D类255.255.255.255

(1)给出IP地址和子网掩码,判断其所在子网的网络地址

  技巧:255或0

(2)根据需求进行子网划分(地址分配)

  等长子网划分

每个子网容量(可分配的IP地址数量)相等

             【例】 现有一个B类网络145.13.0.0,需要分给4个部门,如何分?写出每个子网的网络地址、子网掩码、广播地址、可分配IP地址范围

 思路:145.13不动,16位主机号中借2位作为子网位,现有主机号剩了14

子网1:00

        网络地址:145.13.0.0

        子网掩码:255.255.192.0

        广播地址:145.13.63.255

        可分配地址范围:145.13.0.1——145.13.63.254

子网2:01

        网络地址:145.13.64.0

        子网掩码:255.255.192.0

        广播地址:145.13.127.255

子网3:10

        网络地址:145.13.128.0

        子网掩码:255.255.192.0

        广播地址:145.13.191.255

子网4:11

        网络地址:145.13.192.0

        子网掩码:255.255.192.0

        广播地址:145.13.255.255

变长子网划分:

每个子网容量(可分配的IP地址数量)不同,按子网容量递减的顺序依次满足

【例】现有一个C类的网络192.168.1.0,需要满足3个子网的需求,每个子网可分配的IP地址数量分别为40,100,50,如何分配?写出每个子网的子网地址、子网掩码、广播地址和可分配的IP地址范围

思路:

        子网1:容量100,子网位是1,主机号剩下7位,126>100

网络地址:192.168.1.128

子网掩码:255.255.255.128

广播地址:192.168.1.255

可分配的IP地址范围:192.168.1.129——192.168.1.254

         子网2:容量50,子网位是01,主机号剩下6位,62>50

网络地址:192.168.1.64

子网掩码:255.255.255.192

广播地址:192.168.1.127

可分配的IP地址范围:192.168.1.65——192.168.1.126

         子网3:容量40,子网位是00,主机号剩下6位,62>40

网络地址:192.168.1.0

子网掩码:255.255.255.192

广播地址:192.168.1.63

可分配的IP地址范围:192.168.1.1——192.168.1.62


本次计算机网络内容就到这里咯!

下次见~~

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