OSI網絡層網絡根底——第四章學習目標確定網絡層在說明從一臺終端設備到另一臺終端設備的通信時所起的作用。分析最常用的網絡層協議Internet協議(IP)及其提供無連接效勞和盡力效勞方面的功能。了解將設備劃分〔即分組〕為網絡時使用的指導原那么。了解設備的分層編址及其如何實現網絡之間的通信。了解有關路由、下一跳地址和轉發到目的網絡的數據包的根底知識。課程目錄4.1IPv44.2網絡——將主機劃分為組4.3路由——數據包的處理方式4.4路由過程：了解路由的途徑4.5實驗4.1IPv44.1.1網絡層——從主機到主機的通信網絡層為每個終端設備之間通過網絡交換數據的片段提供效勞根本過程:編址封裝路由解封裝協議Internet協議第四版(IPv4)Internet協議第六版(IPv6)AppleTalkNovell互聯網分組交換協議(IPX)無連接網絡效勞(CLNS/DECNet)4.1.2IPv4協議——網絡層協議例如IPv4的作用通過Internet為用戶傳送數據4.1.3IPv4協議——無連接無連接效勞4.1.4IPv4協議——盡力盡力效勞(不可靠)4.1.5IPv4協議——介質無關性介質無關性最大傳輸單位(MTU)：每種介質可以傳輸的最大PDU大小.對數據包進行分片：中間設備-通常是路由器-從一種介質向具有較小MTU的介質轉發數據包時分割數據包的過程4.1.6IPv4數據報——封裝傳輸層PDUIPv4封裝傳輸層數據段或數據報，以便網絡將其傳送到目的主機。在任何情況下，數據包的數據局部，即封裝的傳輸層PDU，在網絡層的各個過程中都將保持不變。4.1.7IPv4數據包頭IP分組格式說明version：版本號，目前為4Hlen：頭部長度，以32bits〔4B〕為單位說明頭部的長度，即一個字為4B長在沒有其它選擇的前提下，通常的頭部是5個字長〔20字節〕，即此項通常為5，有可選項時大于5總長度：整個IP分組的長度，以字節為單位，最大長度=2^16=65535字節＝64k字節IP分組格式說明－TOSTOS：效勞類型，由應用設置，根本功能：允許分組根據不同的應用需要來進行不同的處理分為5個子域：優先權指示分組的重要性，0－7，7最高Delay/Throughput/Reliability111表示低延遲、高吞吐率、高可靠性，一次只能一位為1路由器把TOS作為選徑時的參考，不更改優先權DTR保留IP分組格式說明－TTL引入原因：數據分組單獨尋徑，從源到目的的延遲是隨機變化的，可能路由器出錯導致分組在網上無休止傳輸。每產生一新分組，其TTL設置為最大=255IP協議在分組每經過一個路由器時，其值減1，TTL=0時丟棄該包。IP分組格式說明－協議類型與校驗和協議類型：指所發數據是上層哪一個協議發來的，接收端據此決定把分組中的數據交給哪一個上層協議去處理常見上層協議：TCP/UDP/ICMP/IGMP校驗和：僅保證頭部的完整性。IP不對數據校驗。先把自己置0，后把頭部數據按16位相加，結果取反得校驗和。IP分組格式說明－源目標地址和可選項源、目的地址各32位，傳輸中保持不變IP分組選項：選項是任意的，主要用于測試和控制，要求實現能正確處理IP選項。TLV表示：每個選項的第一字節為標識符，標識該選項的類型假設該選項的值是變長的，那么還有一個字節表示長度，之后是該選項的值。IP分組格式說明－可選項選項類型描述安全選項表示該數據包的保密級別嚴格源路由給出完整的路徑表松散源路由給出所要經歷的路由器的地址表路由記錄讓每個路由器在IP報文中記錄其IP地址時間戳讓每個路由器記錄起IP地址和經歷過的時間IP分組格式說明－分段和重組不同物理網絡使用不同的幀格式和幀長,IP最大分組長稱為MTU=64k字節,遠大于大多數物理網的MTUIP把大的分組分成假設干小的分段傳輸，分段可在任何中間路由器上進行，重組僅在主機上進行IP頭用三個域來描述分段與重組〔標識，標志，偏移量〕IP分組格式說明－分段和重組Ident；分組標識符，IP協議每發送一個分組那么該項加1，作為下一分組的標識符。16Bits長度：保證重復使用一個分組標識符時，具有該標識符的上一分組的所有分段已從網上消失。目的主機用該項來確定傳來的分段屬于哪一個分組。Flag：分組標志，3比特，僅低2比特有效DF:禁止分段標志，DF=1分組不能分段，假設此時IP分組長度大于網絡的MTU，那么向源端發送出錯消息。MF:最后分段標志，MF=0，沒分段也為0，否那么為1Offset：13位，說明分段在當前分組中的位置，此處采用8字節為單位，分段必須是8字節的倍數未用DFMF分段和重組例如H1要發數據1400Bytes到H8,那么IP包數據=1420(1400+20IP頭)設以太網MTU=1500Bytes,FDDI=4500,PPP=532FDDI的MTU大于1420,不分段.而PPP的MTU小于1420那么必須分段IP分段用到的頭域

