第四章：網(wǎng)絡(luò)層

主要任務(wù)：把分組從源端傳到目的端，為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。

傳輸單位：數(shù)據(jù)報(bào)

• 功能

  1. 路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)（最短路徑）
  2. 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)
  3. 擁塞控制：若所有結(jié)點(diǎn)來(lái)不及接收分組，而要丟棄大量分組，則處于擁塞狀態(tài)。因此要采取一定措施緩解擁塞。解決方法：開(kāi)環(huán)控制（靜態(tài)），閉環(huán)控制（動(dòng)）

• 數(shù)據(jù)交換方式

  

  • 電路交換（傳輸時(shí)延最?。?/p>

    例如電話網(wǎng)絡(luò)：建立連接（呼叫/電路建立）→通信→釋放連接（拆除電路）

    特點(diǎn)：多路復(fù)用技術(shù)、獨(dú)占資源

    優(yōu)點(diǎn)：通信時(shí)延小、有序傳輸、沒(méi)有沖突、實(shí)時(shí)性強(qiáng)

    缺點(diǎn)：建立連接時(shí)間長(zhǎng)、線路獨(dú)占，使用效率低，靈活性差，無(wú)差錯(cuò)控制能力

  • 報(bào)文交換

    源應(yīng)用發(fā)送的信息整體

    

    優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需建立連接；存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路；可靠性較高；利用率較高；多目標(biāo)服務(wù)

    缺點(diǎn)：有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延；報(bào)文大小不定，需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有較大緩存空間

  • 分組交換

    

    分組：把大數(shù)據(jù)塊分割成等大等長(zhǎng)小數(shù)據(jù)塊

    優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需建立連接；存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路；線路可靠性較高；線路利用率較高；相對(duì)存儲(chǔ)管理更容易

    缺點(diǎn)：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延；需要傳輸額外的信息量；亂序到目的主機(jī)時(shí)，要對(duì)分組排序重組

  報(bào)文交換和分組交換都采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)

  傳送數(shù)據(jù)量大，且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫時(shí)，選擇電路交換。

  后倆種方式信道利用率高，分組交換時(shí)延更小。

  • 數(shù)據(jù)報(bào)方式（無(wú)連接服務(wù)）&&虛電路方式（連接服務(wù)）

    無(wú)連接服務(wù)：不事先為分組的傳輸確定傳輸路徑，每個(gè)分組獨(dú)立確定傳輸路徑。

    連接服務(wù)：首先為分組傳輸確定傳輸路徑，沿該路徑傳輸系列分組，路徑相同，結(jié)束后拆除連接

    • 數(shù)據(jù)報(bào)（因特網(wǎng)使用）

      無(wú)連接

      每個(gè)分組攜帶源和目的地址

      路由器根據(jù)分組的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)分組：基于路由協(xié)議、算法構(gòu)建轉(zhuǎn)發(fā)表：檢索轉(zhuǎn)發(fā)表：每個(gè)分組獨(dú)立選路

    • 虛電路

      將數(shù)據(jù)報(bào)方式和電路交換方式結(jié)合。

      虛電路：一條源主機(jī)到目的主機(jī)類似于電路的路徑（邏輯連接），路徑上所有結(jié)點(diǎn)都要維持這條虛電路的建立，都維持一張?zhí)撾娐繁恚恳豁?xiàng)都記錄了一個(gè)打開(kāi)的虛電路的信息。

      建立連接：每個(gè)分組攜帶虛電路號(hào)，而非目的地址。源主機(jī)發(fā)送“呼叫請(qǐng)求”分組并收到“呼叫應(yīng)答”，分組后才算建立連接。

      數(shù)據(jù)傳輸：全雙工通信

      釋放連接：虛電路釋放。源主機(jī)發(fā)送“釋放請(qǐng)求”，分組以拆除虛電路。

    

  

• 路由算法

  • 靜態(tài)路由算法：來(lái)自適應(yīng)路由算法，管理員手工配置路由信息。

    優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠，在負(fù)荷穩(wěn)定、拓?fù)渥兓淮蟮木W(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行效果很好，廣泛用于高度安全性的軍事網(wǎng)絡(luò)和較小的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)

