计算机网络之网络层

一. 网络层提供的两种服务
虚电路服务：
在计算机通信的过程中，可靠通信由网络层提供，和传统电信网的电话服务具有同样的特点。
数据报服务：
网络层不提供服务质量的承诺，由主机的运输层负责。

二.网际协议ip

• 地址解析协议ARP
• 网际控制报文协议ICMP
  -网际组管理协议IGMP

三.虚拟互联网

• 为什么会有虚拟互联网呢，全世界各个地方都已经普及网络服务，全世界具有大量的客户，而没有一种单一的网络能够适应所有的用户的要求，所以，需要将不同的互联网连接起来，那么，就有不同的中间设备。
• 主要有以下中间设备：转发器（物理层），网桥或者连接器（数据链路层），路由器（网络层），网关（网络层以上)。

四.分类的ip地址

• ip地址是互联网主机的唯一标识,共32位。

• ip地址由网络号和主机号组成。

• ip地址的编址方法共经历了三个阶段：分类的ip地址（最基本），子网的划分（改进），构成超网（无分类编址方法）。

• 主要有以下几类ip地址：
  
  在网络号字段的前三位是类别位。
  需要注意的是，当通过转发器或网桥连接起来的若干局域网仍然为同一网络，因为这些局域网都有相同的网络号。
  五.ip地址与硬件地址

• 硬件地址又称为物理地址（MAC地址），物理地址是数据链路层使用的地址，而ip地址是网络层以上使用的地址。ip地址又称为逻辑地址，因为它是通过软件方式实现的。
  
  通过对上图的了解，MAC地址包含了ip地址。
  在此章节中，还需要特别注意以下几点：

• 在ip抽象层上只能看见ip数据报。

• 路由器选择目的时是通过目的站的ip地址的网络号进行选择的。所以同一个网络号是属于同一个局域网的。

• 在链路层只能看见MAC帧。
  六.地址解析协议ARP
  在上文中，我们已经提到路由是通过网络号进行选择的，那么，在我们传输的过程中，我们是只传输目的主机ip地址以及源主机ip地址和源主机网络号（MAC地址）。我们尚不能得到目的主机的MAC地址，由此，我们就需要通过ARP协议来得到目的主机的MAC地址。

• 地址解析协议是通过在主机ARP高速缓存器中存放一个从ip地址到硬件地址的映射表。
  得到该目的主机MAC地址的过程。

• 首先通过arp广播，发送一个arp请求分组。

• 然后如果有目的主机收到该请求后，对照自己的ip地址，如果查找到了，那么就单播一个arp响应分组。其中，arp请求分组只有目的主机ip地址以及源主机ip地址和源主机网络号（MAC地址），arp响应分组则有目的主机的ip地址以及MAC地址。

• 在源主机收到了该响应之后，便把目的主机ip地址以及目的主机MAC地址写入自己的ARP缓冲器中。（首先要明白一点，arp缓冲器是谁接收谁就要把信息给映射下来，即将信息计入到自己的arp缓冲器中。）

ip数据报的格式

需要注意以下几点：

• ip数据报首部长度必须是4个字节的整数倍，如果没有，则通过可变长部分进行调节，原始首部固定部分具有20个字节。
• 总长度，即首部和数据之和的长度，为65535，即2的16次方减一。
• 标识，在数据过大时需要分片处理，在目的主机上，需要将信息接收下来，那么需要识别什么信息才是同一块的，那么就需要使用到标识技术。
• 最大传送单元，1400个字节。
• 标志，即分片处理时需要MF（更多分片）,DF（不分片）。
• 片偏移