思维导图
一、 概述
功能：将源端产生的数据包（分组）一路送达到目的机
1. IP协议：
- IP地址（定位目的机）
- IP分组（解决信息的封装）
- IPv6（新一代的IP协议）
2. 路由选择协议：
- 距离矢量路由选择协议（实例：RIP）
- 链路状态路由选择协议（实例：OSPF）
3. 其他协议
- ARP
- ICMP
- CIDR
- NAT
源机和目的机之间的网络
- 数据报网络：提供无连接的服务
- 虚电路网络：提供面向连接的服务
二、IP技术
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IP的任务：提供一种尽力而为（best-effort）地把数据从源端传输到接收方的方法
被路由的协议
- IP地址
- IP分组/报
分类：A、B、C、D、E
A类
B类
C类
D类：组播；E类：科研
保留地址
- 网络地址——主机部分全部为0
- 广播地址——主机部分全部为1
- 32位全为0——这个主机、这个网络；路由表中默认路由的目的地址
- 32位全为1——泛洪广播地址（Flood Broadcast），防止广播风暴，退化成本地广播
- 127.0.0.0 环回地址（ Lookback Network）
- 127.0.0.1 本机（ Lookback test）
- 169.254.0.0 非正常地址
子网规划
主/边界路由器
- 负责和外部联系
- 了解内部网络结构的机制：子网掩码
目的IP地址与子网掩码按位与，得到网络地址，即路由表的查找路口
从主机位借位来创建子网，把大网络划分为小网络
IP寻址与MAC寻址比较
- IP寻址：找到目的机所在的网络
- MAC寻址：通过MAC地址定位到目的机
- 通常先通过IP寻址找到目的网络，再通过MAC寻址找到目的机
路由器处理过程
过程
IP报文
协议版本：
报头长度：
区分服务：
数据报总长度：
数据报标识号：
标志、分片偏移：
生存时间：
用户协议：
报头校验和：
源、目的IP地址：
数据报选项：
填充：和选项一起，构成32的整数倍
WireShark：报文抓取工具
IPv6
解决目标：
- 支持几十亿台主机
- 缩减路由表的规模
- 简化协议，让路由器可以更快地处理分组
- 提供比IPv4好的安全性
- 更加关注服务类型（尤其是实时数据）
- 允许通过指定范围来支持组播传输
- 允许主机在不改变地址的情况下能够漫游
- 允许协议具有拓展性
- 新老协议共存多年
IPv6地址
表示：
- 每个16位组转换成对应的4位十六进制数表示 如：FE80
- 地址前缀长度用“/xx”的形式放在地址的后面 如：1::1/64
- 省略前导0
- 忽略全0，双冒号只能有一个
地址分类
- 单播地址（Unicast Address）
- 组播地址（Multicast Address）
- 任播地址（Anycast Address）
特殊地址
链路本地地址——单播地址
只用在链路—本地中（Link-Local）
本地链路地址由两大部分构成
- 前64位：FE80:0:0:0
- 后64位：EUI-64地址（由MAC地址生成）
- MAC地址（48位）切成两半
- 中间加上16位（15个连续1和1个0）
- 64位地址的高位数起第七位变为1
可聚合全球单播地址
怎么做到即插即用？
InterfaceID由三种方式生成
- 手工配置
- EUI-64地址
- 随机生成
DHCPv6：Dynamic Host Configuration Protocol
IPv6分组
基本报头、拓展报头和上层协议的关系
IPv6的过渡技术
- 双协议栈（Dual Stack）
- 隧道（Tunnel）
- 地址转换技术
隧道技术
翻译/转换技术
- IPv4与IPv6的相互转换