网络层
目录
网络层功能
- 异构网络互联
- 路由选择与分钟转发：最佳路径
- 拥塞控制
- 开环控制：静态
- 闭环控制：动态
重点
- ip 地址分类
- IP 地址与 MAC 地址区别
- 子网划分，子网掩码
- ICMP 协议及其应用
- 路由寻址
- 局域网，广域网区别
IP数据报
- 一个数据报 = 一个或多个分组
- 首部格式：固定部分 + 可变长
- IP数据报分片
IPv4地址
- 分类IP地址：网络地址转换NAT
- 子网的划分
- 无分类编址CIDR
- 构成超网
重要协议
- APR协议：MAC地址和IP地址的映射
- DHCP协议：动态获取IP地址
- ICMP协议：差错报告报文和询问报文
- IGMP协议 + 组播路由器选择协议 ：IP组播
IPv6
- IPv6数据报格式
- IPv6和IPv4
- 地址表示格式
- IPv6基本地址类型
- IPv6向IPv4过渡策略
路由算法
- 静态路由算法
- 动态路由算法
- OSPF 链路状态路由算法
- RIP 距离向量路由算法
路由协议选择
- 内部网关协议
- RIP
- OSPF
- 外部网关协议
- BGP
移动IP
路由器
IP数据报
IP数据报格式
分片
IPv4地址
全世界唯一的32位（4字节）标识符，标识路由器主机的接口
网络号+主机号
减2：减去本机地址（全0）和广播地址（全1）
特殊IP地址
全0：发送方不知道自己的IP地址时填入的数据，只可作为源地址
全1：在路由器的范围内广播，只可作为目标地址
127：主机自己发给自己
私有IP地址
内网地址，只有内部才会认，外部并不认的IP地址，走到外网通信需要用NAT技术
网络地址转换NAT
利用NAT转换表，实现内网与外网的转换。
子网的划分
增加子网号的部分，子网号占用原本表示主机号的部分
掩码的方式区分主机号和其他
提取出子网号的方式是子网号与子网掩码做与运算
子网分组算法：
1.提取目的IP地址
2.是否直接交付
3.特定主机路由
4.检测路由表中有无路径
5.默认路由 0.0.0.0
6.丢弃，报告转发分组出错
计算可以划分的子网数：
确定网络号位数和子网掩码位数
如b类地址网络号为16位，子网掩码为255.255.224.0，
把子网掩码展开为二进制数：11111111.11111111.11100000.00000000
第16位开始有3个1，所以可以划分2的三次方个子网。
无分类编址CIDR
解决了传统A B C类地址划分方式得到的网络数不够的问题，在超网中的子网号可以是全0或全1
CIDR记法：IP地址后加上“/”，然后写上网络号+子网号的位数（可以任意长度）的位数。
构成超网
把转发接口相同的多个网络网络地址，在路由表中聚合成一个相同的网络地址
算法：把网络前缀取交集。
重要协议
ARP协议
数据链路层传输数据需要使用MAC地址
在网络层把分组交给数据链路层时，需要在尾部加上自己的MAC地址和接收方的MAC地址
本地的ARP高速缓存会缓存IP地址与MAC地址的映射（每20分钟更新一次）
请求获得MAC地址数据
如果接收方的MAC地址为止，则需要广播ARP请求分组（帧）。
同一局域网：如果IP1和IP3的网络前缀与运算后结果不变，可以通过FF在局域网内广播
不同局域网：先查网关（局域网连入外网的端口）的MAC，作为下一跳的地址，随后每一跳都会更新源MAC地址和目的MAC地址
DHCP协议
基于UDP的动态分配IP地址协议
ICMP协议
发送差错报文的情况
- 终点不可达：无法交付
- 超时：TTL = 0
- 参数问题：首部字段有问题
- 改变路由（重定向）
不应发送差错报文的情况
- 对差错报告的报文不再发送差错报文
- 对于第一个分片的数据报的所有后续分片不发送ICMP差错报文
- 对于有组播地址的数据报都不发送ICMP差错报文
- 对特数地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报不发送ICMP差错报文
IP组播
IPv6
IPv6和IPv4区别
- 将地址从32位（4B）扩大到128位（16B）
- 移除校验和字段，减少每跳处理时间
- 将可选字段移出首部，变成拓展首部，通常路由器不会对拓展首部进行检查，提高了路由器的处理效率
- 支持即插即用，不需要DHCP协议
- 首部长度必须是8B的整数倍，IPv4的首部长度是4B的整数倍
- IPv6只支持在主机处分片，IPv4支持在路由器分片
IPv6地址表示
posted on 2022-04-17 10:25 MIXTAPE_208 阅读(68) 评论(0) 编辑 收藏 举报
