关于网络层的那点事

网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。

局域网

传统以太网：

CSMA／CD协议（载波监听多路访问/ 冲突检测 ）

检测到冲突后，强化冲突。

以太网的MAC层

MAC地址，即主机在网络中的站地址或物理地址，由MAC帧负责传送。6字节以太网地址，前三个字节(即高24位),称为地址块或厂商代码。

MAC帧包含：目的地址（6字节）+ 源地址（6字节）+数据长度（2字节）+ 数据字段（46~1500字节）+FCS（4字节）。

扩展的局域网

在物理层上扩展：

碰撞域 : 三个系的局域网合起来组成了一个大的、共同的碰撞域 ，在任一时刻，只能有一个站在发送数据。

在数据链路上扩展：

网桥，通过逆向学习法完善站表（转发表），并进行路由选择（转发或丢弃）。

集线器，交换机都属于网桥。

虚拟局域网

高速局域网

无线局域网

目前最广发使用的局域网。

CSMA／CA协议（载波监听多路访问/ 冲突避免）有以下3个规则：

如果站X收到RTS，但没收到CTS帧，则X可以发送自己的数据而不会干扰其他站。

如果站X没收到RTS，但收到CTS帧，则站X不可以发送自己的数据。

如果站X能收到RTS和CTS， 则站X不可以发送自己的数据。

广域网

网络层提供两种服务：

无连接的网络服务(数据报服务)

面向连接的网络服务(虚电路服务)

拥塞控制：网络拥塞时就会大量丢包，必须进行控制。

X.25网

永久虚电路

交换虚电路

帧中继

帧中继的帧格式：标志字段（1字节）+地址字段（2~4字节）+信息+帧序列检测（2字节）+标志字段（1字节）

网络互连

网际协议IP是TCP／IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有三个协议：

地址解析协议ARP：IP地址—>硬件地址（MAC地址）的转换。

逆地址解析协议RARP：硬件地址（MAC地址）—>IP地址的转换。

因特网控制报文协议ICMP：差错控制与测试。

另外，域名系统DNS：实现从域名到IP地址的转换。

因特网的IP地址分成为五类，即A类到E类,目前大量使用的IP地址仅A至C类三种。

常用的A类、B类和C类地址都由两个字段组成，即：

网络号字段net-id。A类、B类和C类地址的网络号字段分别为1，2和3字节长，在网络号字段的最前面有1—3bit的类别比特，其数值分别规定为0，10和110。

A类地址的左边第一字节值: 1-127,例如 10.237.43.8

B类地址的左边第一字节值: 128-191,例如 128.37.143.38

C类地址的左边第一字节值: 192-223,例如 195.71.43.85

主机号字段host-id。A类、B类和C类地址的主机号字段分别为3，2和1字节长。

D类地址是多播地址，左边第一字节值:224-239,例如 230.138.43.85

E类地址保留在今后使用，左边第一字节值:>=240,例如243.13.143.185

为避免IP地址的浪费，将主机号划分成若干个子网。

子网掩码(subnet mask): 32bit, “1”对应于网络号和子网号字段，而“0”对应于主机号字段。

A类IP地址，其对应的子网掩码默认值为 255.0.0.0

B类IP地址，其对应的子网掩码默认值为 255.255.0.0

C类IP地址，其对应的子网掩码默认值为 255.255.255.0

例如，IP地址为140.252.20.68,子网掩码为255.255.255.224。

子网掩码二进制为:11111111, 11111111,11111111，11100000。

显然，此IP地址是一个B类地址，因此网络号net-id是140．252。

子网号共有11位而主机号占5位。上面的IP地址的后两个字节(20．68)（即0x14.0x44)的二进制记法是: 00010100 01000100。

其中前11位(00010100 010)是子网号，后5位(00100)是主机号。

因特网的路由选择协议

RIP：路由信息协议，基于距离向量的分布式路由选择协议。

OSPF：开放最短通路优先，分布式的链路状态协议。