"因特网网络层与互连技术详解"

《网络层与网络互连》是教材电子版中的第五章，该章节主要介绍了TCP/IP体系结构中的网络层、传输层和应用层。网络层在因特网中的主要任务是将各种物理网络互连起来，使得不同物理网络的主机之间可以相互通信。本章主要讨论了在因特网中网络互连所需面临的问题和解决方案。 在因特网中，网络互连需要解决的问题包括网络层编址、数据报传送、差错处理、互联网路由维护和IP组播等。为了解决这些问题，相关的协议或技术包括网际协议IPv4、地址解析协议ARP、网际控制报文协议ICMP、无分类域间路由选择CIDR、路由信息协议RIP、开放最短路径优先路由选择协议OSPF、边界网关协议BGP和因特网组管理协议IGMP等。 此外，本章还简要介绍了移动IP、虚拟专用网VPN、网络地址转换NAT等技术，以及下一代网际协议IPv6和网络层互连设备。通过学习本章，读者可以掌握网络层编址、地址解析ARP、数据报的交付与转发、IP差错与控制机制、因特网路由维护机制等协议和方法，了解IP组播、移动IP、虚拟专用网等相关内容。 在网络层编址方面，IPv4是目前广泛使用的协议，它给网络中的设备分配唯一的IP地址，使得设备可以进行互联。通过地址解析协议ARP，设备可以将IP地址转换为物理地址，实现数据的传送。数据报传送过程中，网络层负责将数据划分为若干个数据报进行传送，并通过ICMP实现差错处理和控制机制。 互联网路由维护是一个关键的问题，涉及到路由选择和路由更新。无分类域间路由选择CIDR和路由信息协议RIP，能够选择最优的路径进行数据传送，提高网络的传输效率。开放最短路径优先路由选择协议OSPF和边界网关协议BGP，则能够解决大规模网络中的路由选择问题。 此外，本章还提到了IP组播和移动IP。IP组播是一种将数据报同时传送给多个设备的技术，适用于实现组播通信。移动IP是一种为移动设备提供稳定的通信地址的技术，使得设备在漫游过程中不断变换的IP地址可以被稳定地转发。 虚拟专用网（VPN）和网络地址转换（NAT）则是为了提高网络的安全性和灵活性而引入的技术。VPN能够为用户提供一种安全的连接方式，保障数据传输的隐私性；NAT则可以将内部网络的私有地址与公网的IP地址进行映射，实现对外部网络的访问。 最后，本章还简要介绍了下一代网际协议IPv6和网络层互连设备。IPv6是IPv4的后继版本，通过扩大地址空间和改进协议，满足了日益增长的互联网需求。网络层互连设备如路由器和交换机是互联网中的关键设备，能够实现不同网络之间的连接和数据传输。 通过学习《网络层与网络互连》，读者可以深入理解网络层在因特网中的作用和功能，掌握网络层所需的各种协议和技术，为搭建和维护互联网提供基础知识和实践指导。