【计算机网络】网络层1

网络层：讨论的是如何把多个网络通过路由器互联成一个互联网络。负责主机到主机的通信服务。它提供的服务是不可靠的，也就是说网络只管传输，不管传输的过程中会不会出错，这些错误处理由主机来负责。

 

IP协议：

我们可以连一个一个比较小的网络，可是网络有各种各样的，比如说无线网络、有线网络等等。这些网络怎么通信呢？如果它们都各自通信，那么不同种类的网络之间都要搞一套各自的通信规则，那就太麻烦了。解决方案是用IP协议把这些网络虚拟的互联起来（逻辑互联）。每个小网络都连上一个或几个路由器，当信息要从一个网络转到另一个网络的时候，主机把自己的信息按照IP的规则发给自己网络的路由器，然后由路由器负责把信息传给目标网络的路由器，再转给目标主机。

 

IP地址：

要把信息从一个主机转发到另一个主机需要知道目的地址是什么。这就用IP地址来表示，IP地址 表示为<网络号，主机号>，这样路由器转发的时候可以只考虑目的地址的网络号来查找分发给哪一个网络。

IP地址实际是标志一个主机和一条链路的接口，若主机连在两个网络上就必须有两个IP地址。路由器至少应该连在两个网络上，所以路由器至少应该有2个不同的IP地址。

数据链路层以下用的是硬件地址MAC，网络层以上用的是IP地址。

 

地址解析协议ARP

在一个网络里，知道了IP地址，ARP负责获取其硬件地址。比如A要把信息发给B，A先把自己的IP和硬件地址以及目标IP地址广播到整个网络，网络中机器B接到了A的信息把A的IP和硬件地址映射存在自己的ARP高速缓存里面，然后给A发送相应，把自己的IP到硬件地址的信息发送给A，A把B的映射信息存入自己的ARP高速缓存。

 

IP数据报

IP数据报分首部和数据两个部分，首部前面是固定长度（20字节），后面是可变部分。首部的内容其实跟IP协议的目标是有关的，由于IP协议负责的是如何从一个主机将信息传送给互联网的另一个主机，IP数据报的内容也于此相关，固定首部的内容有（注意，不是按顺序的）①版本信息②与长度相关的，首部的长度、总长度③传输中可能出现数据分片，有与分片相关的标识、标志、片偏移④与路由器转发次数相关的，TTL(跳数限制)、源地址、目的地址⑤与传输中信息正确性相关的首部校验和⑥与上层接口，表明所携带内容应由哪个协议处理的协议⑦还有一个基本不用的区分服务。

 

IP层分组转发的算法：

①分析目的地址IP，的到目的网络地址N

②若N在该路由直接连接的网络则直接交付

③若不在，但是有目的IP的特定主机路由，则将数据报交付该路由

④若没有，但路由表中有到达N网络的路由，则根据路由表把信息交给下一跳路由

⑤若没有，但路由表中有默认路由，则转发到默认路由

⑥若没有，报错