    缺點(diǎn)：路由更新慢，不適用于大型網(wǎng)絡(luò)

  • 動(dòng)態(tài)路由算法：自適應(yīng)路由算法，路由器彼此交換信息，按照路由算法優(yōu)化出路由表項(xiàng)。

    優(yōu)點(diǎn)：路由更新塊，使用大型網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)響應(yīng)鏈路費(fèi)用或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?/p>

    缺點(diǎn)：算法復(fù)雜，增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

    1. 全局性：鏈路狀態(tài)路由算法OSPF，所有路由器掌握完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌焚M(fèi)用信息。
    2. 分散性：距離向量路由算法。典例：RIP。路由器只掌握物理相連的鄰居及鏈路費(fèi)用。

• 分層次的路由選擇協(xié)議

適用：因特網(wǎng)規(guī)模不大；許多單位不想讓外界知道主機(jī)的路由選擇協(xié)議，但還想連入因特網(wǎng)

自治系統(tǒng)AS：在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該AS內(nèi)的路由。同時(shí)還使用一種AS之間的路由協(xié)議以確定在AS之間的路由。一個(gè)AS內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)都屬于一個(gè)行政單位來(lái)管轄，一個(gè)自治系統(tǒng)的所有路由器在本自治系統(tǒng)內(nèi)都必須連通

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：一個(gè)AS內(nèi)使用，例如RIP、OSPF

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP：AS之間使用，例如BGP

• RIP協(xié)議：一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，是因特網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

  要求：網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)路由器維護(hù)從它主機(jī)到其他每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的唯一最佳距離記錄（即一組距離）

  距離：“跳數(shù)”，即從源端口到目的端口所經(jīng)過(guò)的路由器個(gè)數(shù)，經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器跳數(shù)+1。從一g路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離為1。RIP允許一條路最多只能包含15個(gè)路由器，因此距離為16表示網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

  優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，只適用于小互聯(lián)網(wǎng)

  RIP是應(yīng)用層協(xié)議，使用UDP傳送數(shù)據(jù)。一個(gè)RIP報(bào)文最多課包括25個(gè)路由，如果超過(guò)，必須再用一個(gè)RIP報(bào)文發(fā)送。

  • 路由器的交換更新

    特點(diǎn)：1.僅和相鄰路由器交換信息；2.路由器交換的信息是自己的路由表；3.每30秒交換一次路由信息，然后路由器根據(jù)新信息更新路由表，若超過(guò)180s沒(méi)收到鄰居路由器的通告，則判定鄰居沒(méi)了，并更新自己路由表；

    路由器剛開(kāi)始工作時(shí)，只知道直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離（距離為1），接著每一個(gè)路由器也只和數(shù)目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息。經(jīng)過(guò)若干次更新后，所有路由器最終都會(huì)知道到達(dá)本自治系統(tǒng)任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最短距離和嚇一跳路由器的地址，即“收斂"

  • 距離向量算法

    1.修改相鄰路由器發(fā)來(lái)的RIP報(bào)文中所有表項(xiàng)。對(duì)地址為x的相鄰路由器發(fā)來(lái)的RIP報(bào)文，修改此報(bào)文中的所有項(xiàng)目，把”下一跳“字段中的地址改為x，并把所有”距離“字段+1

    2.對(duì)修改后的RIP報(bào)文中的每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行以下步驟：
    （1）R1路由表中若沒(méi)有Net3，則把該項(xiàng)目填入R1路由表

    （2）R1路由表中有Net3，則查看下一跳路由器地址：若下一跳是x，則用收到的項(xiàng)目替換源路由表中的項(xiàng)目（距離可能增大或減?。?；若下一跳不是x，原來(lái)距離從x走的距離遠(yuǎn)則更新，否則不做處理。

    3.若180s還沒(méi)收到相鄰路由器x的更新路由表，則把x記為不可達(dá)的路由器，即把距離設(shè)置為16.

