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TCP/IP 体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限，所传送的分组可能出错、丢失、重复、和失序。
PS:TCP/IP体系的网络层提供的是数据报服务，因此我们就来讨论下如何在网络层传送IP数据报这个主题。
国际协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一(另一个是TCP)，与IP协议配套使用的还有三个协议：地址解析协议APR（Address Resolution Protocol）、网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）、网际组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）。
所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它是指互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网从用户看起来就是一个统一的网络。使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。
好处是：当互连网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信，而看不见互连的各具体网络异构的细节。
Tip:如果在这种覆盖全球的IP网的上层使用TCP协议，那么就是现在的互联网（Internet）
那如何将异构的网络互相连接起来呢？我们需要使用一些中间设备来使异构的网络互相连接起来：
中间设备：
物理层中继系统：转发器（转发器 转发器是最简单的互联设备，它没有“智能”，不能控制和分析信息，也不具备网络管理功能，只是简单地接受数据祯，逐一再生放大信号，然后把数据发往更远的网络结点，因此转发器只能用于同种网络的物理层上）
数据链路层中继系统：以太网交换机 交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。
网络层中继系统：路由器
网桥和路由器的混合物：桥路器（brouter）
网络层以上的中继系统：网关（gateway）
Tips:网络互连都是用路由器进行网络互连和路由选择。由于历史的原因，许多有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。
IP地址的含义：就是给每个连接在互联网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围内是唯一的32位标识符（由ICANN分配）。
IP地址的编址方法分为三种：
分类的 IP 地址：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。
子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准 [RFC 950] 在 1985 年通过。
构成超网：这是比较新的无分类编址方法。 1993 年提出后很快就得到推广应用。
将IP地址划分为若干个固定类。 每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。 主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。 由此可见，一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的。
这种两级的IP地址结构如下：
这种两级的IP地址可以记为：
各类IP地址的网络号字段和主机号字段：
A类、B类、C类地址网络号（net-id）字段分别是1个、2个、3个字节长。由于IP共4个字节，所以A类、B类、C类地址主机号（host-id），分别是3个、2个、1个字节长。而在网络号字段的最前面有1-3位的类别号，分别为0,10,110。
D类地址（前4位是1110）用于多播（一对多通信）。E类地址（前4位是1111）保留以后用。
IP地址的指派范围：
一般不使用的特殊IP地址：
Tips:主机号全0，代表这个网络的网络地址，主机号全1代表广播地址。今年来已广泛使用无分类的IP。但由于很多文献和资料还使用传统的分类的IP地址。
二级IP地址的重要特点：（1）IP地址是一种分等级的地址结构 （2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口（所以一个路由器至少应当有两个不同的IP地址）。（3）用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络（网络号net-id相同） (4)互联网平等对待每一个IP地址。
从层次的角度看， 硬件地址（或物理地址）是数据链路层和物理层使用的地址。 IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址（称 IP 地址是逻辑地址是因为 IP 地址是用软件实现的）。
路由器只根据目的站的 IP 地址的网络号进行路由选择。在具体的物理网络的链路层 只能看见 MAC 帧而看不见 IP 数据报。在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报。
Tips：IP 层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节。 在抽象的网络层上讨论问题，就能够使用 统一的、抽象的 IP 地址 研究主机和主机或主机和路由器之间的通信
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原文地址：https://www.cnblogs.com/yunche/p/8992313.html
