1、1,第4章 网络层TCP/IP协议,网络层主要负责解决网络与网络之间，即网际的通信问题，而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提供路由，即选择到达目标主机的最佳路径，并沿该路径传送数据包。除此之外，网络层还要能够消除网络拥挤，具有流量控制和拥挤控制的能力。网络层协议包括ARP（地址解析协议）、IP（网际协议）、ICMP（Internet消息控制协议）和IGMP（网际组管理协议）等等。,2,本章知识要点：,了解TCP/IP协议的网络层 掌握ARP和RARP 了解IP、ICMP、IGMP和DHCP,3,4.1 概述,网络层又称为网际层（Network Layer）或者互联网络层（Intern
2、et Layer）提供了互联网“虚拟网络”的镜像，因为在网络层中屏蔽了更高层协议，使它们不受网络层下面的物理网络体系结构的影响。网络层中含有四个重要的协议：网际协议IP、Internet消息控制协议ICMP、地址解析协议ARP和反向解析转换协议RARP。,4.2 ARP,ARP（Address Resolution Protocol、地址解析协议）在RFC 826中对它进行了描述，ARP协议是特定网络的标准协议，负责把更高层协议地址解析（转换）成为物理网络地址。,4,4.2.1 ARP综述,可以使用动态映射完成地址解析。在每台机器上手动创建和更新地址表时，进行的是静态映射。地址表分别存储在网络
3、上的每台计算机上，这造成了以下几种情况的发生： 如果更换了计算机中的NIC（网卡），物理地址也将改变。 在有些局域网中，每次启动设备时，物理地址都将改变。 在使用DHCP（动态主机配置协议）分配IP地址的网络上，每次启动设备时，设备的IP地址可能会改变。 便携式计算机可以从一个物理网络移动到另一个物理网络，从而使它的IP地址在每个网络上都不相同。,5,4.2.2 ARP缓存列表,通过TCP/IP联网中的局域网在两个主机之间传送消息经常需要发送多个IP数据包。但是，对于发往相同目的地的每个数据包来说，传输ARP广播来确定物理地址是不切实际和效率低下的。逻辑解决方案是让主机在RAM中维护一个表，主
4、机可以在这里存储物理地址和IP地址的匹配。这个RAM称为ARP缓存列表。,6,4.2.3 代理ARP,使用称为代理ARP的技术可以穿越网络边界完成地址解析。代理ARP将产生子网的效果，因为它允许第3层连接设备（例如路由器）代表一组主机，而不是别主机。包括在这一组中的IP地址标记远程主机（即驻留在与请求地址解析的主机不同的子网上的主机）。,7,4.2.4 ARP消息数据包,ARP消息数据包（请求和应答）是在互联网（第2层）上通过物理网络传送的。ARP消息数据包内嵌在Internet层协议（以太网）的信息字段中。,8,4.3 RARP,RARP(Reverse Address Resolution
5、 Protocol、逆向地址解析协议)是特定网络的标准协议，它在RFC 903中进行了描述。一些网络主机，例如无盘工作站等，在它们被引导时不知道它们自己的IP地址。为了确定它们各自的IP地址，它们使用一种类似ARP的机制，但是现在主机的硬件地址是已知参数，而IP地址是待查询的参数。它与ARP最根本的差别是，它必须存在于网络上，必须确保先配置硬件地址到协议地址的映射列表。,9,4.4 IP,IP（Internet Protocol、网际协议）是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输，它提供不可靠、无连接的数据报传送服务。许多刚开始接
6、触TCP/IP的初学者对此感到很奇怪，特别是具有X.25或SNA知识的人。,10,11,4.5 ICMP,ICMP（Internet Control Message Protocol、Internet消息控制协议）是一种标准协议，STD号为5。这个标准协议还包含了IP和IGMP，作为一种必须的标准，它在RFC 792中进行了描述，在RFC 950中进行了更新。,4.5 ICMP,ICMP（Internet Control Message Protocol、Internet消息控制协议）是一种标准协议，STD号为5。这个标准协议还包含了IP和IGMP，作为一种必须的标准，它在RFC 792中进行
7、了描述，在RFC 950中进行了更新。,12,4.6 IGMP,IGMP（Internet Group Manage Protocol、网际组管理协议）也是STD号为5的一种标准协议。这个标准协议还包含了IP和ICMP，作为一种必须的标准，它在RFC 1112中进行了描述，在RFC 2236中进行了更新。,13,4.7 DHCP,DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol、动态主机配置协议）承担着IP地址和相应信息的动态地址配置。DHCP提供安全、可靠而且简单的TCP/IP网络设置，避免地址冲突，并且通过对地址分配集中的管理，帮助实现相应资源的有效应用。,14,
