四：网络层

先写一点不系统，零散的知识点；

TCP/IP体系中的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。网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限，所传送的分组可能出错，丢失，重复和失序。进程之间通信的可靠性有运输层负责。

4.1：网络层提供的两种服务

（1）面向连接的网络服务----虚电路服务

（2）无连接的网络服务----数据报服务

4.2：网际协议IP

（1）地址解析协议ARP

（2）网际控制报文协议ICMP

（3）网际组管理协议IGMP

IP网是虚拟的，因为从网络层上看，IP网就是一个统一的，抽象的网络（实际上是异构的）。IP层抽象的互联网屏蔽了下层网络很复杂的细节，使我们能够使用统一的，抽象的IP地址处理主机之间的通信问题。

4.2.2：分类的IP地址

//一个IP地址再整个互联网范围内是唯一的。

　   IP地址 ::= {<网络号(Network)>，<主机号(Host)>}

　  分为A类，B类，C类单播地址，与D类多播地址。

（1）A类地址可指派网络数为　2^7 - 2  。减二原因是：（1）全零表示 “本网络”；（2）全一保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用；　　

　　  A类地址最大主机数为　2^24 - 2 。减二的原因是：（1）全零的主机号字段表示该IP地址是 “本主机” 所连接到的单个网络地址；（2）全一主机号表示该网络上所有主机。

整个A类地址空间共有 2 ^ 31个地址，占整个IP地址的空间的 50%。

（2）B类地址可指派的网络数为   2^14，因为B类地址的网络字段有2个字节，前面两位（1 0）已经固定了；

　　  B类地址最大主机数位   2^16 - 2。减二的原因与A类地址一样。

整个C类地址空间共有 2 ^ 30个地址，占整个IP地址的空间的 25%。

（3）C类地址可指派的网络数为  2^21。

　　  C类地址最大主机数为   2^8  -  2。

整个C类地址空间共有 2 ^ 29个地址，占整个IP地址的空间的 12.5%。

4.2.5：IP数据报的格式

IP数据报分为首部和数据两部分。首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的（源地址，目的地址，总长度等重要字段都是在固定首部中）。一些可变的可选字段放在固定首部的后面。

（1）版本　　占4位，指IP协议的版本，目前是IPv4；

（2）首部长度　　占4位，最常用的是20字节；

（3）区分服务　　只有在使用区分服务时，这个字段才气作用；

（4）总长度　　总长度字段为16位，因此数据包最大长度为2 ^ 16 - 1，一般不会这么大；

（5）标识　　占16位；IP软件在储存器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加 1，并将此值赋给标识字段。

（6）标识 　　占3位，目前只有两位有意义。MF = 1 表示后面 "还有分片"，MF = 0 表示这已是若干数据报片中的最后一个。

（7）片偏移　　占13位，片偏移以8个字节为偏移单位。关于分片问题还得看P129，例 4 - 1。

（8）生存时间　　占8位，IP首部中的生产时间字段给出了IP数据报在互联网所能经过的最大路由器数，可防止IP数据报在互联网中无限制地兜圈子。

（9）协议　　占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便用目的主机的IP层知道应将数据部分上交给那个协议进行处理。

（10）首部检验和

（11）源地址　　占32位。

（12）目的地址　　占32位。

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