网络层如何实现通信

㈠ tcp/ip协议包含哪四层,会有什么功能

TCP/IP协议包括四个层次：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

功能：

1、网络接口层

主要用于实现与传输媒介相关的物理特性，由下而上来看，对于接收到的物理帧数据，得到IP数据包，交给网络层；由上而下来看，从网络层接收到IP数据包封装成帧数据，发送到网络中。

2、网络层：

处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。

处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据者销报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；核睁假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。处理路径、流控、拥塞等问题。

3、传输层：

提供应用程序间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送，即耳熟能详的“三次握手”过程，从而提供可靠的数据传输。

4、应用层：

向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。

(1)网络层如何实现通信扩展阅读：

各层协议：

网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有基于TCP/IP协议网络的核心。

传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。

两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基首氏游于连接的协议；UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。

TCP/IP协议的主要特点

1、TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。

2、TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring Network）、拨号线路（Dial-up line）、X.25网以及所有的网络传输硬件。

3、统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址

4、标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

㈡ 如何在三层交换机上ping通不同VLAN的主机

要实现不同VLAN之间相互通信，就要用到三层VLANIF接口方案。这是一种通过计算机网络体系结构中第三层（网络层）来实现VLAN间通信的解决方案。每个VLAN都可以配置一个三层VLANIF逻辑接口，而这些VLANIF接口就作为对应VLAN内部用户主机的缺省网关，通过三层交换机内部的IP路由功能可以实现同一交换机上不同VLAN的三层互通，不同交换机上不同VLAN间的三层互通需要配置各VLANIF接口所在网段间的路由。
这里具体举个例子：
假设在三层交换机上建了2个VLAN，VLAN 10和VLAN 20，现在要2个VLAN之间的PC能相互PING通，vlan 10包括交换机1-4口，vlan 20包括交换机5-8口。
1、system
2、vlan 10（建立vlan 10）
3、port g1/0/1 to g1/0/4（1到4口划归vlan 10）
4、int vlan 10
5、ip address 172.23.10.254 255.255.255.0
6、vlan 20（建立vlan 20）
7、port g1/0/5 to g1/0/8（1到4口划归vlan 10）
8、int vlan 20
9、ip address 172.23.11.254 255.255.255.0
10、ip routing（路由开启，现在都是默认开启的，可省略）
11、save
属于vlan10的PC IP设置
IP：172.23.10.X
MASK：255.255.255.0
GATEWAY：172.23.10.254
属于vlan20的PC IP设置
IP：172.23.20.X
MASK：255.255.255.0
GATEWAY：172.23.20.254
这样不同VLAN的PC就可以互通了

㈢ 如何实现网间进程通信

网间进程通信首先必须解决以下问题。
(1)网间进程的标识问题。在同一主机中，不同的进程可以用进程号（Process ID）唯一标识。
但在网络环境下，各主机独立分配的进程号已经不能唯一地标识一个进程。例如，主机A中某进
程的进程号是5，在B机中也可以存在5号进程，进程号不再唯一了，因此，在网络环境下，仅
仅说“5号进程”就没有意义了。
(2)与网络协议栈连接的问题。网间进程的通信实际是借助网络协议栈实现的。应用进程
把数据交给下层的传输层协议实体，调用传输层提供的传输服务，传输层及其下层协议将数
据层层向下递交，最后由物理层将数据变为信号，发送到网上，经过各种网络设备的寻径和
存储转发．才能到达目的端主机，目的端的网络协议栈再将数据层层上传，最终将数据送交
接收端的应用进程，这个过程是非常复杂的。但是对于网络编程来说，必须要有一种非常简
单的方法，来与网络协议栈连接。这个问题是通过定义套接字网络编程接口来解决的。
(3)多重协议的识别问题。现行的网络体系结构有很多，如TCP/IP. IPX/SPX等，操作系统
往往支持众多的网络协议。不同协议的工作方式不同，地址格式也不同，因此网间进程通信还要解
决多重协议的识别问题。
(4)不同的通信服务的问题。随着网络应用的不同，网间进程通信所要求的通信服务就会
有不同的要求。例如，文件传输服务，传输的文件可能很大，要求传输非常可靠，无差错，无
乱序，无丢失；下载了一个程序，如果丢了几个字节，这个程序可能就不能用了。但对于网上
聊天这样的应用，要求就不高。因此，要求网络应用程序能够有选择地使用网络协议栈提供的
网络通信服务功能。在TCP/IP协议簇中，在传输层有TCP和UDP这两个协议，TCP提供可靠
的数据流传输服务，UDP提供不可靠的数据报传输服务。深入了解它们的工作机制，对于网络
编程是非常必要的。
具体请看http://www.zhaojing520.com/thread-214-1-1.html?_dsign=9cd875fb

