网络层总结

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功能:路由选择与分组转发(选择最佳路径)

异构网络互连(依靠路由器),拥塞控制(整个网络中,负载过重,每一个节点都在很忙碌的工作,导致分组转发的速率特别慢,大部分分组被丢弃,产生拥塞; 解决的办法是 开环控制(静态)和闭环控制(动态))

数据报和分组的关系?

数据报是一个比较长的数据,分组是把数据报进行切割而划分出来的一个片段 就叫做分组

存储转发,电路交换传输时延小, 但是后者信道利用率高

分组交换:数据报方式和虚电路方式,前者是无连接服务(不事先分配传输的路径,独立分组,可能会失序到达? 可以按序号来传输),后者是有连接服务

互联网使用的是数据报方式,每个分组会携带源地址和目标地址,路由器去转发里面的分组; 目的网络地址 对应一个链路接口! 根据目的网络地址去选择对应的链路接口

ip数据报格式

固定部分是20个字节

ip数据报分片,因为要向下传给数据链路层,数据链路层MTU最大是1500字节。如果超过这个大小的话 就要分片

IP地址

网络号+主机号 一个局域网内的网络号要相同,主机号不能相同

路由器一般有两个以上的ip地址,不同的接口有不同的ip地址

NAT网络地址转换

对一些私有的ip地址进行转换

有一个NAT转换表,对应的ip地址和端口号 都有转换关系,转换地址,对应到内网里的哪一个ip及端口! 经历NAT的时候源地址和目的地址 和端口号都要发生变化

子网划分和子网掩码的划分

子网掩码与ip地址逐位相与,就能得到子网网络地址

这一块不看了! 太抽象!

ARP协议

完成主机或者路由器从ip到mac地址的映射

处于链路层和网络层中间的一个协议,结合了ip和mac地址,划分为网络层,因为是为ip协议提供服务的

DHCP协议

应用层协议,使用广播的方式,基于UDP

ICMP协议

网络层的协议

ping的应用 icmp询问报文

traceroute icmp差错报文

Ping 是 ICMP 的一个重要应用,主要用来测试两台主机之间的连通性。

Ping 的原理是通过向目的主机发送 ICMP Echo 请求报文,目的主机收到之后会发送 Echo 回答报文。Ping 会根据时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间以及丢包率。

Traceroute 是 ICMP 的另一个应用,用来跟踪一个分组从源点到终点的路径。

Traceroute 发送的 IP 数据报封装的是无法交付的 UDP 用户数据报,并由目的主机发送终点不可达差错报告报文。

  • 源主机向目的主机发送一连串的 IP 数据报。第一个数据报 P1 的生存时间 TTL 设置为 1,当 P1 到达路径上的第一个路由器 R1 时,R1 收下它并把 TTL 减 1,此时 TTL 等于 0,R1 就把 P1 丢弃,并向源主机发送一个 ICMP 时间超过差错报告报文;

  • 源主机接着发送第二个数据报 P2,并把 TTL 设置为 2。P2 先到达 R1,R1 收下后把 TTL 减 1 再转发给 R2,R2 收下后也把 TTL 减 1,由于此时 TTL 等于 0,R2 就丢弃 P2,并向源主机发送一个 ICMP 时间超过差错报文。

  • 不断执行这样的步骤,直到最后一个数据报刚刚到达目的主机,主机不转发数据报,也不把 TTL 值减 1。但是因为数据报封装的是无法交付的 UDP,因此目的主机要向源主机发送 ICMP 终点不可达差错报告报文。

  • 之后源主机知道了到达目的主机所经过的路由器 IP 地址以及到达每个路由器的往返时间。