《計算機網路原理》 網路層

2022-06-12 02:54:11 字數 3735 閱讀 6500

1.遮蔽網路差異,提供透明傳輸

為傳輸層提供服務:面向連線的網路服務(虛電路服務)和無連線的網路服務(資料報服務).

2.為網路通訊提供路由選擇

什麼是路由選擇? 

按一定的原則和路由選擇演算法在多個節點的通訊子網中選擇一條到達目的節點的最佳路徑的過程. 確定路由選擇的策略成為路由演算法.

3.資料報的封裝和解封裝

4.擁塞控制

為了避免網路傳輸路徑中資料的傳輸延遲或死鎖,主要採用預約緩衝區,分組丟棄等方式

a類:0.0.0.0~127.255.255.255

私有:10.0.0.0~10.255.255.255

網路號佔乙個位元組,只有7位可供使用,第一位固定為0,實際上共有2^7-2=126個網路號可被指派

主機號佔3個位元組,即24位,主機數共有2^24-2個,全0或全1分別被用於網路位址和廣播位址

b類:128.0.0.0~191.255.255.255

私有:172.16.0.0~172.31.255.255

網路號佔2個位元組,共14位可用,前兩位固定為10,實際上共有2^14-1位可用(128.0.0.0不指派)

主機號佔2個位元組,共16位,共有2^16-2位可使用

c類:192.0.0.0~223.255.255.255

私有:192.168.0.0~192.168.255.255

網路號佔3個位元組,只有21位可供使用,前三位固定為110,實際上共有2^21-1位可用

主機號佔1個位元組,有2^8-1位可使用

d類:224.0.0.0~239.255.255.255

不標識網路,用於組播,即一對多通訊

e類:224.0.0.0~255.255.255.255

暫時保留,用於實驗和將來使用

虛電路分組交換類似於電路交換的**通訊,虛電路分組交換特點:

1.每次分組交換前,在傳送方與接收方之間建立一條邏輯連線

2.一次通訊的所有分組都是通過這條虛電路順序傳送,交換路徑固定,所以不需要每個分組上封裝目的位址,源位址等資訊

3.通訊子網中每個節點可以和任意節點建立多條虛電路.每個虛電路支援特定的兩個節點之間的資料傳輸.

虛電路交換過程,分三個階段,1:建立虛電路 2:傳輸資料 3:拆除虛電路

什麼是資料報?就是在資料前部新增了源位址和目標位址資訊欄位的報文分段,資料報分組交換特點:

無需為每次通訊建立獨立的邏輯連線

傳送報文時,先拆解成若干獨立的帶有序號和位址資訊的資料報,依次傳送給網路節點.

網路節點每乙個節點提供獨立的路由選擇,無法保證資料報按順序到達目的節點,也無法保證資料報中途不丟失.

又稱電路交換,最原始的資料交換方式,最常見的例子就是**交換系統,在網路中利用可切換的物理通訊線路直接連線通訊雙方進行資料交換.

路由器的工作機制就是這種儲存-**的資料交換方式,這種資料交換方式的好處有很多,比如當資料傳送到每個節點(如路由器),可以進行差錯檢查,糾錯處理,擁塞控制,格式**等操作.根據所傳輸的資料單元是報文還是報文分組,可以講儲存-**交換方式細分為,報文交換和分組交換兩種.

ip協議屬於資料報分組交換的資料交換方式,是一種無連線的服務.ip協議的主要功能就是在原位址和目標位址之間傳送資料報.具體來說就是:定址,資料報的封裝,分段與重組.關於ip資料報的頭部格式,這一篇博文講的比較詳細, ,下面是一張ip資料報報頭格式的簡圖:

arp協議是將ip位址解析為乙太網mac位址(實體地址)的協議.區域網中,當一台機器a要向機器b傳送資料時,它必須知道對方的網路層位址,即ip位址,但光知道ip位址是不夠的,因為資料報文歸根結底還是要封裝成幀在物理網路中傳輸,因此傳送方a還必須要知道b的mac位址.arr就是實現這個功能的協議.

特別注意: arp解決的是同乙個區域網中主機(或路由器)上的ip位址和mac位址的對映問題,如果目的主機和源主機不在同乙個區域網內,那麼就要通過arp找到乙個位於當前區域網上某個路由器的mac位址,把分組傳送給這個路由器,然後這個路由器再把分組**到下乙個網路,剩下的工作就由下乙個網路來完成了.

