三层结构的网络：子网划分与广域网互联

划分子网后的三级结构在计算机网络中起着至关重要的作用。原本的IP地址设计为两级结构，即网络号（net-id）和主机号（host-id）。当网络规模增大，主机间的距离超出局域网的覆盖范围，需要形成广域网（WAN）来连接相隔更远的节点。在这个过程中，为了提高地址效率和管理复杂性，IP地址被划分为三级： 1. 基本结构：未划分子网时，每个IP地址包含两个主要部分：网络标识（Network ID）和主机标识（Host ID）。网络标识用来标识一个网络，主机标识则区分网络内的各个设备。 2. 子网划分：当进行子网划分时，主机号被进一步划分为子网号（Subnet ID）和主机号（实际用于设备标识）。这样，一个大的网络被分割成多个逻辑上独立的子网，每个子网有自己的子网掩码，允许同一网络内的主机具有相似的前缀，从而减少了地址空间的浪费。 3. 三级结构：划分子网后的IP地址结构为网络号 + 子网号 + 主机号，形成了三级结构。网络号和子网号共同确定了设备所在的网络位置，而主机号则确定了具体的设备。这种划分有助于更好地管理和控制网络流量，尤其是对于大型网络中的广播和冲突域的隔离。 4. 关键设备：结点交换机和路由器在这些结构中扮演重要角色。结点交换机负责在单个网络内部进行分组转发，而路由器则在不同网络之间进行路由选择，实现不同子网间的通信。广域网通常采用ATM交换机、X.25分组交换机、帧中继设备等，而互联网则是由局域网和广域网通过路由器互联形成的。 5. 网络通信：连接在广域网或局域网上的主机在内部通信时，仅需使用物理地址，而在互联网中通信时，则需要使用全局唯一的IP地址。这表明了网络层次结构中数据包传输的不同路径和处理方式。 6. 协议差异：局域网主要关注数据链路层和少量物理层协议，而广域网则主要在网络层处理路由和分组转发问题，体现了不同层次网络的关注重点和功能差异。 通过划分子网和引入路由器，计算机网络的架构变得更加灵活和高效，适应了各种规模和距离的通信需求。