計算機網路之網路層(協議)

2022-08-30 12:30:10 字數 3668 閱讀 9819

ipv4協議的路由與**

查詢路由表

1、多次間接交付後,ip資料報最終一定可以找到目地主機所在的目的網路上的路由

2、到達最後乙個路由器時,才會試圖向目的主機直接交付

分組**演算法

1、從資料報的首部提取目的位址d,和網路位址n

2、如果網路n與此路由器直接相連,則直接交付給母目的主機d,否則間接交付

4、若路由表中有到達網路n的路由,則將資料報**給路由表指定的下一條路由

5、若以上都沒有則**給預設路由

6、否則**分組出錯

ipv4 分組首部

版本號:一般是ipv4 ,所以是4

首部長度:一般是20個位元組,所以是5

服務型別:不使用

資料報總長度:首部長度+資料長度,佔16個位元組,因此最大資料報長度mtu為65535

標識:用在ip分片時,用來標識分片是否為同乙個資料報

標誌:用在ip分片時,用來表示後面是否還有分片

片偏移:分片長度/8 ,就是片偏移量(注:每個分片都要加上ip頭部)

生存時間(time to live):ttl,為255,每經過乙個路由器減1,到達0被判定為失效,丟棄

協議:傳輸層用到的協議,用來提示該交給哪個上層協議

首部校驗和:只檢驗資料報首部,不檢驗資料部分

可選長度:用來支援排錯,安全等1到40個位元組

ipv4 位址分類

總共分為5類,a、b、c、d、e

在a類位址中,10.0.0.0到10.255.255.255是私有位址(所謂的私有位址就是在網際網路上不使用,而被用在區域網路中的位址)

b:(最高位必須10,16位網路號) 128-191,其中128.0.0.0和191.255.0.0為保留ip

實際範圍是128.1.0.0--191.254.0.0

在b類位址中,172.16.0.0到172.31.255.255是私有位址。

c:(最高位必須110,24位網路號) 192-223,其中192.0.0.0和223.255.255.0為保留ip

實際範圍是192.0.1.0--223.255.254.0

在c類位址中,192.168.0.0到192.168.255.255是私有位址。

d:(最高位必須1110 )224.0.0.0到239.255.255.255用於多點廣播、組播

e:(最高位必須1111 ) 240.0.0.0到255.255.255.254保留為之後使用 

255.255.255.255用於廣播位址

arp協議和rarp協議

arp協議是是將ip位址轉化為實體地址的乙個協議。(屬於資料鏈路層之上,ip之下)

四種情況

1、傳送端是主機,要把ip資料報送到本網路的另乙個主機。直接發廣播(帶上自己的實體地址),相應的主機會將自己的實體地址恢復給傳送端主機。

2、傳送端是主機,要把ip資料報送到另乙個網路的另乙個主機。傳送到本網路路由器的實體地址,讓路由器處理。

3、傳送端是路由器,要把ip資料報送到本網路的另乙個主機。用arp找到目的位址的硬體位址即可。

4、傳送端是路由器 ,要把ip資料報送到另乙個網路的另乙個主機。傳送到本網路路由器的實體地址,讓路由器處理。

dhcp動態主機配置協議

機制

1、需要ip位址的主機在啟動時就向dhcp伺服器廣播discover

2、伺服器被動開啟udp埠67,回應offer

3、客戶端口68request

4、伺服器同意則傳送pack(從ip池中分配乙個ip給該 主機);伺服器不同意,埠傳送nack

注:dhcp有乙個租用期,租用期的時間到了一半,主機會自動向dhcp伺服器發起續約請求

icmp網路控制報文協議(屬於ip層)

分類

1、差錯報告報文

終點不可達(網路、主機、協議、埠)

源點抑制(路由器擁塞丟棄報文)

超時(ttl為0資料報丟棄)

引數問題(首部字段值不正確)

重定向(路由器改變報文路由)

2、詢問報文

回送請求和回答報文(ping)

時間戳請求和回答報文

ipv6協議

ipv6首部固定40個位元組,取消了首部檢驗和字段,加快了速度。允許有擴充套件首部,擴充套件首部加資料就是有效負載。

ipv6位址

128位 每16位的值用16進製表示,用冒號隔開

ipv6位址和ipv4相相容的位址

前80位為0,16位為ffff,32位ipv4

路由協議

自治系統:在單一的技術管理下的一組路由器。

內部閘道器協議(igp):乙個自治系統內部使用的路由選擇協議。如rip和ospf

外部閘道器協議(egp):如果源站和目地站點處在不同的自治系統,當資料報傳到乙個自治系統邊界時,傳遞到另乙個自治系統的路由選擇協議。如bgp-4

rip協議

工作原理

1、分布式的基於距離的路由選擇協議

2、每乙個路由器都要維護它自己到其他網路的距離記錄

3、與路由器直接連線的網路距離定義為1,非直接連線,每一跳加1

4、rip認為距離短就好,一條路徑最大只能含15個路由器,若網路不可達,直接將該路徑距離改為16

三大要素

1、僅和相鄰路由器交換資訊

2、交換的是自己擁有的全部資訊

3、每30秒交付一次(很頻繁),若3分鐘還沒收到相鄰路由更新資訊,將距離設為16(網路不可達)

優點

簡單、開銷小

缺點

網路規模太小(因為一條路最多允許15個路由)

好訊息傳遞得快,壞訊息傳遞的慢(主要缺點)

ospf協議

三大要素

1、向自治系統中所有路由器傳送訊息,採用洪氾法

2、傳送的訊息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(這只是路由器知道訊息的一部分,並非全部交付)

3、只有鏈路狀態發生變化時,路由器才使用洪氾法向所有路由器傳送此訊息

鏈路狀態資料庫

實際上是拳王的拓撲結構圖,在全網範圍內是一致的(資料庫同步)

鏈路狀態庫 能比較快的進行更新,這是ospf的重要優點

注:ospf直接用ip資料傳輸而不是udp

bgp協議

發言人

每乙個自治系統的管理員要選擇至少乙個路由器作為該自治系統的發言人

兩個bgp發言人一般是通過乙個共享網路連線在一起的,往往是邊界路由

交換路由

乙個發言人要與其他自治系統的bgp發言人交換路由,就要先建立tcp連線,交換bgp報文進行bgp對話

使用tcp交換連線的兩個發言人,彼此成為對方的鄰站或對等站

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