    4.返回

• 開(kāi)放最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議

  使用了Dijkstra的最短路徑算法SPF

  最主要特征：使用分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議

  • 特點(diǎn)

    1.使用洪泛法向自治系統(tǒng)內(nèi)所有路由器發(fā)送信息，即路由器通過(guò)輸出端口向所有相鄰路由器發(fā)送信息，而每一個(gè)相鄰路由器又再次將此信息發(fā)往其所有相鄰路由器。廣播

    2.發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)（與那些路由器相鄰，以及該鏈路的度量/代價(jià)）

    3.只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由器才向所有路由器洪泛發(fā)送此信息。

    最后所有路由器都能建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，即全網(wǎng)拓?fù)鋱D。

  • 鏈路狀態(tài)路由算法

    1.每個(gè)路由器發(fā)現(xiàn)它的相鄰結(jié)點(diǎn)（HELLO問(wèn)候分組）

    2.設(shè)置到它的每個(gè)倆句的成本度量metric

    3.構(gòu)造”DD數(shù)據(jù)庫(kù)描述分組“，向鄰站給出自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鏈路狀態(tài)項(xiàng)目的摘要信息。

    4.如果DD分組中的摘要自己都有，則鄰站不做處理；如果沒(méi)有的或者時(shí)更新的，則發(fā)送”LSR鏈路狀態(tài)請(qǐng)求分組“，請(qǐng)求自己沒(méi)有的和比自己更新的信息

    5.收到鄰站LSR分組后，發(fā)送”LSU鏈路狀態(tài)更新分組“進(jìn)行更新

    6.更新完畢后，鄰站返回一個(gè)”LSAck鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組“進(jìn)行確認(rèn)

    只要一個(gè)路由器的鏈路狀態(tài)發(fā)生變化：
    5.泛洪發(fā)送”LSU鏈路狀態(tài)更新分組“進(jìn)行更新。

    6.更新完畢后，其他站返回一個(gè)”LSAck鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組“進(jìn)行確認(rèn)

    7.使用Dijkstra根據(jù)自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造到其他節(jié)點(diǎn)間的最短路徑

  • OSPF區(qū)域

    

  • OSPF分組

    

    OSPF分組用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳送

    考綱：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

  • 其他特點(diǎn)

    1.每30min更新一次數(shù)據(jù)庫(kù)中的鏈路狀態(tài)

    2.是用于大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)。由于一個(gè)路由器的鏈路狀態(tài)只涉及到與相鄰路由器的聯(lián)通狀態(tài)，因此與整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模并無(wú)直接的聯(lián)系。

    3.不存在壞消息傳得慢的問(wèn)題，它的收斂速度很快

• BGP協(xié)議

  • 交換信息特點(diǎn)

    1.與其他AS的鄰站BGP發(fā)言人交換信息

    2.交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息，即要到達(dá)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)所要經(jīng)過(guò)的一系列AS

    3.發(fā)生變化時(shí)更新有變化的部分

  • 過(guò)程

    BGP所交換的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息就是要到達(dá)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過(guò)的一系列AS。當(dāng)BGP發(fā)言人互相交換了網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性的信息后，各BGP發(fā)言人就根據(jù)所采用的策略從收到的路由信息中找出到達(dá)各AS的較好路由。

    BGP發(fā)言人交換路徑向量：自治系統(tǒng)AS2的BGP發(fā)言人通知主干網(wǎng)AS1的BGP發(fā)言人：“要到達(dá)N1，N2，N3課經(jīng)過(guò)AS2

  • 報(bào)文格式

    先建立TCP連接，然后再次連接上交換BGP報(bào)文以建立BGP會(huì)話，利用BGP會(huì)話交換路由信息

    

  • 特點(diǎn)

    支持CIDR，因此BGP路由表包括目的網(wǎng)絡(luò)前綴、下一跳路由器，以及到達(dá)該目的網(wǎng)絡(luò)所要經(jīng)過(guò)的各個(gè)自治系統(tǒng)序列。

    剛運(yùn)行時(shí)鄰站交換整個(gè)BGP路由表，但以后只要在發(fā)生變化時(shí)更新有變化的部分。節(jié)省帶寬和路由器處理開(kāi)銷。