分段前的數據包頭部開始Ident=x0偏移量=0頭部剩余部分1400字節數據頭部開始Ident=x1偏移量=0頭部剩余部分512字節數據頭部開始Ident=x1偏移量=64頭部剩余部分512字節數據頭部開始Ident=x0偏移量=128頭部剩余部分376字節數據

(b)分段后的數據包每個分段的長度必須為8的倍數，最后一個可任意小。分段和重組－－解釋說明當分組經歷網絡的MTU比分組長度小，那么IP把該分組分割成小的數據塊〔稱為分段〕后放到物理幀中去每個分段都含一個分組頭，除分段位移、MF標志位和校驗和字段外，其它與原始IP報頭相同重組是分段的反過程，根據分段位移和MF標志判斷是否為一分段，MF=0與Offset=0那么為一個完整分組。MF=1或Offset≠0那么為分段，那么在目的端實行重組分段和重組－－本卷須知每個分段是一個在一系列物理網上傳輸的、獨立于其它分段每個IP分組為在各物理網上傳輸而進行了重新封裝重組是在接收主機上進行的，而不是在每個路由器上如果有一個或多個分段沒有到達，IP不能恢復這樣的情況，它只是簡單的放棄，并收回用于重組的內存分段和重組－－不同鏈路的MTU協議MTU超級通道（Hyperchannel）65536令牌環（16Mbps）17914令牌環（4Mbps）4464FDDI4352以太網1500X.25576PPP2964.1.7IPv4數據包頭典型IP數據包4.2網絡——將主機分割為組4.2.1網絡——將主機劃分為共同組劃分網絡將主機劃分到有共同因素的組劃分依據地理位置用途所有權4.2.2為何要將主機劃分為網絡？——性能分割大型網絡，將需要通信的主機劃分到一起，可以降低網間的流量。播送含于網絡之中。就此意義而言，網絡也稱為播送域為何要將主機劃分為網絡？——平安根據所有權劃分網絡就意味著可以禁止、允許或監控與每個網絡各自范圍之外的資源相互訪問。為何要將主機劃分為網絡？——地址管理分割大型網絡，將需要通信的主機劃分到一起，可以減少因所有主機都需要知道所有地址而產生的不必要開銷。4.2.5如何劃分網絡？——分層編址

4.2.6劃分網絡——從網絡生成網絡

4.3路由——數據包的處理方式4.3.1設備參數——支持網絡外部通信4.3.2IP數據包——端到端傳送數據 4.3.3網關——網絡的出口網關是連接到本地網絡的路由器接口。如果數據包目的地址的網絡局部與發送主機的網絡不同，那么必須將該數據包路由到發送網絡以外。4.3.4路由——通往網絡的路徑路由有三個主要特點：目的網絡下一跳度量路由表路由協議.4.3.5目的網絡4.3.6下一跳——數據包的下一目的地4.3.7數據包轉發——將數據包發往其目的主機轉發到下一跳路由器

有一個匹配條目沒有匹配條目但是存在默認路由轉發到目的