A级:
中继系统:
物理层:中继器,集线器(Hub)
数据链路层:网桥,交换机
物理层:路由器
物理层以上:网关
网络层是什么:提供
主机之间的逻辑通信
为
不同主机提供通信服务
流量控制
拥塞控制
差错控制
网际交互
SAP:IP
IPv4:
IP分组:
首部与数据组成,首部有
20B固定长度。
首部长度最大60B(
首部长度基本单位4B)
总长度:16位。
数据报最大长度=2^16-1(
以太帧的
MTU为1500B)。总长度基本单位1B
标识:用于组装数据报
标志:MF=1表示还有分片,MF=0表示最后一个分片。DF=0才允许分片
片偏移:某片在原分组的相对位置,8个字节为偏移单位。
首部检验和:只校验首部
IPv4地址:
***私有地址:
10全段
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168全段
MTU:一个链路层数据报能承载的最大数据量
CIDR:在变长子网掩码的基础上提出的一种
消除传统A,B,C类网络的划分,并可以在软件的支持下
实现超网(路由聚合)构造的一种
IP地址的划分方法
ARP(地址解析协议):
把IP地址解析为硬件地址,它解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题
工作在
网络层(“看到了”IP地址)
NAT:工作在
传输层(“看到了”端口)
DHCP:动态主机配置协议。用于
给主机动态地分配IP地址
应用层协议。基于
UDP。
C/S方式(所以是应用层协议)
DHCP服务器聚合DHCP客户端的交换过程:
DHCP客户机广播
“
DHCP发现
”,找服务器
DHCP服务器收到,广播
“
DHCP提供
”
DHCP客户机收到“DHCP提供”,广播
“
DHCP请求
”消息
DHCP服务器广播
“
DHCP确认
”
ICMP
(Internet Control Message Protocol)
:网际控制报文协议
IP层协议
报文种类:
ICMP差错报文,ICMP询问报文
两个常见应用:
PING(工作在应用层,直接使用ICMP)
Traceroute,tracert(工作在网络层)
IPv6
128位地址空间
过渡的两种策略:
双协议栈:主机或路由器支持两种协议
隧道技术:IPv6数据报封装到IPv4数据报的数据部分
AS(自治系统):处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组
IGP:内部网关协议,域内路由选择。一个自治系统内部额所使用的路由选择协议。RIP,OSPF
EGP:外部网关协议,域间路由选择。自治系统之间所使用的路由选择协议。用于不同自治系统之间的路由器交换路由信息。BGP
路由算法:
距离向量路由算法
链路状态路由算法
距离向量路由算法
路由选择表包含:目的地,路径代价(距离)
RIP将距离定义为“跳数”
特点:
定期地将它们的
整个路由选择表传送给所有与之直接相邻的结点
所有结点都必须参与距离向量交换
迭代计算找一个最短通路
什么时候更新路由表:发现新路由,发现更短的通路
链路状态路由算法
每个参与该算法的结点都具有完全的网络拓扑信息
两项任务:
-
主动测试所有邻接节点的状态
-
定期地将链路状态传播给其他所有结点
迪杰斯特拉算法
三个特征:
向本自治系统中所有路由器发送信息:泛洪法
发送的信息是
与路由器相邻的所有路由器的链路状态
只有
链路状态发生变化时,路由器才向所有路由器发送此信息
优点:
每个结点计算路径不依赖于中间结点的计算
易于查找故障
链路状态报文仅运载来自单个节点关于直连链路的信息。因此链路状态算法比距离-向量算法有更好的规模可伸展性
距离-向量算法与链路状态算法的比较:
每个结点仅与它的邻居交流,仅为它的邻居提供从自己网络中所有其他结点的最低费用估计VS
每个结点通过广播与所有其他结点交流,仅告诉与它直接相邻的链路的费用
距离-向量算法有可能遇到
路由环路等问题
避免路由环路:
定义最大跳数(一般为15)
水平分割,从哪个接口来的更新信息不允许再从这个接口出去
抑制计时器:更新的路由跳数大于已记录的跳数,启动计时器,超时前不再接受该路由更新信息
路由毒害:路由跳数超过定义最大跳数,向相邻路由发送信息,通知该路径失效
