计算机网络总结之网络层

四，计算机概述

（1），基本术语

虚电路（Virtual Circuit）：

在两个终端设备的逻辑或物理端口之间，通过建立的双向的透明传输通道。虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。

IP（Internet Protocol ）：

网际协议 IP 是 TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，是TCP/IP体系结构网际层的核心。配套的有ARP，RARP，ICMP，IGMP。

ARP（Address Resolution Protocol）：

地址解析协议

ICMP（Internet Control Message Protocol ）：

网际控制报文协议  （ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。）

子网掩码（subnet mask ）：

它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。

CIDR（ Classless Inter-Domain Routing ）：

无分类域间路由选择  （特点是消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，并使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号）

默认路由（default route）：

当在路由表中查不到能到达目的地址的路由时，路由器选择的路由。默认路由还可以减小路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。

路由选择算法（Virtual Circuit）：

路由选择协议的核心部分。因特网采用自适应的，分层次的路由选择协议。

（2），重要知识点总结

1，TCP/IP协议中的网络层向上只提供简单灵活的，无连接的，尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限所传送的分组可能出错，丢失，重复和失序。进程之间通信的可靠性由运输层负责

2，在互联网的交付有两种，一是在本网络直接交付不用经过路由器，另一种是和其他网络的间接交付，至少经过一个路由器，但最后一次一定是直接交付

3，分类的IP地址由网络号字段（指明网络）和主机号字段（指明主机）组成。网络号字段最前面的类别指明IP地址的类别。IP地址市一中分等级的地址结构。IP地址管理机构分配IP地址时只分配网络号，主机号由得到该网络号的单位自行分配。路由器根据目的主机所连接的网络号来转发分组。一个路由器至少连接到两个网络，所以一个路由器至少应当有两个不同的IP地址

4，IP数据报分为首部和数据两部分。首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据包必须具有的（源地址，目的地址，总长度等重要地段都固定在首部）。一些长度可变的可选字段固定在首部的后面。IP首部中的生存时间给出了IP数据报在互联网中所能经过的最大路由器数。可防止IP数据报在互联网中无限制的兜圈子。

5，地址解析协议ARP把IP地址解析为硬件地址。ARP的高速缓存可以大大减少网络上的通信量。因为这样可以使主机下次再与同样地址的主机通信时，可以直接从高速缓存中找到所需要的硬件地址而不需要再去广播方式发送ARP请求分组

6，无分类域间路由选择CIDR是解决目前IP地址紧缺的一个好办法。CIDR记法把IP地址后面加上斜线“/”，然后写上前缀所所占的位数。前缀（或网络前缀用来指明网络），前缀后面的部分是后缀，用来指明主机。CIDR把前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”，IP地址分配都以CIDR地址块为单位。

7， 网际控制报文协议是IP层的协议.ICMP报文作为IP数据报的数据，加上首部后组成IP数据报发送出去。使用ICMP数据报并不是为了实现可靠传输。ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP报文的种类有两种 ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。

8，要解决IP地址耗尽的问题，最根本的办法是采用具有更大地址弓箭的新版本IP协议-IPv6。IPv6所带来的变化有①更大的地址空间（采用128位地址）②灵活的首部格式③改进的选项④支持即插即用⑤支持资源的预分配⑥IPv6的首部改为8字节对齐。另外IP数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一：单播，多播和任播

9，虚拟专用网络VPN利用公用的互联网作为本机构专用网之间的通信载体。VPN内使用互联网的专用地址。一个VPN至少要有一个路由器具有合法的全球IP地址，这样才能和本系统的另一个VPN通过互联网进行通信。所有通过互联网传送的数据都需要加密

10， MPLS的特点是：①支持面向连接的服务质量②支持流量工程，平衡网络负载③有效的支持虚拟专用网VPN。MPLS在入口节点给每一个IP数据报打上固定长度的“标记”，然后根据标记在第二层（链路层）用硬件进行转发（在标记交换路由器中进行标记交换），因而转发速率大大加快。

（3），最重要知识点

① 虚拟互联网络的概念

② IP地址和物理地址的关系

③ 传统的分类的IP地址（包括子网掩码）和误分类域间路由选择CIDR

④ 路由选择协议的工作原理