计算机网络：网络层 —— 网络层（网际层）概述

2024/10/25 1:17:06 来源：https://blog.csdn.net/Zachyy/article/details/143221205 浏览: 次关键词：计算机网络：网络层 —— 网络层（网际层）概述

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网络层是计算机网络体系结构中的第三层，OSI七层模型中的第三层，也是TCP/IP模型中的第二层。位于数据链路层之上和传输层之下。它的主要职责是在源主机和目标主机之间提供数据包的传输服务。

它负责将数据从一个网络传输到另一个网络，确保数据能够跨越多个网络边界（如路由器）到达目的地，具体包括路由选择、逻辑地址分配、分组和重组、流量控制、拥塞控制和错误处理。

网络层的主要任务就是将分组从源主机经过多个网络和多段链路传输到目的主机，可以将该任务划分为分组转发和路由选择两种重要的功能。

路由选择：网络层负责选择最佳路径将数据包从源地址传输到目标地址。路由器（Router）是执行这项工作的主要设备，它通过计算路径并转发数据包来实现网络间的数据传输。
逻辑地址分配：网络层使用逻辑地址（例如，IP地址）来标识网络中的每一台设备。这些地址是全球唯一的，确保数据包能够被正确地传送到目标设备。
数据包的封装和解封装：网络层将传输层的数据（如TCP或UDP段）封装成数据包（Packet），并在数据包中添加头部信息，如源IP地址、目标IP地址、TTL（生存时间）等。目标主机的网络层接收数据包后，解封装并将其传递给传输层。
分组和重组：当数据包穿越不同的网络时，可能需要根据网络的 MTU（最大传输单元）将大的数据包拆分成更小的分组（Fragmentation）。在目标网络或设备上，这些分组会被重新组装成原始数据包。
流量控制和拥塞控制：网络层通过多种策略（如流量整形和优先级处理）来控制流量，防止网络拥塞，从而确保数据传输的效率和可靠性。
错误处理和诊断：网络层提供基本的错误处理和诊断功能，例如使用 ICMP（Internet Control Message Protocol）协议来报告错误和诊断网络问题。

IP（Internet Protocol）：IP是网络层最核心的协议，负责地址指定和数据包路由。IPv4和IPv6是两种版本的IP协议。
ICMP（Internet Control Message Protocol）：用于在网络设备之间传递控制消息和错误报告。常见的ICMP工具包括ping和traceroute。
ARP（Address Resolution Protocol）：用于将IP地址解析成物理MAC地址，确保在局域网内的数据传输。
RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：用于将物理地址解析为IP地址，主要用于无盘工作站的启动。
路由协议：负责在网络层中传递路由信息，以确保数据包能够选择最佳路径到达目的地。
- RIP（Routing Information Protocol）：一种距离矢量路由协议。
- OSPF（Open Shortest Path First）：一种链路状态路由协议。
- BGP（Border Gateway Protocol）：一种自治系统间的路由协议。