计算机网络第四章——网络层（下）

长相思兮长相忆，短相思兮无穷极

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RIP和OSPE在于使用的算法是不一样的，RIP使用的是距离向量，适用于比较小的网络，OSPE使用的是链路状态，适用于比较大的网络

每一个路由器都有一个路由表，路由表的表项就是从它自己到其他每一个目的网络的距离记录，这个距离是要求是最短的路由，因为最多是15个路由器所以只适合小互联网，

这个路由表中最重要的就是最短距离，

两个路由器进行交流的时候，交流的是RIP报文，

根据这个R4的第三项就知道它们两个路由器是直接相连的，如何根据就是向下一条全部更改为R4,然后判断距离决定是否写入，并且需要注意不管是变大还是变小，若是下一跳的路由器是一样的，即使距离变大也是会更新，比如这里的目的网络Net2,

从到达每一个路由器中的表项中的距离进行对比，看哪一个表项是最小的，

UDP是传输层的协议，

其中的 1 2 R1表示的含义是目的网络是1，要走2跳，下一跳是R1,

即使不能到达，距离更新为16，但是依然是写为直接交付的，



这个坏消息就是需要两个路由器之间进行相互更新来慢慢的增加距离来判断出是不可达的，

这个距离指的就是跳数，每经过一个路由器就会增加一个值，直到增加到16，


根据是在自治系统内还是自治系统之间分为内部网关协议和外部网关协议，

这里的代价和之前所说的距离向量是不一样的，之前指的是跳数，当链路状态若是没有发生改变，自然也就不会发送信息了，

两个相邻的路由器每隔十秒就会发送一个问候分组来确定是否可达，若是可达才可以进行判断成本量。
这个链路状态数据库就是一个全网的拓扑结构图，就会知道全网络有多少路由器，以及那些路由器是相连的，还有代价是多少，
这个泛洪的意思是给相邻的邻居发送，邻居再给邻居的邻居发送，
通过第六步之后，路由器中的路由表项是比较杂乱的而全面的，然后使用这个算法来整理到其他路由器的度量，

主干的区域的标识符是为0.0.0.0的，它的作用就是连接下面的区域，主干区域的路由器叫做主干路由器，同时注意R3也是属于主干路由器，同时也叫做区域边界路由器，这里的R6是要连接到其他的自治系统AS中的，使用这种方法虽然使得交换信息的种类增多了，同时也使得OSPF协议更加复杂，但是这样却使得每一个区域内的通信量大大减少，因而OSPF就适用于比较大的自治系统了，

考纲上说OSPF是网络层协议，但是若是如上图就是传输层协议，考试的时候就记为网络层协议，RIP是应用层协议，是使用UDP来进行发送的，

OSPF协议会将收来的更新都放在自己的链路状态数据库中，然后根据整个链路状态数据库使用迪杰斯特拉来计算出一个最短路径，所以说收敛速度较快，省去了对比更新这一步，

每一个自治系统的管理员都是要指定一个路由器来作为这个自治系统的发言人，两个BGP发言人往往是通过一个共享的网络连接到一起的，而这个BGP发言人往往都是BGP边界路由器，也就是一个自治系统边界和外界相连的路由器。当然有的时候不是这个边界路由器，

注意这里找到一个较好，而非最好，注意这是一个树型结构，只有树型结构才能保证我们不会兜圈子，假如对于AS1这个自治系统来说他又一个边界路由器，这个边界路由器也作为BGP发言人，这个发言人即使用BGP协议，同时也会使用内部网关协议，所以说这个边界路由器是身兼数值的，既要清楚到达其他自治系统的子网应该走那几个子网到达，从外部来的一个分组在这个自治系统应该沿着怎么样的一个路径来走，，所以交换的是一组路径的信息称为路径向量，比如到子网1应该要走那几个AS才能够到达，

也就是一个发言人要和其他的发言人通话交换路由信息的话，就应该建立一个TCP连接，也就是通过TCP发送，然后在此连接上交换BGP报文以建立BCP会话，利用BCP会话来交换路由信息，使用TCP可以简化路由选择协议的复杂性

支持CIDR也就是这个BGP的目的网络是用这种网络前缀来表示的，

刚才我们说过BGP报文的交换是建立在TCP连接的基础之上，所以这个OPen就是实现一个链接的建立，认证发送方就是证实发送方的一个身份，进行身份认证，只有有新的路径，路径的更新，或者要撤销原来的路径的话都是要使用这个UPdata更新报文，

