TCP/IP协议和路由协议
TCP/IP协议和IP地址
- 起源：
- 特点：
⑴ 开放的协议标准： 可以免费使用，并且独立于特定的
计算机硬件与操作系统。
⑵ 独立于特定的网络硬件： 可以运行在局域网、广域网
,更适用于互联网中。
⑶ 统一的网络地址分配方案： 使得整个TCP/IP设备在网
中都具有唯一的IP地址。
⑷ 标准化的高层协议： 可以提供多种可靠的用户服务
- .TCP/IP的层次结构
在每一层工作者不同的设备：
同时，在每一层有有着不同的协议：
展开来讲：
应用层
有六个协议，面向不同的网络应用引入不同的应用层协议。
传输层
TCP：传输控制协议，面向连接、可靠，流控及窗口机制；web浏览器，电子邮件，文件传输程序；
UDP：用户数据报协议，无连接，不可靠。域名，视频流。
(1)TCP是如何建立连接的？
通过三次握手建立连接
Sever被动的等待一个进来的连接请求另一方Cilent发送连接请求，设置一些参数Sever回发确认应答应答到达请求方，请求方确认，建立连接。
三次握手建立连接：
一次：SYN=1.ACK=0;
二次：SYN=1.ACK=1;
三次：SYN=0,ACK=1.
三次握手建立连接是一个同步的过程，交换初始序列号，保证后续的每一个字节的可靠传输。
(2)TCP是如何释放连接的？
任何一方在没有数据要传送的时候，都可以发送一个FIN置位了的 TCP 数据段
当FIN被确认的时候，该方向的连接被关闭
当双向连接都关闭了的时候，连接释放
但是由于最后消息的发送者无法知道信息是否到达（两军队问题），所以使用定时器，即：
如果一方发送了FIN数据段出去却在一个设定的时间没有收到应答，释放连接
另一方最终会注意到连接的对方已经不在了，超时后连接释放
半开放连接的处理方式…
TCP通过四次挥手来释放连接：
网络层
负责将分组报文从源端发送到目的端。为网络中的设备提供逻辑地址；负责数据包的寻径和转发
数据链路层
数据链路层协议有许多种，都会解决三个基本问题：
封装成帧、透明传输、差错检测。
IP地址：
IP:提供一种尽力而为（best-effort）地把数据从源端传输到接收方的方法。IP地址用来标识源机和目的机。IP地址分成5类。保留地址有全零、全1、广播地址、网络地址、环回地址等等。
IP地址：由32位二进制位表示，提供约232=43亿个地址，由于难于记忆，于是32为被分成了4个8位组，相邻8位组之间用“.”分隔，每个8位组转换为十进制数，从0到255。
地址的层次结构
地址的分类
其中，
A类地址：
B类地址：
C类地址：
保留的的IP地址：
IP地址类型
- 网络地址：指代网络的地址。在网络的 IPv4 地址范围内，最小地址保留为网 络地址。此地址的主机部分的每个主机位均为0。
- 广播地址：用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址。广播地址使用该 网络范围内的最大地址。即主机部分的各比特位全部为1的地址。
- 主机地址：可分配给网络中终端设备的地址。
子网划分
原因：局域网的增长难以管理，所以分隔成子网。在外界看来仍然是一个整体，体现在路由表上，外部的路由器只对应一条路由。比如学校按照系分割子网，通过边界路由器（主路由器）负责与外部联系，然后通过子网掩码的机制向内部网络转发。
路由器采用按位“与”操作，将目的IP地址与子网掩码进行按位“与”操作，就得到了目的网络地址。使用这种机制，路由器不必记录全部主机的IP地址，缩减了路由表的规模。
划分子网实际上构成了网络---子网---主机的三级层次结构。
子网掩码：两种表现方式：点分十位制和/网络位。
A\B\C三类地址的缺省子网掩码
A：255.0.0.0（/8）
B:255.255.0.0(/16)
C:255.255.255.0(/24)
子网规划的任务：通过向主机借位来创建子网，把大网络划分为小网络。
划分方式（1）主机要求规划：IP地址需求数<=2n(n是主机位数)，借位数=8-n
计算表：
（2）按照网络数要求规划：
根据子网数，确定借位，子网数<=2n（n是借的位数）
IP寻址
根据目的IP地址，找到目的网络的而过程。（类似于邮件）主要设备是路由器，到达最后一跳时，MAC寻址开始起作用，主要设备是交换机。
路由器收到分组的处理过程：解封装；确定目的网络，查表；转发。
路由器决策的方式：路由表。
注：MAC寻址、；根据目的MAC地址，找到目的机的过程。
两种寻址方式的比较：
- 适用的网络范围不同：MAC寻址：小型网络；IP寻址：会联网
- 所依赖的地址结构不同：MAC：平面地址；IP地址：结构化地址
- 所处的OSI模型层数不同：MAC寻址：数据链路层，IP寻址：网络层
- 地址数目的限制：MAC地址：无耗尽的危险，IP地址：正在弄耗尽
- 地址格式不一样：MAC地址：十六进制，IP地址：点分十位制
路由协议
直连路由： 学习感知，直连子网的路由。
静态路由： 人工配置，管理员手工配置的的路由
一种常见的静态路由：默认/缺省路由，找不到路时可以从这里转发。避免错误丢包，缩减路由表的规模，减少路由器的运行负担。
动态路由：由路由选择协议，自动建立、更新和维护的。适合大型经常变化的网
络。
计算最优路径装载最优路径到路由表引导IP分组转发
度量路径的代价？
路径长度：从源到目的代价总和为路径长度，hop；
带宽：链路的最大传输能力以及网络流量；
延迟（传输时间）、可靠性（误码率）、负载（网络资源的使用率）等。
距离矢量路由选择协议（距离矢量DV和链路状态路由选择LS）
DV的工作原理：维护、交换、更新。收敛慢。
路由信息协议RIP（路由信息选择协议）
主要特点：典型的DV路由选择协议，采用跳数作为度量，当度量超过15跳，目的网络认为不可达。默认地，每30s交换一次矢量信息（全部路由表）。
缺点：随着交换推进，路径代价趋向无穷。所以设置成15跳，但不尽合理。（无穷计数，产生路由环。）
解决办法：定义路径代价的最大数。水平分割、毒性逆转、抑制定时器等。
产生问题的根源：站的不高，看的不远。