  • BGP-4的四種報(bào)文

    1.OPEN報(bào)文：用來(lái)與相鄰的另一個(gè)BGP發(fā)言人建立關(guān)系，并認(rèn)證發(fā)送發(fā)

    2.UPDATA報(bào)文：提高新路徑或撤銷原路徑。

    3.KEEPALIVE報(bào)文：在無(wú)UPDATA時(shí)，周期性正式鄰站的連通性，也作文OPEN的確認(rèn)。

    4.NOTIFICATION報(bào)文：報(bào)告先前報(bào)文的差錯(cuò)，也被用于關(guān)閉連接。

• 

  

  RU OI BT

  

• IP數(shù)據(jù)報(bào)格式
  

  首部長(zhǎng)度：?jiǎn)挝?B，最小為5(20B)

  區(qū)分服務(wù)：指示期望獲取哪種類型的服務(wù)

  總長(zhǎng)度：首部+數(shù)據(jù)，單位是1B

  生存時(shí)間TTL：IP分組的保質(zhì)期，經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器-1，為0則丟棄

  協(xié)議：數(shù)據(jù)部分的協(xié)議。TCP字段為6，UDP字段為17

  首部檢驗(yàn)和：只檢驗(yàn)首部。

  源IP地址和目的IP地址：32位

  可選字段：0~40B，用來(lái)支持排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等測(cè)試

  填充：補(bǔ)全0.把首部補(bǔ)成4B的整數(shù)倍

• IP數(shù)據(jù)報(bào)分片

  最大傳送單位MTU：鏈路層數(shù)據(jù)幀可封裝數(shù)據(jù)的上限。

  以太網(wǎng)的MTU是1500字節(jié)。

  若傳送數(shù)據(jù)報(bào)超過(guò)MTU，則需要將數(shù)據(jù)報(bào)分片。

  標(biāo)識(shí)：同一數(shù)據(jù)報(bào)的分片使用同一標(biāo)識(shí)。

  標(biāo)志：只有2位有意義。

  中間位DF：DF=1禁止分片，DF=0允許分片

  最低位MF：MF=1，后面還有分片；MF=0，代表最后一片/沒(méi)分片

  片偏移：指出較長(zhǎng)分組分片后，某片在原分組種的相對(duì)位置，以8B為單位。除了最后一個(gè)分片，每個(gè)分片長(zhǎng)度一定是8B整數(shù)倍

  

• IPv4地址

  IP地址：全世界唯一的32位/4字節(jié)標(biāo)識(shí)符，表示路由器主機(jī)的接口。

  IP地址={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>，<主機(jī)號(hào)>}

  路由器不同接口有不同的IP地址

  • IP地址分類：
    
    

特殊IP地址：

私有IP地址：內(nèi)部使用，路由器對(duì)目的地址是私有IP地址的數(shù)據(jù)報(bào)不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT：在專用網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的路由器上安裝NAT軟件，安裝了NAT軟件的路由器叫NAT路由器，它至少有一個(gè)有效的外部全球IP地址

IPv4地址空間已分配殆盡：CIDR（斜杠加數(shù)字），NAT（端口映射）。解決此問(wèn)題的根本方法是IPv6

• • 子網(wǎng)劃分：將主機(jī)號(hào)劃分為子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)

    • 分類的IP地址的弱點(diǎn)

      1.IP地址空間的利用率有時(shí)很低

      2.倆級(jí)IP地址不夠靈活

    

    某單位劃分子網(wǎng)后，對(duì)外仍表現(xiàn)為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即本單位外的網(wǎng)絡(luò)看不見(jiàn)本單位內(nèi)子網(wǎng)的劃分，主機(jī)號(hào)不能全0（為本網(wǎng)絡(luò)）全1（為廣播分組）

    子網(wǎng)掩碼：

    

    子網(wǎng)掩碼與IP地址逐位相與，就得到子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。

    • 使用子網(wǎng)時(shí)分組的轉(zhuǎn)發(fā)：

      路由表中應(yīng)含有目的網(wǎng)絡(luò)地址、目的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼、下一跳地址

