网络层:负责地址管理和路由选择
IP协议,路由器
一、IP协议
4位协议版本号:4/6 -ipv4、ipv6
4位报头长度:以4B为单位描述报头大小,IP报头最大60B最小20B
8位服务类型:3位优先权字段弃用,1位保留,4位服务类型(服务类型:最小成本,最高可靠性,最大吞吐量,最小延时)
16位数据报长度:限制IP报文必须小于64k
16位分片标识:标识当前的分片属于哪个原始报文
3位标志:1位保留,1位禁止分片标志,1位分片结束标志
13位分片偏移:标识当前分片在原始报文中的相对起始的偏移量
8位TTL:报文生命周期,所能经过的路由跳数,每经过一跳-1,到0时丢弃(防止路由环路)
8位上层协议:数据分用的时候,选择当前数据所使用的解析协议
16位校验和:校验数据一致性
32位源端lP&32位对端IP:描述了通信的起点与终点主机
0~40字节选项数据:路由信息
二、数据分片
上层交给网络层数据在网络层会封装IP报头,封装了IP包头后,大小若大于MTU则会进行数据分片,将大报文分成小分片封装报头发送。
MTU:链路层限制的最大传输单元
三、地址管理
1、lP地址的组成:
网络号:是一个网络的标识,这个网络所分配的所有IP地址都具有这个标识
主机号:一个IP地址在所在网络中的标识
2、网段划分:
2.1早期的划分方式:
A-高1位固定为0,7位网络号,24位主机号,用于组建超大型网络
网络号范围:0~127 IP地址范围:0.0.0.0~127.255.255.255
B-高2位固定为10,14位网络号,16位主机号,用于组建中型网络
网络号范围:128.0~191.255 IP地址范围:128.0.0.0~191.255.255.255
C--高3位固定为110,21位网络号,8位主机号
网络号范围:192.0.0~223.255.255 IP地址范围:192.0.0.0~223.255.255.255
D,E
当前CIDR方案:使用子网掩码在早期基础上进行网络的细致划分
2.2网络不够用解决方案
- dhcp:动态地址分配,谁上网给谁分配
- nat技术组建私网
2.3子网掩码
子网掩码: uint32_t,由连续的二进制1组成
- 1.子网掩码取反后+1,就是子网中主机号的个数(细致的划分网络
- 2.子网掩码与IP地址相与可以得到网络号(判断哪个IP地址是否属于某个网络)
2.4特殊的IP地址:
0.0.0.0:被识别为本机任意网卡地址(常用于服务端绑定地址)
255.255.255.255:全网广播地址
127.0.0.1:本地的虚拟回环网卡地址,用于进行本地的网络回环测试
主机号全为0:表示网络号
主机号全为1:局域网的广播地址(udp广播)
2.5公网与私网:
公网/外网:互联网
私网/内网:我们自己组建的内部通信网络
组建私网的好处:使用NAPT技术,让私网中的大量主机使用同一个对外公网地址上网,节省IP地
的使用
因为私网对外通信使用的对外地址,私网内部的地址对外不可见,因此不同的私网,IP地址可以重复
2.6用于组建私网的网络:
大型私网:10.*.*.*
中型私网:172.16.*.*~172.31.*.*
小型私网:192.168.*.*
2.7路由选择
每个路由器上都有一张路由表(在互联网上每个路由器上可以有周围其他路由器的路由表)
将流经路由器的数据目的IP地址与路由表中的网络进行比对,是否属于某个网络,然后进行路径规划。