㈣ 计算机网络（三）——网络层

网络层的 目的 是实现在任意结点间进行数据报传输，它的目的与链路层、物理层不是一样的吗？但是通过它数据可以在更大的网络中传输。

为了能使数据更好地在更大的网络中传输，网络层主要实现三个功能： 异构网络互联 、 路由与转发 和 拥塞控制 。

我们知道，在物理层、链路层，可以使用不同的传输介质和拓扑结构将几台、十几台主机连接在一起形成一个小型的局域网，把这些组成结构不完全相同的局域网称为异构网，因此将它们连接扩大成更大的网络，需要一个类似转接头的设备——路由器，路由器不仅仅可以连接异构网，还能隔离冲突域和广播域，依照IP地址转发。

下图对集线器、网桥、交换机和路由器能否隔离冲突域和广播域进行比较：

路由器作为连接多个网络的结点，不仅需要完成对数据的分组转发，还要选择传输路径，因此路由器主要由 路由选择 和 分组转发 组成。

网络层最重要的功能是 路由与转发 功能。路由也就是选择一条合适的路，转发则是在这条路上遵守协议。这有点像从某个多个国家的交界城市自驾，选其中一条路，那么就遵守这个国家的交通协议。

数据通过一个又一个路由器到达目的地址，路由器怎么知道数据应该从哪个端口出发才能到达目的地呢？这就需要构造路由表。
路由表有两种构造方式： 静态 和 动态 。

一个个小网络可以构成一个区域，足够多的区域互连成一个网络，多个网络又形成巨大的互联网。要想让数据高效在网络中传输，采用“分而治之”的理念。
将互联网分为许多较小的自治系统，系统有权决定自己内部采用什么路由协议，这便是层次路由。通过层次路由便可以采用灵活的协议传输数据。数据在自治系统内传输采用 内部网关协议 而自治系统之间则采用 外部网关协议 。

内部网关协议有两种协议： 路由信息协议（RIP） 和 开放最短路径优先协议（OSPF）

外部网关协议则是边界网关协议（BGP）。内部网关协议服务某个自治系统，范围较小，所以尽可能有效地从源站送到目的站，也就是找到一条最佳路径。而外部网关协议需要面对更大的网络范围和网络环境，因此更关注的找到比较好的路径，也就是不能兜圈子。

BGP工作原理：

将三种路由协议进行比较：

构建大规模、异构网络的互联网除了硬件的支持外，还需要建立协议以实现数据报传输服务——IP协议。
目前IP协议有两个版本：IPv4和IPv6。

现在主流的IP协议版本还是IPv4。

IP数据报主要由首部和数据部分组成，由TCP报文段封装到数据部分，再在前端加上一些描述信息的首部，其格式如下图：

IP协议使用分组转发，当报文过大时需要分片。分片的思路如下：

如果把IP数据报看作是信，那么首部中的源地址与目的地址则分别是发信地址和邮件地址。为了方便路由计算这些地址，并且使IP地址足够使用，因此将IP地址进行分类。

IP地址的格式 ： {<网络号>,<主机号>}，网络号标志主机所连接的网络，主机号标志该主机，每个IP地址都是唯一的。

IP地址分类 如下：

通过分类，可以计算每个网络中最大的主机数：

网络地址转换（NAT）是一种转换机制，将专用网络地址转换为公用地址，目的是为了对外隐藏内部管理的IP地址，这样不仅可以保证网络安全，还可以解决IP地址不足问题。
当路由器接收到的目的地址是私有地址则一律不进行转发，而如果是公用地址，则是用NAT转换表将源IP及端口号映射成全球IP号，然后从WAN端口发送到因特网上。