      路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法：1.提取目的IP地址 2.是否直接交付3.特定主機(jī)路由 4.檢測(cè)路由表中有無(wú)路徑 5.默認(rèn)路由0.0.0.0 6.丟棄，報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)

  • 無(wú)分類編制CIDR（子網(wǎng)號(hào)可全0，全1）

    1.消除了傳統(tǒng)ABC類地址以及劃分子網(wǎng)的概念

    2.融合子網(wǎng)地址與子網(wǎng)掩碼，方便子網(wǎng)劃分。CIDR把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成一個(gè)“CIDR地址快”

    構(gòu)成超網(wǎng)：將多個(gè)子網(wǎng)聚合成一個(gè)較大的子網(wǎng)。也叫路由聚合。

    最長(zhǎng)前綴匹配：使用CIDR時(shí)，查找路由表可能得到幾個(gè)匹配結(jié)果，應(yīng)選擇具有最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的路由，前綴越長(zhǎng)，地址塊越小，路由越具體

• 協(xié)議

  • ARP協(xié)議：完成主機(jī)或路由器IP地址到MAC地址的映射（自動(dòng)進(jìn)行）

    使用過(guò)程：檢查ARP高速緩存，有對(duì)應(yīng)表項(xiàng)則寫入MAC幀。沒(méi)有則用目的地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF的幀封裝并廣播ARP請(qǐng)求分組，同一局域網(wǎng)中所有主機(jī)都能收到該請(qǐng)求。目的主機(jī)收到請(qǐng)求后就會(huì)向源主機(jī)單播一個(gè)ARP響應(yīng)分組，源主機(jī)收到后將此映射寫入ARP緩存。（10-20分鐘更新一次）

    四種典型情況：

    1.主機(jī)A發(fā)給本網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)B，用ARP找到主機(jī)B的硬件地址

    2，主機(jī)A發(fā)給另一網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)B：用ARP找到本網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)路由器（網(wǎng)關(guān)）的硬件地址

    3.路由器發(fā)給本網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)A：用ARP找到主機(jī)A的硬件地址

    4.路由器發(fā)給另一網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)B：用ARP找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址

  • 主機(jī)如何動(dòng)態(tài)獲得IP地址：實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置DHCP協(xié)議

    • • 

    DHCP協(xié)議：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP是應(yīng)用層協(xié)議，使用客戶/服務(wù)器方式，客戶端和服務(wù)端通過(guò)廣播方式進(jìn)行交互，基于UDP。

    DHCP提供即插即用聯(lián)網(wǎng)的機(jī)制，主機(jī)可以從服務(wù)器動(dòng)態(tài)獲取IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器名稱與IP地址。允許地址重用，支持移動(dòng)用戶加入網(wǎng)絡(luò)，支持在用地址續(xù)租。

    • DHCP協(xié)議過(guò)程

      1.主機(jī)廣播DHCP發(fā)現(xiàn)報(bào)文：找到網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器，服務(wù)器獲得主機(jī)IP地址

      2.DHCP服務(wù)器廣播DHCP提供報(bào)文：服務(wù)器擬分配給主機(jī)一個(gè)IP地址及相關(guān)配置，先到先得。

      3.主機(jī)廣播DHCP請(qǐng)求報(bào)文：主機(jī)向服務(wù)器請(qǐng)求提供IP地址

      4.DHCP服務(wù)器廣播DHCP確認(rèn)報(bào)文：正式將IP地址分配給主機(jī)。

  • TCP/IP協(xié)議棧

    ICPMP協(xié)議：支持主機(jī)或路由器差錯(cuò)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)探詢

    發(fā)送特定ICMP報(bào)文

    

    • ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文

      1.終點(diǎn)不可達(dá)：當(dāng)路由器或主機(jī)不能交付數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就向原點(diǎn)發(fā)送終點(diǎn)不可達(dá)報(bào)文（無(wú)法交付）

