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第四章 网络层
4.1、网络层概述
4.2、网络层提供的两种服务
4.3、IPV4
4.4、IP数据报的发送和转发过程
4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题
4.6、路由选择协议
(1)、路由信息协议RIP
(2)、开放最短路径优先OSPF的基本工作原理
(3)、边界网关协议BGP
4.7、IPv4数据报的首部格式
4.8、网际控制报文协议ICMP
4.9、网络地址转换NAT
(1)、网络层的主要任务是实现网络互联,进而实现数据包在个网络之间的传输。
(1)、面向连接的虚电报服务
(2)、无连接的数据包服务
(1)、IPV4就是给因特网上的每一台主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32比特的标识符。
IPV4使用点分十进制表示。
(2)、IPV4的编址方法的三个阶段:
分类编址
划分子网
无分类编址
(3)分类编址的IPV4地址
注 :只有A,B,C类地址可以分配给网络中的主机或路由器各接口;主机号全为“0”的地址是网络地址,不能分配给主机或路由器的各接口;主机号全为“1”的是广播地址,不能分配给主机或路由器的各接口。
(4)、划分子网的IPV4地址
32比特的子网掩码可以表明分类IP地址的主机号部分被借用了几个比特作为子网号。
(5)、无分类编址的IPV4地址
①、无分类域间路由选择CIDR
CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址,以及划分子网的概念;
CIDR可以更加有效的分配IPV4的地址空间,并且可以在新的IPV6使用之前允许因特网的规模继续增长。
②、路由聚合(构造超网)
使用“斜线记法”,即在IPv4地址后面加上斜线“/”,在斜线后面写上网络前缀所占的比特数量。
(6)、IPv4地址的应用规划
(1)、静态路由是指用户或网络管理员使用路由器的相关命令给路由器人工配置路由表。
-----这种人工配置方式简单、开销小。但不能及时适应网络状态(流量、拓扑等)的变化。
-----一般只在小规模网络中采用
(2)、使用静态路由配置可能出现一下导致产生路由环路的错误
-----配置错误
-----聚合了不存在的网络
-----网络故障
(3)、路由条目的类型
-----直连网络;静态路由(人工配置);动态路由(路由选择协议)
(4)、特殊的静态路由条目
-----默认路由(目的网络0.0.0.0,地址掩码为0.0.0.0)
-----特定主机路由(目的网络为特定主机的IP地址,地址掩码为255.255.255.255)
-----黑洞路由(下一跳为null0)
①路由信息协议RIP是网关内部协议IGP中最先得到广泛应用的协议之一,RIP要求自治系统AS内的每一个路由器都要维护从它自身到AS内其他每一个网络的距离记录。这是一组距离,称为“距离向量D-V”。
②RIP使用跳数作为度量来衡量到达目的网络的距离。
路由器到直连网络的距离定义为1
路由器到非直连网络的距离定义为所经过的路由器加1
允许一条路径最多只能包含15个路由器。距离为16时相当于不可达。
③RIP认为好的路由就是“距离近”的路由,也就是所通过路由器数量最少的路由。
当到达同一目的网路有多条“距离相等”的路由时,可以进行等价负载均衡
④RIP包含以下三个要点:
Ⅰ、使用了最短路径算法SPF,O代表open;基于链路状态
Ⅱ、
Ⅲ、OSPF在多点接入网络中路由器邻居关系的建立
Ⅰ、基本工作原理
Ⅱ、BGP四种报文
Ⅲ、通过的协议报文类型
总长度 = 首部长度 + 数据载荷
1、ICMP差错报告报文的类型:
(1)、终点不可达
当路由器或主机不能交付数据报时,就向源点发送终点不可达报文。
(2)、源点抑制
当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时,就向源点发送源点抑制报文,使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。
(3)、时间超过
当路由器收到一个目的IP地址不是自己的IP数据报,会将其生存时间TTL字段的值减1。若结果不为0,则将该IP数据报转发出去;若结果为0,除丢弃该IP数据报外,还要向该源点发送时间超过报文。
(4)、参数问题
当路由器或目的主机收到IP数据报后,根据其首部中的检验和字段发现首部在传输过程中出现了误码,就丢弃该数据报,并向源点发送参数问题报文。
(5)、改变路由(重定向)
路由器把改变路由报文发送给主机,让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器(可通过更好的路由)
2、常用的ICMP询问报文有以下两种
3、ICMP应用举例
(1)、分组网间探测PING
用来测试主机或路由器间的连通性
应用层直接使用网际层的ICMP
使用ICMP回送请求和回答报文
(2)、跟踪路由
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