网际协议IP
与IP协议配套的四个协议:
- 地址解析协议ARP
- 逆地址解析协议RARP
- 网际控制报文协议ICMP
- 网际组管理协议IGMP
ARP和RARP画在最下面,因为IP经常要使用这两个协议。ICMP和IGMP画在这一层的上部,因为它们要使用IP协议。
1. 虚拟互连网络
虚拟互连网络也就是逻辑互连网络,它的意思是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的,但是利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。这种使用IP协议的虚拟互连网路简称为IP网。使用IP网的好处是当在IP网上的主机进行通信时,就好像在一个单个网络通信一样,它们看不见互连的各网络的具体异构细节。
分组在互联网中的传递:
2. 分类的IP地址
1. 各类IP地址的表示:
A类、B类和C类地址都是单播地址(一对一通信),是最常用的。D类地址用于多播(一对多通信)。
2. IP地址的指派范围:
3. 互联网中的IP地址:
注意:
- 在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。
- 用网桥(只在链路层工作)互连的网段仍然是一个局域网,只能有一个网络号。
- 路由器总是有两个或两个以上的IP地址。
- 当两个路由器直接相连时,在连线两端的接口处可以分配也可以不分配IP地址。
3. IP地址与硬件地址
1. IP地址与硬件地址的区别:
物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,而IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址。
IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址放在MAC帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP地址,而数据链路层及以下使用的是硬件地址。当IP数据报放入数据链路层的MAC帧中以后,整个的IP数据报就成为MAC帧的数据因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。
4. 地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP
网络层使用的是IP地址,但在实际网络的链路上传送数据帧时,最终还是必须使用该网络的硬件地址。但IP地址和下面的网络的硬件地址之间由于格式不同而不存在简单的映射关系(例如,IP地址有32位,而局域网的硬件地址是48位)。此外,在一个网络上可能经常会有新的主机加入进来或撤走一些主机。更换网络适配器也会使主机的硬件地址改变。
1. ARP和RARP协议的作用:
地址解析协议ARP解决问题的方法是在主机ARP高速缓存中应存放一个从IP地址到硬件地址的映射表,并且这个映射表还经常动态更新。
2. 地址解析协议的工作原理:
3. 相关问题
既然在网络上传送的帧最终是按照硬件地址找到目的主机的,那么为什么不直接使用硬件地址进行通信,而是使用抽象的IP地址并调用ARP来寻找相应的硬件地址呢?
由于全世界存在这各式各样的网站,它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。但连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址,它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便,因为上述的调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的,对用户来说是看不见这种调用过程的。