《图解TCP/IP》笔记(五)IP协议与路由控制

目录

概念辨析:主机、路由器节点

网络层与数据链路层

MAC地址与IP地址

路由控制

多跳路由

路由控制表

默认路由与主机路由

路由表的聚合

面向无连接与面向有连接

全局地址与私有地址

子网掩码

子网掩码的两种表示方式

CIDR与VLSM


概念辨析:主机、路由器节点

  • 主机:配备有IP地址,但不进行路由控制的设备
  • 路由器:既配有IP地址又配有路由控制能力的设备
  • 节点:主机和路由器的统称

网络层与数据链路层

  • 数据链路层:提供两个设备之间的通信功能
  • 网络层:没有负责直连的两个网络之间进行通信传输

MAC地址与IP地址

  • MAC地址:属于数据链路层,用来标识同一链路中不同计算机的标识码;
  • IP地址:属于网络层地址,所有主机或者路由器必须设定自己的IP地址

网络层对数据链路层的某些特性进行了抽象,数据链路的类型对IP地址形式透明,就是抽象化的一个例子。

路由控制

将分组数据发送到最终目标地址的功能。

多跳路由

路由器或者主机在转发IP数据包时只指定下一个路由器或主机,而不是将最终目标地址为止的所有通路表示出来。

当某个IP包到达路由器的时候,路由器首先查找其目标地址,从而再决定下一步应该再将这包发往哪个路由器,然后将包发送过去。

路由控制表

Routing Table

记录IP数据包下一步应该发送给哪个路由器。

默认路由与主机路由

默认路由:

  • 路由表中任何一个地址都能与之匹配的记录
  • 一般标记为0.0.0.0/0或者default,表示没有标识IP地址

主机路由:

  • “IP地址/32”被称为主机路由
  • 主机路由是指整个IP地址的所有位都将参与路由;
  • 主机路由常用于不希望通过网络地址路由的情况;
     

路由表的聚合

路由表的聚合将已知的路由信息传送给周围其他的路由器,以达到控制路由信息的目的

面向无连接与面向有连接

  • 面向无连接:不需要建立与对端目标地址之间的连接,上层遇到需要发送的数据会被立即发送;如IP;可靠性差;
  • 面向有连接:需要事先建立连接,没有建立连接不可能发送数据;如TCP;可靠性高;

全局地址与私有地址

全局地址:

  • 需要在整个互联网范围内保持统一
  • 除去私有地址之外的都是全局地址
  • 全局地址有ICANN统一进行管理

私有地址:

  • 在同一域内保持统一即可
  • 私有地址的范围:
  • 不同域内出现相同的私有地址不会影响使用
  • 私有地址结合NAT技术成为解决IP地址分配的主流解决方案

子网掩码

  • 将IP地址进行分配会造成浪费,所以用子网掩码减少浪费
  • 通过子网掩码将原来的A类、B类、C类等分类中主机地址部分用作子网地址,可将原网络分成多个物理网络的一种机制
  • 所以IP地址有两种识别码:IP地址本身和表示网络内部的子网掩码

子网掩码的两种表示方式

方法一:将子网掩码与IP地址分别用两行表示

方法二:在每个IP地址的后面追加网络地址的位数,用“/”号隔开

课省略后面的0

CIDR与VLSM

CIDR和VLSM可以缓解全局IP地址不够用的问题,但是无法彻底解决,所以要IPv6

CLDR:

  • 无类域间选路 Classless inter-Domain Routing
  • 采用任意长度分割IP地址的网络标识和主机标识
  • 任意长的连续多个地址都可以划分到一个较大的网络内
  • 能够有效利用当前IPv4地址,同时降低路由器的负担

VLSM:

  • 可变长子网掩码 Variable-Length Subnet Masks
  • 可以随机修改组织内各个部门的子网掩码长度的机制
  • 可以通过域间路由协议转换成RIP2和OSPF实现
  • 理论上能将IP地址的利用率提高50%
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