計算機網路 網路層 IP協議詳解

2021-09-26 15:52:43 字數 1795 閱讀 9010

網路層的路由主要負責在複雜的網路環境中,找到從乙個主機到另乙個主機傳送資料時合適的路徑。

確定路徑的方法:先由路由表查詢目標網路,再由arp協議發現目標主機。

主機:配有ip位址,但是不進行路由控制的裝置

路由器:即配有ip位址,又能進行路由控制

節點:主機和路由器的統稱

這裡我們應該理解:網路層協議中的目的ip負責找到目標主機,傳輸層中的目的埠號負責找到該主機對應程式,從而網路套接字通過ip+埠號的方式可以實現兩個網路程序間的通訊。

ip協議段格式

關於ip層的分片:

保證ip層對報文分片後能正確組裝:16位標識+3位標誌+13位片偏移

udp協議對是否分片並不在意;但使用tcp協議時最好避免分片,因為在按序組裝時如果發現部分分片丟失,則會重新全部再請求一次,這樣很浪費時間和資源。因此在傳輸層tcp建立連線時,通訊雙方就應該相互通告mss=mtu-tcp報頭-ip報頭,避免分片行為發生。

mtu=1500位元組=mss+tcp報頭(20~60位元組)+ip報頭(20 ~60位元組)

mtu:最大傳輸單元(不包含自己的報頭長度) - 資料鏈路層最大傳輸單元為1500位元組,網路層最大傳輸單元為1480位元組

mss:最大傳輸資料段(不包含所有報頭長度) - 網路層最大有效載荷為1460位元組(考慮tcp報頭)

思考:3000位元組的ip報文至少分為幾片?

當然是3片,因為最大傳輸資料報只能1460位元組,2片不夠。

網段劃分

管理子網ip

手動管理ip位址,並保證每個主機的ip不相同是一件很麻煩的事情,所以我們需要使用其他技術。

dhcp技術

使用dhcp技術能夠自動為子網新增的主機節點分配ip位址。一般的路由器都帶有此功能,所以也稱路由器為dhcp伺服器。

cidr方案

我們曾經將所有的ip位址分為 a,b,c,d,e五類,但我們發現大多數組織都申請b類網路位址,導致b類位址很快就分配完了,而a類卻浪費了大量的位址。

針對上述情況,我們提出了新的劃分方案 - cidr。此方案是通過引入乙個額外的子網掩碼用來區分網路號和子網號,其中將ip位址和32位的子網掩碼進行「按位與」運算就可以得到網路號,由此我們便不再需要用a,b類進行劃分。

ip位址

如果乙個組織內部組建區域網的ip位址,它只用於區域網內的通訊,而不直接連線到internet上。理論上可以使用任意ip位址,但在rfc 1918中規定了用於組建的私有ip位址主要有以下三類,其餘的稱為公網ip(全域性ip)

一:10.* 只有前8位是網路號,共有16,777,216個位址

二:192.168.* 前16位是網路號,共有65,536個位址

三:172.16. 到172.31. 前12位為網路號,共有1,048,576個位址

其中wan口ip是對外的ip,lan口ip是對內的ip。所以同一區域網內不同的路由器,它的wan口ip不同,但是lan口ip通常都是192.168.1.1。

同一區域網內的主機的ip位址不能重複,但不同區域網內的主機ip可能相同。

cidr劃分方案(子網掩碼)在一定程度上緩解了ip不夠用的問題 - -提高ip位址的利用率從而減少浪費,但並未增加可連線主機的數量。

解決方法:

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