网络层详解：IP协议、子网划分与路由选择

"该资源是关于计算机网络的第四章，主要讲解了网络层的相关知识，包括网络层提供的两种服务（面向连接与无连接），重点介绍了网际协议IP，如虚拟互连网络、IP地址分类、地址解析协议ARP、IP数据报格式以及IP层的分组转发流程。此外，还涉及了子网划分、CIDR（无分类编址）、网际控制报文协议ICMP及其应用，以及因特网的路由选择协议，如RIP、OSPF、BGP，并简述了路由器的构成。本章的关键知识点有虚拟互连网络的概念、IP地址与物理地址的关系、传统的IP地址分类与CIDR，以及路由选择协议的工作原理。" 在计算机网络中，网络层起着至关重要的作用，它为运输层提供了两种服务模式：面向连接和无连接。面向连接的服务类似于电路交换，需要预先建立一条虚拟电路，确保通信过程中的资源分配，适合于对可靠性要求高的场景。然而，因特网的网络层选择了无连接的服务，即IP协议，它不保证数据报的顺序或可靠性，而是尽可能地将数据报送达目的地，适用于对实时性和效率要求较高的应用。 IP地址是网络层的核心概念，用于标识网络中的设备。传统的IP地址分为A、B、C三类，每个类别有不同的网络号和主机号长度，通过子网掩码进一步细分网络。随着网络规模的扩大，引入了无分类域间路由选择CIDR，以更有效地管理和分配IP地址。IP地址与硬件地址（MAC地址）的区别在于，IP地址在网络层使用，负责主机间的逻辑寻址，而MAC地址在数据链路层使用，标识物理设备。 地址解析协议ARP是IP地址与硬件地址之间的桥梁，它允许网络设备根据IP地址找到对应设备的MAC地址。IP数据报则是网络层传输的基本单元，包含了源和目的IP地址、标识符、标志、生存时间等字段，用于网络中的分组转发。 在路由选择方面，网络层使用了多种协议，如RIP（Routing Information Protocol）是一种距离矢量协议，适用于小型网络；OSPF（Open Shortest Path First）是链路状态协议，适合大规模网络；BGP（Border Gateway Protocol）是用于不同自治系统间路由交换的外部网关协议。路由器作为网络层的关键设备，负责执行这些路由选择协议，根据IP数据报的目的地址做出转发决策，将数据报送达正确的目的地。 这一章内容深入浅出地介绍了网络层的关键概念和技术，对于理解因特网的工作原理至关重要。