第四章 网络层(计算机网络韩立刚)

第四章 网络层

  • 网络层:负责在不同网络之间尽力转发数据包,基于数据包的IP地址转发;不负责丢失重传,不负责顺序

  • 网络设备和OSI参考模型关系:计算机通信的过程,本网段通信跨网段通信的过程

    • 发送端
      1.应用程序准备要传输的文件
      2.传输层(段):将文件分段并编号
      3.网络层(包):添加目标IP地址源IP地址
      4.数据链路层(帧):分两种情况,先使用自己的子网掩码,判断自己在哪个网段,且使用自己的子网掩码,判断目标地址在哪个网段
      如果是同一个网段,使用ARP协议广播解析目标IP地址的MAC
      如果不是同一个网段,根据网关进行广播,解析路由器的MAC地址

      5.物理层(bit):变成比特流

第四章 网络层(计算机网络韩立刚)_第1张图片

  • ARP协议:将IP地址通过广播,目标MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,解析目标IP地址的MAC地址

扫描本网段MAC地址

  • IP协议:将数据包从一个网段转发到另一个网段,转发数据

  • ICMP协议:测试网络层是否畅通,有故障则报告

    • 使用ICMP协议的命令

      • ping time 查看延迟

        Linux 64
        Windows 128
        Unix 255

      • pathping 跟踪数据包路径 计算丢包情况

      • tracert:Windows上跟踪数据包路径的命令

      • traceroute:在路由器上跟踪数据包路径的命令

  • IGMP协议:配置到路由器接口上,周期性扫描本网段中,哪些计算机绑定了多播(组播)数据包,从而判断是否向上游路由器请求多播

  • IP数据包结构:

    • 版本:用来表示 TCP/IP协议的版本 v4 v6

    • 区分服务:Windows 2008上 gpedit.msc

    • 总长度:最大2^16-1 = 65535字节

    • 网络层的数据包最大65535字节,数据链路层的数据最大1500 字节即最大传输单元MTU

    • 使用数据包分片:如果不分片,数据包数据最大不超过1480(数据部分)字节

    • 标识:数据包分片时标志数据片属于哪个数据包

    • 标志:区分接收到的数据包是一个完整的数据包还是一个数据包的分片

      占 3 位,目前只有前两位有意义。标志字段的最低位是MF (More Fragment)。MF = 1 表示后面“还有分片”。MF = 0 表示最后一个分片。标志字段中间的一位是 DF (Don’t Fragment) 。只有当 DF = 0 时才允许分片。

    • 生存时间:TTL,每过一个路由器,TTL-1

    • 协议:指出应当将数据部分交给哪一个进程

      协议号:ICMP协议号1,IGMP协议号2,TCP 6,UDP 17,IPv6 41,OSPF 89

第四章 网络层(计算机网络韩立刚)_第2张图片

  • 路由器的路由表分为:静态路由和动态路由

    • 静态路由:需要管理员告诉路由器所有没有直连的网络下一跳给谁,静态路由的缺点:适合于小规模网络,不能够自动调整路由

    • 动态路由

      • RIP协议:周期性广播路由表,跳数越路径越好,30秒更新一下路由信息, 最大跳数15跳

      • OFPF:带宽越高路径越好

  • IP协议(使路由器自动学习路由表的协议都称为IP协议 ):RIP,OSPF…

  • 网络畅通的条件:数据包有去有回

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