RIP协议可能会考察一下这个距离向量算法，OSPF,和BGP协议可能会考察它们是内部还是外部的协议，以及它们所使用的路由算法的区分，



这个单播IP地址就是之前所讲的ABC类里面经常使用的一个IP地址，这些IP地址就会构成一个点对点的传输方式，
这个组播就是只给一些有相同需求的主机发送信息，并且数据不是在原点进行复制，而是在快到终点的主机的路由器中进行复制，

在原点进行复制，然后一个链路中可能有多个相同的进行传输

是一份在一个链路中进行传输，若是要进行分路则在进行复制，组播路由器就是指可以运行主播协议的路由器，那么这类路由器既可以运行组播协议又可以运行单播协议，

在互联网中进行通信的话，每一个主机都需要有一个独一无二的IP地址，若是某一个主机想要接收特定的多播组的分组，也就是每一个主机都会有一个组播地址，属于同一个组播组的组播地址是一致的，当然每一个组播地址不是任何一个主机生来就有的，如果一个主机要实现接收这个主机数据报的功能，
因为有的地址已经被指定为永久地址了，

硬件主播指的就是在局域网的范围内，对于一个组播的数据报，我应该怎么给这些主机，进入局域网之后要交给哪一个主机要根据主机的MAC地址，这里同样也是通过MAC地址来找到可以接收组播数据报的主机，
这里可能会考察IP地址和MAC地址进行一个映射，首先前面一定是01 00 5E，然后把后面的23位抄下来就可以，

一个是在本局域网内部进行硬件多播，一个是在因特网的范围内进行多播，这两协议就是因特网范围内要使用的协议，IGMP协议是一个路由器内部所使用的协议，组播路由器通过使用IGMP协议就可以知道它所连的局域网中是不是还有可以接收组播数据报的主机了，连接到局域网上的组播路由器还必须和其他的路由器进行一个协同的合作，进行一个信息的交换，才能够把这个组播数据报用一个最小的代价来传送给组播组中的全部成员，

对于一个主机可能有多个进程，而这多个进程都是组播组的成员，每一个进程都可以有一个组播的IP地址，如何避免这个多播组不发给这个R4,这就要靠路由器使用的IGMP协议，只有这样一个协议才知道如果收到了一个组播组的数据报我要不要分发给这个局域网，但是要注意这个IGMP知道的并不是很详细，不知道其中组播组的数目，同时也不知道这些成员在那些网络上，只是可以让路由器知道是不是有主机参见了或者退出了组播组

在组播的过程中一个组播的成员是可以变化的，也就是可以突然加入或者退出，

协议无关就是指虽然在建立转发树的时候是使用单播数据报，但是不需要使用一个相同的单播的路由选择协议，稀疏和密集指的是主机离的远还是离的近，

QQ登陆就是IP登录的，因为IP地址发生了变化，之所以会有漫游费就是需要移动IP技术，因此我们就需要在手机的原有的永久地址的基础上引入一个转交地址，就需要对这两个地址进行管理，


简单来说就是设备移动，IP不动，
归属代理可以理解为是一个管家，管理的就是移动结点没有移动的时候最开始是哪个地方，哪个地方就是归属网络，一个路由器也可以认为是一个归属代理，外部代理就是指若是一个移动结点移动到了外地，就会进入外部网络，这个外部网络中的一个管家就是外部代理，

当爷爷被抓走之后，它想和这些葫芦娃通信只能通过将盘丝洞的地址告诉葫芦娃，这样葫芦娃从知道到哪里才能找到爷爷，当有其他人想要找爷爷的时候，葫芦娃也可以告诉别人，你去哪个盘丝洞找它，
也就是说当爷爷进入一个外部网络之后，他会先获得这个盘丝洞的地理位置或者盘丝洞ID，然后把这个归属代理发送给归属代理，外部代理是知道这个爷爷的永久地址，

这个转交地址的获得是有两个途径，一个是外部代理会在这个外部网络内广播一个ACMP的报文，这个报文就会包含这个转交地址这个外部代理的地址，A收到之后就会知道他的外部代理，第二种就是主动的发送一个广播报文来获得外部代理的一个转交地址，那么获得了转交地址之后她就应该向归属代理这边注册一下自己的一个信息，通过外部代理发送注册报文给归属代理，外部代理是管着这个移动结点的，这个报文就要经由这个外部代理，然后外部代理再把这个注册报文发给归属代理，这个报文中既要包含转交地址，又要包含永久地址，

路由选择部分就是为了构建一个完整的路由表而服务的，分组转发又包含三个部分，这个转发表是由路由表得来的，根据路由表的几列属性，然后结合主机的网卡特性就可以确定一个转发表，这个转发表就是告诉这个分组应该从哪一个端口输出，转发是从一个输入端口到另外一个输出端口，而路由选择是路由器之间选择一个合适的路径，把一个信息从源主机到目的主机，

