1.为什么设置网络层

区分计算机是否属于同一个子网络，这套地址就是网络电地址

"网络层"出现以后，每台计算机有了两种地址，一种是MAC地址，另一种是网络地址。两种地址之间没有任何联系，MAC地址是绑定在网卡上的，网络地址则是管理员分配的，它们只是随机组合在一起
网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此，从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理MAC地址

2.网络层提供的服务

在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？
在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是网络层提供的两种服务？

2.1.虚电路服务

面向连接的通信方式

• 建立虚电路，保证双方通信所需要的一切网络资源
• 靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点
  注意：
• 虚电路只是逻辑连接，并不是真正建立了一条物理连接
• 电话通信是先建立一条真正的连接，音系虚电路和电话连接只是
  

2.2.数据包服务(最常用)

设计思路

• 网络层只提供简单灵活的，无连接的，尽最大努力交互的数据报服务
• 网络在发送分组时不需要先建立连接，每一个分组独立发送，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。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。

尽最大努力交互的好处

• 由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）
• 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）
• 采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用
• 因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性

2.3.虚电路服务和数据报服务对比

3.网络层协议IP

3.1.虚拟互联网

• 所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用 IP 协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络
• 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网，这就涉及到了IP地址
• 使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节
  

3.2.IP地址

IP地址：虚拟互联网络协议地址，为每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址

3.2.2.IP地址-基础-进制计数

转载：IP地址和子网划分学习笔记之《预备知识：进制计数》

3.2.3.IP地址-IP地址详解

转载：IP地址和子网划分学习笔记之《IP地址详解》

3.2.4.IP地址-子网掩码详解

转载：IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

3.2.5.IP地址-子网划分详解

转载：IP地址和子网划分学习笔记之《子网划分详解》

3.2.6.超网合并详解

转载：IP地址和子网划分学习笔记之《超网合并详解》

4.ARP协议

不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。

每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的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。

当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。

使用 ARP 的四种典型情况

• 发送方是主机，要把IP数据报发送到本网络上的另一个主机。这时用 ARP 找到目的主机的硬件地址。

• 发送方是主机，要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机。这时用 ARP 找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。

• 发送方是路由器，要把 IP 数据报转发到本网络上的一个主机。这时用 ARP 找到目的主机的硬件地址。

• 发送方是路由器，要把 IP 数据报转发到另一个网络上的一个主机。这时用 ARP 找到本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。

注意的问题
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。

如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。

从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。

只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知 IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该 IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址。

5.ICMP协议

举例：PING 用来测试两个主机之间的连通性

最后

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