      2.源點(diǎn)抑制:當(dāng)路由器或主機(jī)由于擁塞而丟失數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就向原點(diǎn)發(fā)送源點(diǎn)抑制報(bào)文，使源點(diǎn)知道應(yīng)當(dāng)把數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送速率放慢。（擁塞丟數(shù)據(jù)）

      3.時(shí)間超過(guò)：當(dāng)路由器收到生存時(shí)間TTL=0的數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，除了丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)外，還要向源點(diǎn)發(fā)送時(shí)間超過(guò)報(bào)文。當(dāng)終點(diǎn)在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的全部數(shù)據(jù)片時(shí)，就把已收到的數(shù)據(jù)報(bào)片都丟棄，并向源點(diǎn)發(fā)送時(shí)間超過(guò)報(bào)文

      4.參數(shù)問(wèn)題：當(dāng)路由器或目的主機(jī)收到的數(shù)據(jù)報(bào)首部中有的字段值不正確時(shí)就丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并向原點(diǎn)發(fā)送參數(shù)問(wèn)題報(bào)文。

      5.改變路由（重定向）：路由器把改變路由報(bào)文發(fā)送給主機(jī)，讓主機(jī)知道下次應(yīng)將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給另外的路由器（可通過(guò)更好的路由）

      • 不應(yīng)發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)文的情況
        1. 對(duì)ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文不再發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
        2. 對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)片都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
        3. 對(duì)具有組播地址的數(shù)據(jù)報(bào)都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
        4. 對(duì)具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的數(shù)據(jù)報(bào)不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文

    • ICMP詢問(wèn)報(bào)文

      1. 回送請(qǐng)求和回答報(bào)文：主機(jī)或路由器向特定目的主機(jī)發(fā)出的詢問(wèn)，收到此報(bào)文的主機(jī)必須給源主機(jī)或路由器發(fā)送ICMP回送回答報(bào)文。測(cè)試目的站是否可達(dá)以及了解其相關(guān)狀態(tài)
      2. 時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文：請(qǐng)某個(gè)主機(jī)或路由器回答當(dāng)前的日期和時(shí)間，用來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘同步和測(cè)量時(shí)間
      3. 掩碼地址請(qǐng)求和回答報(bào)文
      4. 路由器詢問(wèn)和通告報(bào)文

    • ICMP應(yīng)用

      PING：測(cè)試倆個(gè)主機(jī)之間連通性，使用ICMP回送請(qǐng)求和回答報(bào)文

      Traceroute：跟蹤一個(gè)分組從源點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，使用了ICMP時(shí)間超過(guò)差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文

  • IGMP協(xié)議與組播路由選擇協(xié)議

    網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP：讓路由器知道本局域網(wǎng)上是否有主機(jī)（的進(jìn)程）參加或退出了某個(gè)組播組。

    ICMP和IGMP都是用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳遞報(bào)文

    • IGMP工作的倆個(gè)階段

      1.某主機(jī)要加如組播組時(shí)，該主機(jī)向組播組的組播地址發(fā)送一個(gè)IGMP報(bào)文，聲稱主機(jī)要成為該組成員。本地組播路由器收到IGMP報(bào)文后，要利用組播路由協(xié)議把這組成員關(guān)系發(fā)給因特網(wǎng)上的其他組播路由器。

      2.本地組播路由器周期性探詢本地局域網(wǎng)上的主機(jī)，以便知道這些主機(jī)是否還是組播組成員。

      只要有一個(gè)主機(jī)對(duì)某個(gè)組響應(yīng)，那么組播路由器就認(rèn)為這個(gè)組是活躍的：如果經(jīng)過(guò)幾次探詢后沒(méi)有一個(gè)主機(jī)響應(yīng)，組播路由器就認(rèn)為本網(wǎng)絡(luò)上沒(méi)有此組播組的主機(jī)，因此就不再把這組的成員關(guān)系發(fā)給其他的組播路由器。

      組播路由器知道的成員關(guān)系只是連接的局域網(wǎng)中有無(wú)組播組成員。

    • 組播路由選擇協(xié)議

      目的：找出以源主機(jī)為根節(jié)點(diǎn)的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)

