计算机网络之网络层(上)

要在全球范围内,把数以万计的网络互联起来,并且能够互相通信,是一项非常复杂的任务.网络层的任务就是实现这些异构网络的互联.

网络层的传输单位是:数据报

主要任务:是把网络层的协议数据单元,从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务.

关键问题:对分组进行路由选择,并实现流量控制,拥赛控制,差错控制和网际互联等功能.

层次路由:将互联网分成很多较小的自治系统,系统有权决定自己内部采用什么路由协议

路由协议

内部网关协议:自治系统内部使用的网关协议, RIP,OSPF

外部网关协议:自治系统之间使用的网关协议,BGP4

路由算法

静态:由网络管理员手工配置路由信息,

动态:通过路由器彼此交换的信息来够着路由表,分为距离--向量和链路状态算法.

IPV4

IPV4是现在普遍使用的IP(版本4).一个IP分组由首部和数据部组成.数据部分是传输层的,这里不做详细讨论.

首部前一部分的长度固定是20B,是所有IP分组里面必须有的.

IP首部的重要字段含义

版本:指IP的版本,目前广泛使用的是4.

首部长度:4位,最大的是60B,常用的是20B.(0101---1111一定是4字节的整数倍)

总长度:首部和数据之和的长度.16位

标识:16位,可以理解为一个名字,同一个数据报的分片采用同一个标识.

标志位:MF DF 3位

片偏移:13位,较长的分组在分片后,相对于之前的位置(,一定要除以8)

首部校验和:16位 只校验首部,不校验数据部分!!!!!

生存时间(TTL):8位,保证分组不会一直在网络中循环下去,该丢弃的时候就丢弃.

协议: 8位 分组携带的数据使用什么协议.

源地址字段 :发送方的IP地址

目的地址字段 :接收方的IP地址

首部长度,总长度,片偏移(一种八片首饰)

IP地址的特点

1.)每个IP地址都由网络号和主机号2部分组成,因此IP地址是一种分等级的地址结构.

2)IP地址是标志一台主机和一条链路的接口,当一台主机同时连接到2个网络时,该主机就必须同时具有2个相应的IP

3)在IP地址中,所有分配到网络号的网络都是平等的

4)在同一个局域网上的主机或者是路由器的IP地址必须是一样的.

5)用转发器,网桥连接的LAN仍然是同一个网络.

地址解析协议(ARP)

为什么要有地址解析协议?
无论网络层使用什么协议,在实际网络的链路上传送数据帧的时候,最终必须使用硬件地址,所以需要一种方法来完成IP地址到MAC地址的映射,这就是地址解析协议.

简述工作原理:主机1向主机2发送东西,先在ARP看有没有2的地址,有就查出对应的硬件地址,在写入MAC.如果没有就请求ARP分组,2收到请求后,,向1发出响应.1收到后开始执行.

主要解决的问题:同一个局域网上的主机或者路由器的IP地址和印鉴地址的映射问题.(下一跳走哪)

4种典型情况

1发送方是主机,要把IP地址发送到本网络上的另一台主机.这是用ARP找到目的主机的硬件地址.

2发送方是主机,要把IP地址发送到本网络上的另一台主机.这是用ARP找到本网络上的一个路由的硬件地址.剩下的工作交给这个路由完成.

3发送方是路由时,要把IP地址发送到本网络上的另一台主机.这是用ARP找到目的主机的硬件地址.

4发送方是路由时,要把IP地址发送到本网络上的另一台主机.这是用ARP找到本网络上的一个路由的硬件地址.剩下的工作交给这个路由完成.