计算机网络—网络层1

1、虚拟互连网络：

    在网络的数据链路层存在各种各样的网络，比如以太网，令环牌网等等，他们各自组成自己的网络。在他们独自的网络中，可以用交换机把网络加以扩展。

    但从网络层的角度来说，交换机连接的网络依旧是一个网络。

    打个比方，像国家的部队，分为陆军、海军、空军、二炮。在陆军中，增加一个某某军，只是对陆军的增加。

    为了连接起不同的网络，科学家发明了  路由器  ，用来进行网络的互连和路由选择。 

    就如战争开始后，我们的总参谋部（路由器），把各个军种解调起来，以中国人民解放军的称号作战。

    

    为什么叫虚拟互连网络，因为在网络的物理层和链路层网络的异构性是存在的，我们利用IP协议把底层的虚拟化。

    从网络层（IP层）分析网络数据的流动：

    每个主机上都有路由表，在发送前查找路由表，如果要发送的地址在本地网络，此称为直接交付。

    如果不在本地网络，则把它交付给路由，再有路由进行转发，叫做间接交付。

2、IP地址和硬件地址

       从层次上来说，硬件地址属于数据链路层；而IP地址属于网络层，它属于一种逻辑地址。

       就像一个人，有人本身（用姓名代替吧），和每个人有的身份证号码。人的本身就属于实实在在存在的，也就好比是网络中的硬件地址，而身份证号码则属于IP地址。

     

       在网络层中，路由器只根据数据帧的目的地址，进行数据转发。

       网络层的数据交给数据链路层后，给数据帧加上一个“头部”，头部中含有（源硬件地址）和（目的硬件地址）。

       当数据链路层的数据帧在传输时，当在不同的网络进行传输的时候，MAC帧中的目的地址和源地址都要发生变化。

       比如：假设数据从IP1发送到IP5,。在网络层的数据报中，源地址和目的地址一直是IP1和IP5。但是在数据链路层，MAC帧是一直变化的，在第一个网络传输中，源mac和目的mac分别是，mac1和mac2，目的mac为传输到路由的mac。传输到第二个网络后，源mac和目的mac改变为mac3和mac4，也就是第一个路由的输出口的mac和要达到路由的mac。

        总之，IP屏蔽掉了底层的物理细节。我们可以在IP层上讨论网络。

3、地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP

        数据的传输实际上是在链路层传输的，网络层的ip地址要映射到数据链路层的mac。

        arp协议只在局域网上传输，当在局域网上查看有无目的ip，如果有，在arp高速缓存中查出其对应的硬件地址，把这个硬件地址写入mac帧。

        如果查不到目的主机的ip，则在局域网中以广播的形式发送一个arp请求，请求目的主机的IP地址，当目的主机收到广播后，则会把自己的IP和mac发给源主机。

        如果目的主机不在本地局域网，则通过路由器，找到路由的mac，然后经过下一跳，不断的找到相应的目的主机的ip和mac。

     PS:为什么不用硬件地址通信，而用IP地址通信。对于硬件地址，全球有各种各样的网络，各类硬件地址，彼此的通信很费劲，把它们统一抽象为IP地址，这就方便了通信，

只要再对应好相应的硬件地址就好。