计算机网络原理与应用（第六章课件）.pptx

第六章网络层PrincipleandApplicationofComputerNetwork课件制作：章全信息管理系

第六章网络层PrincipleandApplicationofComputerNetwork本章重点（一）（二）（三）网络层提供的两种服务IPv4协议分组的结构、IP地址与MAC地址之间的关系分类IP地址、划分子网、CIDR与构造超网（四）ICMP与差错报告

第六章网络层PrincipleandApplicationofComputerNetwork本章重点（五）（六）（七）IP数据报转发机制与基本算法RIP、OSPF和BGP路由选择协议的工作原理IPv6协议分组的基本结构与IPv6地址（八）虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT

第一节网络层概述ChaptersandSections本章章节第二节网际协议IPv4第三节最早的IP地址—分类的IP地址第四节改进的IP地址—划分子网

第五节最新的IP地址—CIDR与构成超网ChaptersandSections本章章节第六节IP地址与MAC地址第七节路由选择协议第八节网际控制报文协议

第九节IP多播与IGMP协议ChaptersandSections本章章节第十节移动IP协议第十一节IPv6协议第十二节虚拟专用网VPN第十三节网络地址转换NAT

PART1网络层概述

第一节网络层概述网络层应该向上一层运输层提供“面向连接”的服务还是“无连接”的服务，这一问题曾经引起了人们长期的争论。以Internet社团为代表的学者们认为，根据数十年来从Internet中获得的实践经验，网络层应该向运输层提供简单灵活的、无连接的和尽最大努力交付的数据报服务，差错控制和流量控制应该由主机自己完成。以电信公司为代表的学者们认为，根据全球电话系统100年来的成功经验，网络层应该提供可靠的、面向连接的服务。典型案例是：Internet提供了无连接的网络层服务；而ATM网络（计算机网络的一种）提供了面向连接的网络层服务；采用著名的ITU-TX.25建议书虚电路服务标准的帧中继网络也是一种典型的面向连接的服务。计算机网络发展到现在，以ATM为代表的面向连接服务并没有成为计算机网络发的未来趋势，而Internet的灵活性以及发展到现在这个规模，足以证明当初Internet设计是思想的正确性。

第一节网络层概述一、无连接服务的实现Internet是一种在网络层采用无连接服务的网络，所有分组都被独立地在网络中传输，且独立选择路由，不需要提前建立任何辅助连接。网络中传递的分组通常称为数据报（Datagram），每个数据报都携带了源地址和目的地址，路由器将根据目的地址动态地为每个数据报选择一条合适的路由，然后转发给相邻的某个路由器，直至最后交付目的主机。这种实现无连接服务的方法称为数据报方法。如图6-1所示，运输层传下来的报文被划分成三个数据报，每个数据报前面都会加上包含源地址和目的地址的网络层头部。数据报在发送之前无须建立连接，同一个运输层报文的不同数据报被单独路由和传输，每个数据报的传输路径与它的前一个数据报没有关系，到达目的结点的次序也可以与发送的次序不相同。现实中类似的例子就是大家最熟悉的快递。图6-1数据报传输方式

第一节网络层概述二、面向连接服务的实现面向连接服务通过从源结点到目的结点的传输路径中建立一条虚电路（VirtualCircuit）实现。沿途路由器将该虚电路的电路号保存在内部表中。所有从源结点到目的结点的分组都将在这条虚电路中传输，分组到达目的结点的次序与发送次序是相同的。数据传输完毕后该虚电路将被释放。这种实现面向连接服务的方法称为虚电路方法。在虚电路方法中，每个分组都包含虚电路的电路号，指明它属于哪一个虚电路，路由器将根据该电路号进行路由。图6-2为虚电路方法示例，PC1与PC2通信之前建立了一条虚电路（图中粗实线），为即将要进行的通信预分配了带宽资源，PC1的所有分组都沿着该虚电路按顺序传输到目的结点PC2，且传输路径是一样的。反过来，PC2到PC1的所有分组也将沿着这条路径传输。图6-2虚电路传输方式虚电路与线路交换中的线路是有区别的，线路交换中的用户线路段是通信双方独占专用的。虚电路则不是，在虚电路中路由器等资源是共享的，网络中的某个路由器可以供多个虚电路同时使用。而且虚电路中的每个源端结点和目的端结点可以根据不同应用建立多条虚电路，这多条虚电路可采用复用技术共存于一个相同的传输线路中。另外，每个端结点还能与多个其他端结点建立虚电路，这些都是电路交换不具备的。

第一节网络层概述三、虚电路和数据报的比较虚电路方法与数据报方法各有优劣。表6-1对