网络层路由算法：距离向量法与IP地址解析

"这篇文档是关于计算机网络课件中的网络层知识，重点讲解了距离向量路由算法。网络层作为互联网的重要组成部分，负责主机到主机之间的数据传输，并通过路由算法来确定数据包的最佳路径。此外，文档还涵盖了IP地址的相关内容，包括IP地址的概念、分类、子网划分以及特殊IP地址的用途。" 距离向量路由算法是一种广泛用于网络路由决策的算法，它基于贝尔曼-福特(Bellman-Ford)原理。在该算法中，网络上的每个节点会周期性地与其相邻节点交换路由信息，这些信息包括节点到网络上所有其他节点的最短距离。每个节点维护一个距离向量，这个向量记录了到其他所有节点的最短距离。通过不断更新和传播这些距离信息，网络中的节点能够动态调整其路由表，从而选择最优路径来转发数据包。 网络层是TCP/IP模型的第三层，它的主要任务是负责数据包在网络中的传输，确保数据能够从源主机正确无误地送达目标主机。在这一层，IP协议扮演了核心角色，它为互联网上的每台设备分配了唯一的IP地址，这个地址由32位二进制数表示，并通常以点分十进制形式表示。IP地址分为两部分：网络地址和主机地址，早期的IP地址分配采用分类方式，有A、B、C、D、E五类，但随着网络规模的扩大，分类地址逐渐被子网划分和无类别域间路由(CIDR)所取代。 IP地址的子网划分是为了更有效地管理和利用IP地址空间。当一个大的网络需要被划分为多个小的逻辑网络时，就会使用子网划分。这涉及到使用子网掩码来明确网络地址和主机地址的边界。通过子网划分，可以创建多个子网，每个子网都有自己的网络地址范围，从而满足了不同规模网络的需求。 文档中还提到了一些特殊的IP地址，如固定用途的IP地址和私网IP地址。固定用途的IP地址通常用于特定目的，比如网络设备的配置或测试。而私网IP地址则用于内部网络，不直接暴露在互联网上，常见的私网IP地址范围包括10.0.0.0/8，172.16.0.0/12，和192.168.0.0/16。 除了距离向量路由算法，网络层还包括其他路由算法，如链路状态路由算法（例如OSPF，Open Shortest Path First）和路径向量路由算法（例如BGP，Border Gateway Protocol）。这些路由协议在网络层协同工作，共同构建和维护互联网的庞大路由系统。此外，网络层还涉及其他协议，如ICMP（Internet Control Message Protocol）用于错误报告和网络诊断，ARP（Address Resolution Protocol）用于将IP地址解析为物理MAC地址，以及NAT（Network Address Translation）用于解决公网IP地址短缺问题等。