IP地址有A、B、C类网络号，如果把A类网络号分给一个广播域，那么这个广播域可以接入16,777,212台主机，然而一个广播域不可能融入这么多台主机，因为这样会导致广播域过饱和而瘫痪，而只给其分配一定数量的网络号，则会浪费大量的IP地址。因此在IP地址中增加一个“子网号字段”，将IP地址划分为三级，即IP地址={<网络号>,<子网号>,<主机号>}，也就是从主机号中借用几个比特号作为子网号，这个子网号是对内划分的，对外仍旧表现为二级IP地址。

主机或路由器如何判断一个网络是否进行子网划分了呢？——利用子网掩码。

CIDR是 无分类 域间路由器选择，目的是消除A、B、C类网络划分，这样可以大幅度提高IP地址空间利用率。相比较子网掩码划分，它更加灵活。

上图中，如果R1收到前缀为206.1的IP地址，它只需要转发给R2，具体发往网络1还是网络2，则由R2计算得出。

通过IP地址，可以将数据从某个网络传输到目的网络，但是把信息发送给哪台主机呢？由于路由器的隔离，IP网路没办法使用广播方式查找MAC地址，只有通过链路层的MAC地址以广播方式寻址。
因此，IP协议还包括三个协议—— ARP、DHCP和ICMP ，共同配合完成数据转发。

IPv6是解决IP地址耗尽的根本手段。它与IPv4的报文形式差别如下图：

IPv6与IPv4地址通信示意图：

在通信过程中，如果分组过量而导致网路性能下降，会产生拥塞。

拥塞的控制方式：

㈤ 用自己话描述TCP五层模式间如何通信

TCP五层模型是计算机网络中一种常见的通信模型，由应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层构成。

在TCP五层模型中，不同层之间的通信可以描述如下：

• 应用层通信：应用层协议通过传输层协议（TCP或UDP）与传输层通信，并通过Socket接口与操作系统进行交互。应用层协议（例如HTTP、FTP、SMTP等）负责应用程序之间的数据交换，传输层协议则负责管理数据传输的可靠性和流量控槐源制。

• 传输层通信：传输层协议通过网络层协议（IP协议）与网络层通信，负责将应用层数据分段传输，并对数据进行错误检测和纠正。传输层协议（例如TCP和UDP）提供端到端的数据传输服务，负责数据可靠性、流量控制和拥塞控制等。

• 网络层通信：网络层协议（例如IP协议）通过数据链路层协议（例如Ethernet）与数据链路层通信，负责将数据包从源地址传输到目标地址。网络层协议负责路由选择、IP地址分配和数据包转发等功能。

• 数据链路层通信：数据链路层协议通过物理层协议（例如光纤、网线等）与物理层通信，负责将数据包转换为物理信号进行传输。数据链路层协议负责数据的可靠传输、差错检测和纠正等功能。

• 物理层通信：物理层协议负责将数字信号转换为模拟信号，并通过物理介质（例如光纤、网线等）进行传输。物理层协议负责物理信号的发送和接收，保证数据在纤陪物理层的正确传输。

综上所述，TCP五层模型中不同层之间的通毁明蠢信是基于各自的协议进行的，每一层都提供特定的服务，实现了不同层之间的分离和互相配合。通过TCP五层模型，计算机之间可以进行可靠的数据传输，使得网络通信更加高效和安全。

㈥ TCP/IP有哪几层各层的功能是什么

TCP/IP协议分为4个层次，自底向上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。

网络接口层负责接收IP数据报，并负责把这些数据报发送到指定网络上。

网络层功能为进行网络互连，根据网间报文IP地址，从一个网络通过路由器传到另一网络。

传输层的功能为通信双方的主机提供端到端的服务，传输层对信息流具有调节作用，提供可靠性传输，确保数据到达无误。

应用层的功能为对客户发出的一个请求，服务器作出响应并提供相应的服务。

㈦ 路由器是从哪个层次上实现了不同的网络的互联路由器主要有那些功能

网络层 第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；

第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；

第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态（static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。