先对这个分组进行判断，如果是路由器之间进行路由交换信息的分组，就会将这个分组交给上面的哪个路由选择，如果是数据分组就会放到交换结构中选择一个合适的输出端口输出，上图就是很多的数据分组在进行排队寻找出口

所以说如果对于任何层的设备，他都可以互联他所在的层次以及它以下的层次不同协议的网段是不正确的，
交换机的每一个结构都是一个冲突域，

这个默认路由通常都是一个路由器，全部填上0就可以了，

本章回顾
异构网络互联就是指通过路由器可以将不同的网络连接起来形成一个互联网，这个路由与转发就是说的路由器的两个功能，路由选择和分组转发，第三个就是拥塞控制，注意拥塞控制和流量控制区分开，拥塞控制是一个全局性的问题，会涉及到网络中所有的主机路由器以及所有导致网络传输速率下降的因素，而流量控制就是发送方发送的太快，接收方接收不过来流量控制就是抑制发送方发送的速率，对于拥塞控制也是有两种解决方式一种叫做开环控制，一种叫做闭环控制，开环控制也是一种静态的方法，也就是设置之初就将所有可能导致网络拥塞的因素考虑到做一个事先的预防，而闭环控制是一种动态的拥塞控制的手段，通过检测网络系统去检测，一检测到拥塞的问题就及时去控制，在网络层中IP数据报又可以称为一个分组，格式中主要讲了首部格式包含两个部分，一个是固定部分20B以及可变部分那么这个数据报的剩下部分就是可变部分，IP数据的分片也是结合首部中的三个字段标识标志和片偏移来讲的，IPv4也就是分类的IP地址也就是分类的IP地址，也就是ABCDE这几种，接下来就到了子网划分这个阶段，并且产生了一个子网掩码的概念，通过子网划分就把主机号中的一部分拿出来作为了主机号，现在就是使用一个无分类CIDR也就是使用了一个网络前缀，而且这个书写是有所区别，在分类的IP地址中讲了一种网络地址转换NAT,就是从ABC类中取出一部分作为私有地址，这些私有地址是无法和外部直接进行通信的，而且外部也不知道有这些私有地址的存在，也就是我们机房中的地址，所以也就需要一个私有IP地址到公有的IP地址的转换，无分类中又讲了一个构成超网就可以减少路由器的表项内容，然后讲了一个最长匹配，最后这个分组要送交给网络前缀最长的，
重要协议，主要讲了ARP协议也就是将IP地址转化为MAC地址的协议，DHCP协议就是动态的从DHCP服务器哪里动态的获取IP地址，注意这个过程中使用的都是一种广播的形式，ICMP协议主要是分成两个部分一个是ICMP差错报告报文，一个是ICMP询问报文，它们两个所负责的领域或者说功能也不太一样，ICMP差错报告报文主要是对于发生的差错才会发送这样一个差错报告报文，询问报文主要是为了确定两个主机之间的连通性，其中这个ICMP差错有五种类型，讲IP组播的时候讲了两个协议一个是IGMP协议，一个是组播路由选择协议，ICMP和IGMP都算是网络层的协议，DHCP是应用层的协议是应用层协议是基于UDP的，因为这个ARP协议是结合了网络层的IP地址和链路层的MAC地址所以这里就不去细究是那一层的协议了，
IPv6是40B的固定首部加上有效载荷，地址标识形式就是16B,多播地址也叫做组播地址，任播地址虽然形式上是一对多，但是实质上是一对一，接下来学习了IPv6向IPv4过渡的两个策略，
路由算法主要包括静态路由算法和动态路由算法，动态路由算法主要学到的是两种链路状态路由算法和距离向量路由算法，
路由选择协议的划分主要是根据是否在一个自治系统内，如果是在一个自治系统内就是使用内部网关协议RIP和OSPF协议，若是系统间使用的就是BGP协议，
移动到一个新的网络的时候就会从外部网络的外部代理中获得一个转交地址，然后由这个外部代理将转交地址发给本地代理，本地代理就知道要是有一个数据报是要发到这个主机的，那么本地代理就先截获，然后发给转交地址，然后由外部代理发给主机，
路由选择的一个核心构件就是路由选择处理机，这个处理机就可以建立路由表更新路由表，
而这个分组转发是由一个输入端口，输出端口，交换结构构成的，交换结构内部会有一个转发表，输入的结构就可以根据这个转发表中的表项把这个分组发给对应的分组，