一,网络层提供的两种服务
虚电路和数据报服务的区别?
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虚电路
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数据报
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连接的建立
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必须有
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不要
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目的站地址使用
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仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号
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每个分组都有目的站的全地址
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路由选择时机
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在虚电路连接建立时进行,所有分组均按同一路由
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每个分组独立选择路由
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当路由器出故障
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所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作
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出故障的路由器可能会丢失分组,一些路由可能会发生变化
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分组的顺序
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总是按发送顺序到达目的站
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到达目的站时可能不按发送顺序
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端到端的差错处理
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由通信子网负责
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由主机负责
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端到端的流量控制
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由通信子网负责
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由主机负责
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二,网际协议IP
网际协议IP是TCP/IP体系中最主要的协议之一,与之配套使用的四个协议:
1)地址解析协议 ARP(address resolution protocol)
2)逆地址解析协议RARP (reverse address resolution protocol)
3)网际控制报文 ICMP(Internet control message protocol)
4)网际组管理协议IGMP (Internet group message protocol)
网络互连使用的设备
1)物理层:转发器、中继器
2)链路层:网桥、交换机
3)网络层:路由器
4)网关:网络层以上使用的设备
三,分类的IP地址
网络类别 |
最大可指派网络数 |
第一个可指派网络号 |
最后一个可指派网络号 |
每个网络中最大珠玑数 |
A |
126(2^7-2) |
1 |
126 |
2^24 - 2 |
B |
(2^14-1) |
128.1 |
191.255 |
2^16 - 2 |
C |
(2^21-1) |
192.1 |
223.255.255 |
2^8 - 2 |
私有IP地址:
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.1.0 - 192.168.1.255
特殊地址:
主机号全 1: 本网络上所有主机
主机号全 0:表示本主机所连接的整个网络
四,地址解析协议和逆地址解析协议
1,主机A向本局域网中B发送消息的步骤?
1)在ARP高速缓存中查看有无B的IP地址,如果有则取对应MAC地址写入MAC帧,通过局域网将此帧发往对应MAC地址的机器
2)如果高速缓存中没有B 的IP地址,则查找步骤如下
A利用ARP在本局域网上发送一个ARP请求,请求得到B的IP对应的MAC
局域网所有主机都收到该请求,只有B响应该请求并将自己MAC发送给A
A收到B的MAC后,在ARP高速缓存中写入主机B的IP到MAC的映射,并发送消息给B
注意:ARP把高速缓存中的映射都设置一个生存时间,凡是超过生存时间的映射都会被删除。
2,使用ARP的四种典型情况
1)本网络主机到主机
2)主机A到另一个网络主机B:先解析本网通向目的网络的路由(本网中的)的MAC,然后把数据报交给它
3)路由器到本网主机
4)路由器到另外网络主机:先解析本网络路由MAC 然后交给它
五,IP数据报
1) IP数据报首部的固定部分中的各字段
①版本:占4位, IP协议版本号为 4 (即 IPv4)。IPv6 目前还处于起步阶段。
②首部长度:占 4 位,字段所表示数的单位是32位字( 1 个32位字长是4 字节),首部长度最大60字节。IP 分组的首部长度永远在4字节的整数倍,不是4字节的整数倍时,必须利用最后的填充字段加以填充 ③服务:占 8 位,用来获得更好的服务。
④总长度:首都及数据之和的长度,单位为字节。因为总长度字段为16位,所以数据报的最大长度为 216-1=65 535字节。
帧格式中的数据字段的最大长度,即最大传送单元 MTU (Maximum Transfer Unit)。数据报封装成链路层的帧时,总长度 (即首部加上数据部分)一定不能超过链路层的MTU值。
⑤标识 (Identification):占16位。按序接收
⑥标志 (Flag):占3 位,但目前只有2位有意义。标志字段中的最低位记为 MF (More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。标志字段中间的一位记为 DF(Don't Fragment),意思是“不能分片”。只有当 DF=0时才允许分片。
⑦片偏移:占 13位。较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。也就是说,相对用户数据字段的起点,该片从何处开始。片偏移以 8个字节为偏移单位。这就是说,每个分片的长度一定是 8字节 (64位)的整数倍。
⑧生存时间:占 8位, TTL (Time To Live),
⑨协议:占 8 位,协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议,以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
⑩首部检验和:占 16位。这个字段只检验数据报的首部,但不包括数据部分。
2)IP数据报首部的可变部分
IP首都的可变部分就是一个可选字段。选项字段用来支持排错、测量以及安全等措施,内容很丰富。此字段的长度可变,从 1 个字节到40个字节不等,取决于所选择的项目。某些选项只需要 1 个字节,它只包括 1 个字节的选项代码。但还有些选项需要多个字节,这些选项一个个拼接起来,中间不需要有分隔符,最后用全0 的填充字段补齐成为 4字节的整数倍。
增加首都的可变部分是为了增加 IP 数据报的功能,但这同时也使得 IP 数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。实际上这些选项很少被使用。新的 IPv6就将 IP数据报的首部长度做成固定的。
六,分组转发算法
1)从数据报的首部提取目的主机的网络地址D,得出网络号N
2)N为与本路由相连的某个网络,则直接交付给目的主机。过程你懂得
3)否则,路由表中有目的地址为D的特定主机路由,则交付之
4)否则,路由表中有到达网络N的路由,则交付之
5)否则,交给默认路由
6)否则,报告转发失败
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