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网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
网络层主要的协议有IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP
TCP/IP协议在网络互联上采用的做法是在网络层采用了标准化协议,这表示相互互联的网络可以是异构的。由于路由器互联的网络都使用相同的网际协议IP,因此可以把互联之后的网络看做一个虚拟互联网络,也就是逻辑互联网络,表示各种具有异构性的物理网络通过路由器连接后看起来好像是一个统一的网络。
如果源主机要把一个IP数据报发给目的主机,首先源主机要查找自己的路由表:
IP地址就是给因特网上的每一个主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内唯一的32位的标识符。
IP地址分类
IP地址被分为若干类,每一类地址都由两个固定长度的字段组成:
由此可见,一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
具体分类为:
这其中有几个保留地址:
IP地址的特点
IP地址与硬件地址
网络层使用的是IP地址,但是在实际网络的链路上传送数据帧时,最重要是必须使用硬件地址。
每一个主机都设有一个ARP高速缓存,里面有本局域网上各主机和路由器IP地址到硬件地址的映射表。
当主机A要向本局域网上的主机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,有的话就在映射表中查出其对应的硬件地址,再把这个硬件地址写入MAC帧。
如果没有查到主机B的ip地址的话,此时主机A就自动运行ARP,然后按以下步骤找出B的硬件地址:
1. 主机A的ARP进程在本局域网上广播一个请求分组,内容为我的IP地址、硬件地址,我想知道IP地址为x.x.x.x的主机的硬件地址
2. 在本局域网上的所有主机上运行的ARP进程都收到了这个请求。
3. 所有主机都会检查请求中的IP地址是不是自己的IP地址,如果不是的话就忽略这个请求分组。主机B在请求中看到了自己的IP地址,就向主机A发送响应分组,并写入自己的硬件地址。
虽然ARP请求分组是广播的,但是ARP响应分组是单播的,也就是一个原地址发送到一个目的地址。
同时主机B也会将主机A的ip地址到硬件地址的映射也写入自己的ARP高速缓存中。
4. 主机A收到主机B的响应分组后,就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到硬件地址的映射。
注意!ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的地址映射。如果两个主机不在一个网络中,主机A就需要知道路由器的硬件地址并发送,路由器也是要找出主机B的硬件地址并进行转发。
用于在主机、路由器之间传递控制消息。
当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时,会自动发送ICMP消息。
ICMP的应用有:
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