這個協議用來在ip主機,路由器之間傳遞控制訊息,比如網路通不通,主機是否可達,路由是否可用等資訊,這些控制資訊雖然並不傳輸使用者資料,但是對於使用者資料的傳遞也起著重要的作用.

與arp協議不同,icmp依靠ip協議來完成其任務,所以icmp報文中要封裝ip頭部.比如像ping,和tracert這樣的診斷程式都是屬於icmp的內容.

路由的概念:把資訊從源節點傳送到目標節點的行為.

路由的實現:依靠的是路由器或三層交換機中的路由表進行的.

路由的分類:

靜態路由: 1.手動配置 2.路由路徑固定不變 3.單向性,不提供反向路由 4.優先順序較高 5.適用於小型網路.

靜態路由對於小型且變化不是很頻繁的網路來說是可行的的,比如區域網,但是對於較大的廣域網來說,由於拓撲結構複雜,網路結構經常變動,就需要使用動態路由了.

動態路由:1.自動生成 2.自動調整 3.自動生成雙向路由 4.僅可以生成網路間的路由表徑,不能生成到達具體節點或主機的路由表項.

路由演算法是在給定一組路由器及連線路由器鏈路的情況下,找出一條由源節點到目標節點的最佳路徑.

路由演算法分為兩大類:非自適應路由演算法和自適應路由演算法

非自適應路由演算法典型代表就是靜態路由,而動態路由中所使用到的演算法都屬於自適應路由演算法

路由表是儲存在路由器或者聯網計算機中的電子**或類似的資料庫.路由表儲存著指向特點那個網路位址的路徑.

每個靜態路由表項中至少包含以下資訊:

1.目的位址的網路ip位址

2.子網掩碼:用來判斷目的位址所屬的網路

1。最短路由還是最有路由;2。採用虛電路還是資料報的操作方式;3.分布式演算法還是集中式演算法;4.網路拓撲,流量和延遲

靜態路由

最短路有選擇演算法(d氏)

擴散法基於流量的路由選擇 考慮網路負載

動態路由

距離向量路由演算法(distance vector routing) rip

鏈路狀態路由演算法(link state routing) ospf

1.三層交換機只能實現vlan之間的互聯,只能適用於tcp/ip網路,所以三層交換機又稱為ip交換機,而路由器支援多種型別網路之間的互聯.

2.整體效能上比較的話,三層交換機的效能要遠優於路由器,非常適用於資料交換頻繁的區域網中;單論路由能力的話,路由器雖然路由能力好於三層交換機.

3.三層交換機的三層**功能主要依靠asic晶元,是硬體,不容易公升級,路由器的路由功能是依靠嵌入的網路作業系統,容易公升級,更新.

三層交換機和路由器各有優勢,它們的應用領域不同,三層交換機主要使用者企業ip區域網中不同vlan或不同子網之間的三層通訊,而路由器主要用於wan(廣域網)中的網路互連,誰也不能代替誰.

計算機網路 網路層

arp是解決同乙個區域網的主機和路由器的ip位址的mac位址的對映問題。ip分組在路由的 是通過arp來完成的。路由通過改變資料幀的mac源位址和目的位址來實現的。a arp請求分組 b arp響應分組 a arp 快取記憶體 網際控制報文協議可以分為兩種 icmp差錯報告報文和icmp詢問報文 p...

網路層(計算機網路)

1.網路層向上只提供簡單靈活的 無連線的 盡量努力交付的資料報服務。網路層不提供服務質量的承諾,也就是說,所傳送的分組可能出現出錯 丟失 重複和失序 即不按序到達終點 當然也不保證分組交付的時限。2.網際協議ip 是tcp ip體系中兩個最主要的協議之一,也是最重要的網際網路標準協議之一。與ip協議...

計算機網路 網路層

網路層關注的是如何將分組從源主機沿著網路路徑送達目的主機,會經過多個路由器,選擇適當的 路徑。網路層的最核心功能是 分組 和路由選擇 分組 每乙個路由器中都有乙個 表,在分組到達路由器時,會根據分組首部中的 表示在 表中查詢,應該在哪乙個介面被 出去,標識可能是目的主機的ip位址,也可能是分組所屬的...