      構(gòu)造樹(shù)可以避免再路由器之間兜圈子。

      對(duì)不同的多播組對(duì)應(yīng)于不同的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)，同一個(gè)多播組，對(duì)不同的源點(diǎn)也會(huì)有不同的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)。

      • 三種算法

        基于鏈路狀態(tài)的路由選擇

        基于距離-向量的路由選擇

        協(xié)議無(wú)關(guān)的組播（稀疏/密集）

• IPv6

  改進(jìn)首部格式。

  

  功能：快速處理、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)，支持QoS

  • 

  • 與IPv4的區(qū)別

    1.將地址從32位（4B）擴(kuò)大到128位（16B），更大的地址空間

    2.IPv6將校驗(yàn)和字段徹底移除，以減少每跳的處理時(shí)間

    3.將可選字段移出首部，變成擴(kuò)展首部，成為靈活的首部樣式，路由器通常不對(duì)擴(kuò)展首部檢查，大大提高路由器處理效率

    4.即插即用（自動(dòng)配置），不需要DHCP協(xié)議

    5.IPv6首部長(zhǎng)度必須是8B整數(shù)倍，IPv4首部是4B整數(shù)倍（1總8片首4）

    6.只能再主機(jī)處分片。ipv4可以在路由器和主機(jī)處分片

    7.ICMPv6：附加報(bào)文類型”分組過(guò)大“

    8.支持資源預(yù)分配，支持實(shí)時(shí)視像等要求，保證一定帶寬和時(shí)延應(yīng)用

    9.取消了協(xié)議字段，改成下一個(gè)首部字段

    10.取消了總長(zhǎng)度字段，改用有效載荷長(zhǎng)度字段

    11.取消了服務(wù)類型字段

  • 地址表示形式

    

  • 基本地址類型

    單播：一對(duì)一通信，可做源地址+目的地址

    多播：一對(duì)多通信，可做目的地址

    任播：一對(duì)多中的一個(gè)通信，該地址可做目的地址

  • Ipv6向IPv4過(guò)渡

    雙棧協(xié)議：在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)啟用IPv4協(xié)議棧和IPv6協(xié)議棧。路由器：不同接口上分別配置倆種地址，并很有可能連接了倆種網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)：同時(shí)也有倆種地址，并具備同時(shí)處理這倆個(gè)協(xié)議地址的功能。

    隧道技術(shù)：通過(guò)使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)的方式，使用隧道傳遞的數(shù)據(jù)（或負(fù)載）可以是不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包。隧道協(xié)議將其它協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包重新封裝然后通過(guò)隧道發(fā)送。

• IP數(shù)據(jù)報(bào)的三種傳輸方式

  1.單播：用于發(fā)送數(shù)據(jù)包到單個(gè)目的地，且每發(fā)送一份單薄報(bào)文都使用一個(gè)單播IP地址作為目的地址。是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式。

  2.廣播：指發(fā)送數(shù)據(jù)包到同一廣播域或子網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備的一種數(shù)據(jù)傳輸方式，是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式。

  3.組播（多播）：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某些用戶需要特定數(shù)據(jù)時(shí)，組播數(shù)據(jù)發(fā)送者僅發(fā)送一次數(shù)據(jù)，借助組播路由協(xié)議為組播數(shù)據(jù)包建立組播分發(fā)樹(shù)，被傳遞的數(shù)據(jù)到達(dá)距離用戶端盡可能近的節(jié)點(diǎn)后才開(kāi)始復(fù)制和分發(fā)，是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸方式

  • IP組播地址

    IP組播地址讓原設(shè)備能夠?qū)⒎纸M發(fā)送給一組設(shè)備。屬于多播組的設(shè)備將被分配一個(gè)組播組IP地址（一群共同需求主機(jī)的相同標(biāo)識(shí)）

    組播地址范圍為224.0.0.0~239.255.255.255（D類地址），一個(gè)D類地址標(biāo)識(shí)一個(gè)組播組。IP組播地址只能用作分組的目標(biāo)地址。源地址總是為單播地址。

