目录
一、网络层主要功能
二、网络层典型协议
1. 网际协议 IP(IPv4/IPv6)
2. 辅助控制协议
3. 路由协议(路由器之间交换路由表)
① 内部网关协议 IGP(自治系统 AS 内部)
② 外部网关协议 EGP(不同 AS 之间)
4. 其他常用网络层协议
三、IP 地址(网络层计算重点)
四、网络层设备
五、数据封装过程
六、小结
一、网络层主要功能
- 寻址:给全网主机分配逻辑地址(IP 地址),区分不同设备。
- 路由选择:路由器根据路由算法选最优传输路径。
- 分组封装与分片:上层数据打包成 IP 分组,链路 MTU 不足时分片。
- 差错与拥塞控制(辅助)、异构网络互联。
二、网络层典型协议
1. 网际协议 IP(IPv4/IPv6)
- IPv4:32 位 IP 地址(点分十进制),分组首部、分片、寻址;分为 A/B/C/D/E 类地址、私有 IP。
- IPv6:128 位地址,解决 IPv4 地址枯竭,自带 IPSec、无分片、即插即用。
IP 是无连接、不可靠协议,只负责投递,差错校验交给传输层
无连接:发数据前不用提前建立通路;不可靠:IP 不保证数据一定送到、不乱序、不丢包,出错不管重传。IP 只负责尽力交付,可靠交由上层传输层实现。
2. 辅助控制协议
- ICMP(网际控制报文协议)配合 IP,差错报告 + 网络探测:ping、traceroute 底层协议,报告超时、不可达、重定向。
- ARP(地址解析协议)IP→MAC:已知目标 IP,查对应物理 MAC 地址(局域网内)。
- RARPMAC→IP:已知硬件地址反查 IP(老式无盘主机用,现已淘汰)。
- DHCP:动态分配 IP,基于 UDP,应用层封装、功能归属网络层。
3. 路由协议(路由器之间交换路由表)
① 内部网关协议 IGP(自治系统 AS 内部)
- RIP:距离矢量算法,跳数为度量,最大 15 跳,UDP 520 端口。
- OSPF:链路状态算法,开销 cost,分区域,组播收发,可靠性高(企业主流)。
② 外部网关协议 EGP(不同 AS 之间)
- BGP:边界网关协议,互联网骨干路由,基于 TCP,选路策略优先。
4. 其他常用网络层协议
- NAT:网络地址转换,私有 IP ↔ 公网 IP,节省公网地址(家用 / 路由器必备)。
- IPSec:IP 层加密,VPN 底层安全协议。
- IGMP:互联网组管理协议,组播使用,管理局域网组播成员。
三、IP 地址(网络层计算重点)
- IP 组成:网络号 + 主机号,子网掩码区分两段。
- 分类 IP:A (1~126)、B (128~191)、C (192~223)、D (组播 224~239)、E 保留。
- 私有 IP 段:
- A 类:10.0.0.0/8
- B 类:172.16.0.0/12 ~ 172.31.0.0/12
- C 类:192.168.0.0/16
- CIDR 无类编址:取消 ABC 分类,斜线记法(如 192.168.1.0/24),子网划分、可变长子网 VLSM。
四、网络层设备
- 路由器 Router:网络层核心设备,依据IP 地址查表转发、隔离广播域、连接不同网段。
- 三层交换机:二层交换 + 三层路由,局域网内网跨 VLAN 路由。
五、数据封装过程
传输层报文段 →加 IP 首部 = IP 分组(数据包)→ 下交给数据链路层加帧头帧尾。
六、小结
本章为大家详细的介绍了计算机网络的网络层基本内容,下一章为大家介绍传输层的内容。最后,创作不易,如果大家觉得我的文章对学习计算机网络通识有帮助的话,就动动小手,点个免费的赞吧!收到的赞越多,我的创作动力也会越大哦,谢谢大家🌹🌹🌹!!!