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173天前
第四章 网络层 一、网络层的功能和服务 网络层,处在OSI模型的第三层(数据链路层之上、传输层之下),俗称三层。网络层的功能主要分为寻址和转发、数据封装、路由选择等。 1. 寻址和转发 寻址,通俗理解是寻找地址。通过IP地址寻找到目标网络,然后将数据包按照路由信息进行转发。这一类型的寻址是三层寻址①,应当区别于数据链路层的物理寻址。 ①理解为在网络层这一层面寻找目的地址。 转发,通俗理解是将数据发出。从源地址到目的地址的数据包通常需要经过多次路由转发。 2. 数据封装 以OSI七层模型为例,数据封装有四个阶段,分别是: (1)应用层、表示层、会话层形成的高层数据(用户产生的有用信息),送到传输层。传输层根据不同协议类型进行不同类型的封装,包括TCP的封装或UDP的封装。封装完成之后形成传输层的数据单元(PDU),称为数据段。 (2)数据段送达网络层,由网络层设备对数据添加头部信息,包括源IP地址、目的IP地址、分片信息、协议类型、TTL、长度等信息,封装完成之后的数据单元称为数据包。 (3)数据包送达数据链路层,即二层。二层设备针对数据包进行再次封装,在IP数据包前后封装帧头、帧尾,包括源MAC地址、目的MAC地址、上层协议类型、FSC校验位等信息,封装完成之后的数据单元称为数据帧。 (4)数据帧送达物理层,即传输介质。物理层对数据帧可能进行调制、采样、量化、编码、交织等操作之中的一项或几项,形成可传输的比特流,最终送入传输介质传出到对端网络。物理层的数据单元称为比特流。 3. 路由选择 路由:告诉路由器目的网络如何去,不关心数据包封装什么数据。 路由选择:根据路由表转发数据,到达目标网络的路由可能存在多条路径,例如,如何选择路由、如何保证高优先级的业务流量、路由失效之后应当如何切换到指定的备用路由等,解决这些问题就是路由选择的主要工作。 二、IP协议 1. IPv4地址 基本概念 IPv4地址主要用于IPv4网络的三层寻址。IP地址总长度是32bit的二进制数字,采用点分十进制的计数方式书写。 IPv4地址结构 IPv4地址分为网络位和主机位两个部分,前段为网络位,后段为主机位。网络位用于标识某一网段,而主机位则用于标识网段内的某台设备。 IP地址网络位的确定必须根据子网掩码中网络位的位数确定。网络位和子网掩码均相同的两个或多个IP地址称为同网段的IP
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