路由协议:
OSPF:
IGP的一种,使用
迪杰斯特拉算法
LSA(链路状态通告)来在网络中的路由器之间交换网络拓扑信息
基本特点:
向本自治系统中所有路由器发送信息,使用
洪泛法
发送的信息是
与路由器相邻的所有路由器的链路状态
只有链路状态发生变化时,路由器才向所有路由器发送此信息
OSPF是
网络层协议,直接用
IP数据报发送
能
适用于规模很大的自治系统中
全网范围内是一致的
灵活
多路径间的负载平衡
子网划分与
CIDR
虽然能算出完整的最优路径,但路由表中不会存储完整路径。
只存储“下一跳”
能将一个自治系统再划分为更小的范围
RIP
IGP的一种。
应用层协议,传输层使用
UDP
使用跳数,每经过一个路由器,跳数加1
一条路径最多15个路由器。距离16不可达
特点
仅
和相邻路由器交换信息
交换的是当前路由器所知道的全部信息,即自己的路由表
选择
最小跳数路由
缺点
限制了网络的规模
开销大,交换的是完整的路由表
慢收敛,需要较长时间才能将此信息传送到所有路由器
RIP比较OSPF
RIP发送整个路由表,
OSPF发送路由表的一部分
BGP:边界网关协议。不同
自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。外部网关协议
路径向量路由选择协议,
应用层协议,基于
TCP
BGP的使用环境:
因特网规模太大,自治系统之间路由选择很困难
自治系统之间的路由选择,找最佳路由并不现实
自治系统之间的路由选择必须考虑有关策略
力求寻找一条能够到达目的网络且
比较好的路由
工作原理:每个自治系统选出一个(或多个)路由器作为该自治系统的
“BGP发言人”。
发言人与发言人之间交换信息,首先要建立
TCP连接
BGP支持
CIDR
组播:源计算机
一次发送的单个分组可以抵达用一个组地址标识的
若干目标主机
主机使用
IGMP的协议加入
组播组,
多播路由器周期性探测主机是否是组的成员
使用
D类地址
组播路由选择协议——找出以源主机为根节点的
组播转发树,每个分组在每条链路上只传送一次
洪泛与剪除
隧道技术
基于核心(路由器)的发现技术
移动IP的三种功能实体:
移动结点,
归属代理(本地代理),
外部代理
通信流程:
在
本地网时,采用
TCP/IP通信
外地网络,
向本地代理注册当前的位置,这个位置地址就是
转交地址
本地代理
创建一条通向转交地址的
隧道
截获的发送给移动结点的IP分组通过隧道送到转交地址处。在转交地址处解除隧道封装,恢复原始IP分组,送到移动结点
回到本地网时,注销转交地址
移动IP为移动主机设置了两个IP地址。
主地址与辅地址
路由器:连接不同的网络(异构网络)并完成路由转发
实现了网络模型的下三层:物理层,数据链路层,网络层
B级:
路由器的两个功能:路由选择,分组转发
流量控制:点到点,发送端和主机端
拥塞控制:全局性问题。涉及网络中所有主机,路由器以及导致网络传输能力下降的所有因素
开环控制:静态预防
闭环控制。监视与检测,基于反馈环路,动态的方法
泛洪法:路由器通过所有端口向所有相邻的路由器发送信息,然后相邻路由器又将此信息发往所有相邻的路由器
因特网将互联网划分为许多较小的自治系统。
一个自治系统包含很多局域网
路由器的
直接交付与
间接交付:是否在同一个网络上
子网掩码:
IP与对应子网掩码AND运算,就可以得出相应子网的网络地址
C级:
拥塞:出现过量的分组而引起网络性能下降的现象
随着网络负载的增加,吞吐量明显小于正常的吞吐量(或吞吐量下降甚至降到0)
路由算法:静态路由与动态路由
ICMP差错报文:
终点不可达
源点抑制
时间超过
参数问题
重定向
不发送ICMP差错报文的几种情况:
ICMP差错报文不再发送ICMP差错报文
第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送
组播地址
特殊地址
IPv6
不能分片
首部是8B的整数倍
目的地址:单播,多播,任播
OSPF的分组类型:
问候分组
数据库描述分组
链路状态请求分组
链路状态更新分组
链路状态确认分组
BGP使用4种报文
打开报文
更新报文
保活报文
通知报文
转发仅涉及一个路由器,路由选择涉及很多路由器
IP有分片的功能,但广域网中的分组不必分片,为什么《王道》P201