计算机网络考试复习——第四章 4.1 4.2.1 4.2.2

news2024/9/29 5:31:46

网络层传输的单位是IP数据报

4.1 网络层的几个重要概念

网络层提供的两种服务：网络层应该向运输层提供怎样的服务？面向连接还是无连接？在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？

面向连接的可靠交付。

计算机网络模仿电信网络，使用面向连接的通信方式。通信之前先建立虚电路 VC (Virtual Circuit) (即连接)，以保证双方通信所需的一切网络资源。如果再使用可靠传输的网络协议，可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。

无连接的、尽最大努力交付的数据报服务，不提供服务质量的承诺。

互联网采用的设计思路：网络层要设计得尽量简单，向其上层只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），也不保证分组传送的时限。由主机中的运输层负责可靠的通信。

两个层面：数据层面和控制层面

不同网络中的两个主机之间的通信，要经过若干个路由器转发分组来完成。在路由器之间传送的信息有以下 2 大类：数据。路由信息（为数据传送服务）。

数据层面：

路由器根据本路由器生成的转发表，把收到的分组从查找到的对应接口转发出去。独立工作。采用硬件进行转发，快。

控制层面：

根据路由选择协议所用的路由算法计算路由，创建出本路由器的路由表。许多路由器协同动作。采用软件计算，慢。

软件定义网络 SDN (Software Defined Network)

远程控制器：计算出最佳的路由，在每一个路由器中生成其正确的转发表。

路由器：查找转发表，转发分组。

4.2 网际协议 IP

与网际协议 IPv4 配套的 3 个协议：

1.地址解析协议 ARP 2.网际控制报文协议 ICMP 3.网际组管理协议 IGMP

4.2.1虚拟互连网络 ：实现异构网络的互连互通方法，哪种好？

都使用相同的网络？不能满足不同用户需要。没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。不适应技术发展。

使用中间设备？可以满足不同需求实用

使用中间设备进行互连

转发器、网桥或交换机仅把一个网络扩大了，仍然是一个网络不称为网络互连。

分组在互联网中的传送，如果不需要任何路由器直接就能到达那么是直接交付，如果不是需要把IP数据报发送给某个路由器再进行到达那么是间接交付。分组在传输过程中每一次转发就称为一"跳“

4.2.2 IP 地址:在 TCP/IP 体系中，IP 地址是一个最基本的概念。没有IP地址，就无法和网上的其他设备进行通信。

IP地址及其表示方法：

互联网上的每台主机（或路由器）的每个接口分配一个在全世界唯一的 IP 地址。由互联网名字和数字分配机构 ICANN进行分配。

IP 地址采用 2 级结构：网络号和主机号：2 个字段：网络号和主机号

IP地址的分类：分为5类A,B,C,D,E这五类。其中D，E这两类是不常用的，这里主要考虑A,B,C三类。

A类地址第一位必须是0然后网络号占用8位，主机号占有24位。点分十进制第一位：0~127

B类地址前两位必须是10然后网络号占用16位，主机号占用16位。点分十进制第一位：128~191

C类地址前三位必须是110然后网络号占用24位，主机号占用8位。点分十进制第一位：192~223

主机号的全0和全1都是不能指派的，因为他们含有特殊含义。

分类的 IP 地址的优点和缺点：管理简单；使用方便；转发分组迅速；划分子网，灵活地使用。设计上不合理：大地址块，浪费地址资源；即使采用划分子网的方法，也无法解决 IP 地址枯竭的问题。

无分类编址CIDR：CIDR (Classless Inter-Domain Routing) ：无分类域间路由选择。消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间，但无法解决 IP 地址枯竭的问题。要点： (1) 网络前缀 (2) 地址块 (3) 地址掩码

同样是利用的和A,B,C,D,E这五种分类方式相同的编码思想。但是这时的网络前缀就不再是局限在8位16位或者24位了。前缀的位数不是固定的，可以是0~32之间的任意值。

CIDR 记法：斜线记法 (slash notation) a.b.c.d / n：二进制 IP 地址的前 n 位是网络前缀。例如：128.14.35.7/20：前 20 位是网络前缀。

地址块：CIDR 把网络前缀都相同的所有连续的 IP 地址组成一个 CIDR 地址块。一个 CIDR 地址块包含的 IP 地址数目，取决于网络前缀的位数。例如网络前缀的位数为20那么可以指派的主机数目为2的12次方但是全0和全1是不可以取到的所以应该是2的12次方-2个主机。

这个是需要重点再去思考一下的东西。有点耐人寻味。

地址掩码又称为子网掩码 (subnet mask)。位数：32 位。目的：让机器从 IP 地址迅速算出网络地址。由一连串 1 和接着的一连串 0 组成，而 1 的个数就是网络前缀的长度。