    1.組播數(shù)據(jù)報(bào)也是“盡最大努力交付“，不提供可靠交付，應(yīng)用于UDP

    2.對(duì)組播數(shù)據(jù)報(bào)不產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文

    3.并非所有D類地址都可以作為組播地址

  • 硬件組播

    跟單播地址類似，組播IP地址也需要相應(yīng)組播MAC地址在本地網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳送幀。組播MAC地址以十六進(jìn)制值01-00-5E開(kāi)頭，余下的6個(gè)十六進(jìn)制位是根據(jù)IP組播組地址的最后23位轉(zhuǎn)移得到的

    

• 移動(dòng)IP

  移動(dòng)IP技術(shù)是移動(dòng)結(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)/服務(wù)器）以固定的網(wǎng)絡(luò)IP地址，實(shí)現(xiàn)跨越不同網(wǎng)段的漫游功能，并保證了基于網(wǎng)絡(luò)IP的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限在漫游過(guò)程中不發(fā)生任何改變。

  移動(dòng)結(jié)點(diǎn)：具有永久IP地址的移動(dòng)設(shè)備

  歸屬代理（本地代理）：一個(gè)移動(dòng)結(jié)點(diǎn)擁有的就”居所“稱為歸屬網(wǎng)絡(luò)，在歸屬網(wǎng)絡(luò)中代表移動(dòng)結(jié)點(diǎn)執(zhí)行移動(dòng)管理功能的實(shí)體叫做歸屬代理。

  外部代理（外地代理）：在外部網(wǎng)絡(luò)中幫助移動(dòng)結(jié)點(diǎn)完成移動(dòng)管理功能的實(shí)體稱為外部代理。

  永久地址（歸屬地址/主地址）：移動(dòng)站點(diǎn)在歸屬網(wǎng)絡(luò)中的原始地址。

  轉(zhuǎn)交地址（輔地址）：移動(dòng)站點(diǎn)在外部網(wǎng)絡(luò)使用的臨時(shí)地址。

  • 

  

• 路由器：路由選擇，分組轉(zhuǎn)發(fā)

  路由器是一種具有多個(gè)輸入端口和多個(gè)輸出端口的專用計(jì)算機(jī)，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)分組。

  根據(jù)所選定的路由選擇協(xié)議構(gòu)造出路由表，同時(shí)經(jīng)?；蚨ㄆ诘睾拖噜徛酚善鹘粨Q路由信息而不斷地更新和維護(hù)路由表。

  交換結(jié)構(gòu)：根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表（路由表得來(lái)）對(duì)分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

  若收到RIP/OSPF分組等，則把分組送往路由選擇處理機(jī)；若收到數(shù)據(jù)分組，則查找轉(zhuǎn)發(fā)表并輸出。

  

  

  若路由器處理分組的速率趕不上分組進(jìn)入隊(duì)列的速率，則隊(duì)列的存儲(chǔ)空間最終必定減少到零，這就是后面再進(jìn)入隊(duì)列的分組由于沒(méi)有存儲(chǔ)空間只能被丟棄。

  路由器中的輸入或輸出隊(duì)列產(chǎn)生溢出是造成分組丟失的重要原因。

  • 路由器、網(wǎng)橋、集線器

    路由器：作為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可以互聯(lián)倆個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)段

    網(wǎng)橋：作為鏈路層設(shè)備可以互聯(lián)倆和物理層和鏈路層不同的網(wǎng)段

    集線器：不能互聯(lián)倆個(gè)物理層不同的網(wǎng)段。

    

  • 路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)

    路由表根據(jù)路由選擇算法得出，主要用途是路由選擇，總用軟件實(shí)現(xiàn)。

    轉(zhuǎn)發(fā)表由路由表得來(lái)，可以用軟件實(shí)現(xiàn)，也可以用特殊硬件實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)表必須包含完成轉(zhuǎn)發(fā)功能所必須的信息，在轉(zhuǎn)發(fā)表的每一行必須包含從要到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)到輸出端口和某些MAC地址信息的映射。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-851136.html

到了這里，關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（王道考研）筆記個(gè)人整理——第四章的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！