考研计算机网络第四章网络层知识点总结

网络层功能概述
- 网络层的主要任务：把源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
- 网络层传输单位：数据报。
- 功能
  - 功能一：路由选择与分组转发。(最佳路径)
  - 功能二：异构网络互联。
  - 功能三：拥塞控制。
  - 解决拥塞的方法
    - 开环控制(静态)
    - 闭环控制(动态)
电路交换、报文交换与分组交换
- 网络的核心(大量的路由器的互联)
  - 通过数据交换使数据通过网络核心(路由器)从源主机到目的主机
  - 为什么要数据交换？
- 电路交换
  - 例子
  - 特点：独占资源
  - 优点
    - 1.通信时延小
    - 2.有序传输
    - 3.没有冲突
    - 4.实时性强
  - 缺点
    - 1.建立连接时间长
    - 2.线路独占，使用效率低。
    - 3.灵活性差。
      假如有一个交换设备出现问题，整条链路就完全崩溃了，两个电话无法传输。
    - 4.无差错控制能力。
- 报文交换
  - 报文：源应用发送的信息整体。
    假如要发送一个文件，那么这一整个文件就是一个报文。
  - 过程
  - 优点
    - 1.无需建立连接
    - 2.存储转发，动态分配线路。
    - 3.线路可靠性较高
    - 4.线路利用率较高
    - 5.多目标服务。
  - 缺点
    - 1.有存储转发时延
    - 2.报文大小不定，需要网络节点，有较大缓存空间。
- 分组交换
  - 分组：把大的数据块分割成小的数据块。
  - 优点
    - 1.无需建立连接。
    - 2.存储转发，动态分配线路。
    - 3.线路可靠性较高。
    - 4.线路利用率较高。
    - 5.相对于报文交换，存储管理更容易。
  - 缺点
    - 1.有存储转发时延。
    - 2.需要传输额外的信息量。
      每一个报文进行分组之后，这些分组就要额外加上一些信息。这些信息主要包括源地址、目的地址以及分组的编号等信息。
    - 3.乱序到目的主机时，要对分组排序重组。
  - 例子：计算报文交换和分组交换所使用的时间
    
    因为后面的分组是连续发送的，所以可以把重点放在最后一个来考虑，剩下的两段就是0.02秒。
    ★1byte=8bit
    通常只考虑原主机的发送时延(传输时延)。
    ★交换时间数大的是报文交换时间，交换数小的是分组交换时间。(分组交换时间是分两段的，导致最后的时间不太可能是整数)
  - 三种数据交换方式比较总结
    - 1.报文交换和分组交换都采用存储转发。
    - 2.传送数据量大，且传送时间远大于呼叫时间，选择电路交换。电路交换传输时延最小。
    - 3.从信道利用率来看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换时延更小。
- 数据报与虚电路
  - 数据报方式：为网络层提供无连接服务。
  - 虚电路方式：为网络层提供连接服务。
  - 几种传输单元名词解析
  - 数据报(因特网在用)
  - 虚电路
    - 虚电路将数据报方式和电路交换方式结合，以发挥两者优点。
    - 虚电路：一条源主机到目的主机类似于电路的路径(逻辑连接)，路径上所有节点都要维持在这条虚电路的建立，都维持一张虚电路表，每一项记录了一个打开的虚电路信息。
  - 数据报和虚电路相同点和不同点
路由算法与路由协议概述
- 路由算法
- 路由算法的分类
- 分层次的路由选择协议
IP数据报格式
- TCP/IP协议栈
- IP数据报格式
IP数据报分片
- 最大传送单元MTU
  - 链路层数矩阵可分装数据的上限。
  - 以太网的MTU是1500字节。
  - 如果所传送的数据报长度超过某链路的MTU值？分片
  - IP数据报分片例题
IPv4地址
- IP地址：就是给在这个网络当中的每一台主机赋予一个标识符，能够全球唯一化地标识这个主机的接口以及路由器某个确定的接口。 IP地址能够帮助在因特网下进行寻址，之后进行资源通讯和资源共享。
- IP编制的历史阶段
  - 分类的IP地址
    - IP地址
    - 互联网中的IP地址
    - 分类的IP地址
    - 特殊的IP地址
    - 私有IP地址
    - 路由器对目的地址是私有AIP地址的数据报一律不进行转发。
网络地址转换NAT
- 网络地址转换NAT(Ntwork Address Translation)：在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件，安装了NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。
  
  也可以有多个IP地址。
子网划分和子网掩码
- 子网划分
- 子网掩码
- 子网掩码习题
- 只用子网时分组的转发
无分类编址CIDR
- 无分类编址CIDR
- 构成超网
- 最长前缀匹配
- 习题
ARP协议
- 发送数据的过程
- ARP协议
- ARP协议习题
HDCP协议
- 主机如何获得IP地址
- DHCP协议
  - 动态主机配置协议DHCP是应用层协议，使用客户/服务器方式，客户端和服务端通过广播方式进行交互，基于UDP。
  - DHCP提供即插即用联网的机制，主机可以从服务器动态获取IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器名称与IP地址，允许地址重用，支持移动用户加入网络，支持在用地址续租。
ICMP协议
- 回顾结构
- 网际控制报文协议ICMP、
- ICMP差错报告报文（5种）
- ICMP差错报告报文数据字段
- 不应发送ICMP差错报告报文的情况
- ICMP询问报文
- ICMP具体应用
IPv6
- 为什么有IPv6?
- IPv6数据报格式
- IPv6和IPv4区别
- IPv6地址表示形式
- IPv6基本地址类型
- IPv6向IPv6过渡的策略
- 脑图
RIP协议与距离向量算法
- 路由选择协议分类回顾
- RIP协议
- RIP协议和谁交换？多久交换一次？交换什么？
- 距离向量算法
  - 习题
- RIP协议的报文格式
- RIP协议好消息传得快，坏消息传得慢
  
  下面就一直循环
- 脑图
OSPF协议与链路状态算法
- 路由选择协议分类回顾
- OSPF协议
- 链路状态路由算法
- OSPF的区域
- OSPF分组
- OSPF其他特点
BGP协议
- 路由选择协议分类回顾
- BGP协议
- BGP协议交换信息的过程
- BGP协议报文格式
- BGP协议特点
- BGP-4的四种报文
- 三种路由协议比较
IP组播
- IP数据报的三种传输方式
- IP组播地址
- 硬件组播
- IGMP协议与组播路由选择协议
- 网际组管理协议IGMP
- IGMP工作的两个阶段
- 组播路由选择协议
- 脑图
移动IP
- 移动IP相关术语
- 移动IP通信过程
网络层设备
- 路由器
- 输入端口对线路上收到的分组的处理
- 输出端口将交换结构传送来的分组发送到线路
- 三层设备的区别
- 路由表与路由转发
总结
- 脑图

考研 计算机网络第四章网络层 知识点总结

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