计算机网络第五版：网络层协议与服务详解

在《计算机网络第五版》第四章网络层部分，主要探讨了网络层的功能和服务、网络互连的关键问题、网络设备的区别以及重要的网络协议。以下是详细的知识点总结： 1. **网络层服务**: - 网络层向运输层提供了两种基本服务：面向连接的虚电路（VC）服务和无连接的数据报服务。面向连接服务如TCP，确保数据的可靠传输，但需要预先建立连接，对网络资源进行预留，优点是服务质量保障，缺点是可能导致路由器复杂度增加和网络成本较高。无连接服务如UDP，不保证数据顺序到达，但处理灵活，网络资源占用较少。 2. **网络互连的意义及挑战**: - 网络互连使得不同网络间的信息交换成为可能，扩展了资源共享范围和通信区域。在互连过程中，需解决诸如寻址差异、最大分组长度、接入机制、超时控制、差错恢复、路由选择、用户控制等通用问题，以及服务模型（面向连接和无连接）和管理方式的统一。 3. **网络设备的区别**: - 转发器在物理层工作，负责信号放大和转发； - 网桥是数据链路层设备，连接不同LAN，处理相同协议的帧； - 路由器是网络层设备，选择最佳路径进行数据包转发，可以跨越不同网络协议； - 桥路器是网桥和路由器的结合，既能连接不同链路层又能进行网络层路由； - 网关则处理网络层以上协议转换，如从IPv4到IPv6，或从内部网络到外部网络。 4. **重要协议功能**: - IP（Internet Protocol）是核心协议，负责寻址和路由，使得不同网络间数据包传递； - ARP（Address Resolution Protocol）用于局域网内将IP地址解析为硬件地址； - RARP（Reverse Address Resolution Protocol）反之，将硬件地址解析为IP地址，用于网络启动时自动获取IP； - ICMP（Internet Control Message Protocol）用于错误报告和查询，优化IP数据包传输； - IGMP（Internet Group Management Protocol）负责组播，维护网络中对特定组的兴趣列表。 5. **IP地址分类**: - IP地址分为五类：A、B、C、D和E类，每类地址有不同的位数分配，网络号和主机号的组合方式不同； - 主要特点是分类明确，适应不同的网络规模，但早期版本存在地址空间不足的问题。 这些知识点涵盖了网络层的基本概念、服务模式、设备角色以及关键协议的职责，对于理解和应用计算机网络有着重要意义。