4.2.1虚拟互联网络

1、连接网络的中间设备

物理层使用的中间设备，叫做转发器
数据链路层使用的中间设备，叫做网桥或桥接器
网络层使用的中间设备叫做路由器
网络层以上使用的中间设备叫做网关（由于历史的原因，许多有关TCP/IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关）。

2、虚拟互联网络的概念

虚拟互联网络就是逻辑互联网络，它的意思是互联起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议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。IP网就是虚拟网，如果在覆盖全球的IP网上层使用TCP协议，那就是现在的互联网。

4.2.2分类的IP地址

IP地址就是给互联网上每一个借口分配一个在全世界范围内是惟一的32位标志符。IP地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN负责分配。

1、IP地址的表示方法

IP地址 ::=={<netid>,<hostid>},从IP地址的结构来看，IP地址不仅仅指明了一台主机，还指明了网络。

点分十进制记法：IP地址是一个32位的二进制序列，每8位插入一个‘.’并把那8位转化成一个十进制的数字，就是点分十进制记法。

2、三种类别的IP地址

IP地址的编址方法的三个历史阶段 (1) 分类的IP地址。(2) 子网的划分。(3) 构成超网。
A类B类和C类地址都是单播地址（一对一通信）；A、B、C类地址网络号分别占8位，16位，24位，主机字段分别为3,2,1个字节长；A、B、C网络好的前1~3个字符是类别为，分别是0,10,110;D类地址用于多播，E类地址保留使用。
A类网络地址的网络号只有7位可以使用（第一位是0），共有2^7-2个可指派的网络号，如果7位都是0，是一个保留地址，表示本网络。如果全为1（01111111 =127），保留作为本地软件环回测试本地软件使用；主机号共有2^24-2个，如果全0，表示单个网络地址，全1表示该网络上所有的主机。IP地址空间有2^32个，A类地址有2^31个，占总数的50%。
B、C类地址的网络号都不存在全为0或者全为1的问题（类别位导致的），但是B类网络的128.0.0.0和C类网络的192.0.0.0都是不分配的，所以其可分配的网络号分别为2^14-1和2^21-1;主机号的分配规则和A类地址类似，因此可分陪得主机号个数分别为：2^16-2和2^8-2.

ps：IP地址的重要总结

3、一些重要特点

路由器根据目标主机所连接的网络号来转发分组，减少了存储空间和路由表的查找时间。
当一个主机同时连接到两个网络，称为多归属主机。
按照互联网的观点，具有相同网络号的都属于一个网络，因此转发器和网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。

4.2.3IP地址和硬件地址

1、ARP协议用来做什么？知道了机器的IP地址，解析出它的硬件地址。

2、地址解析协议是如何解决的？

同一局域网中：

在主机ARP高速缓存中存放一个从IP地址到硬件地址的映射表，并且这个映射表经常动态更新。每一台主机中都有各个主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。如果缓存中不存在目标地址的IP（可能是因为刚开机，没有缓存，可能是因为目标主机刚刚加入局域网），则发送广播请求（我的IP是209.0.0.5,硬件地址是00-00-C0-15-AD-18。我想知道IP为209.0.6的主机的MAC地址），B收到之后，会发送ARP响应。注意：ARP对高速缓存都设定了时限。

IP转发分组：

在路由表中一条路由最主要的两条信息：（目标网络地址，下一跳地址）；

特定主机路由：虽然互联网所有的分组转发都是基于目的主机所在的网络，但在大多数情况下都允许这样的特例：对特定目标主机指定一个路由。

默认路由（默认网关），可以减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。这种转发方式在一个网络只有很少对外链接的时候很有用。

分组转发算法：

从数据报的首部提取目标主机IP地址D，和网络地址N
若N是直接相连的某网络，则进行直接交付，不需要经过其他路由器
若路由表中有特定主机路由为D的，则直接将数据报交给指明的下一跳路由器
若路由表中有到达网络N的路由，则传给下一跳路由
若果有一个默认路由，则传送
报告分组转发错误

ps：在IP数据报的首部中没有下一跳路由器IP，只有目标IP，中间的IP是通过路由表查出来，交个ARP软件获得MAC地址用的。

4.2.4IP数据报的格式

参考 IP数据报格式

4.2网际协议IP