Class A:
Relay system:
Physical Layer: repeaters, hubs (the Hub)
The data link layer: a bridge, switch
Physical layer: Routers
Above the physical layer: the gateway
What is the network layer: providing
logical communication between hosts
To
provide communication services different hosts
flow control
Congestion Control
Error Control
Internet interaction
SAP: IP
IPv4：
IP packet:
Header and data composed of the first portion
20B
of fixed length.
Header length maximum 60B
(
header length basic unit. 4B
)
Total length: 16
.
The maximum length of data packets = 2 ^ 16-1
(
Ethernet frame
of
an MTU 1500B
). The total length of the basic unit 1B
ID: for assembling data packets
Flag: MF = 1 indicates there fragment, MF = 0 indicates the last fragment. DF = 0 is allowed fragment
Offset sheet: a sheet relative position of the original packet, units of 8 bytes for the offset.
Header checksum: check only the header
IPv4 Address:
*** Private Address:
10 whole paragraph
172.16.0.0~172.31.255.255
The whole paragraph 192.168
MTU: a maximum amount of data link layer datagram can carry
CIDR：在变长子网掩码的基础上提出的一种
消除传统A,B,C类网络的划分，并可以在软件的支持下
实现超网（路由聚合）构造的一种
IP地址的划分方法
ARP（地址解析协议）：
把IP地址解析为硬件地址，它解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题
工作在
网络层（“看到了”IP地址）
NAT：工作在
传输层（“看到了”端口）
DHCP：动态主机配置协议。用于
给主机动态地分配IP地址
应用层协议。基于
UDP。
C/S方式（所以是应用层协议）
DHCP服务器聚合DHCP客户端的交换过程：
DHCP客户机广播
“
DHCP发现
”，找服务器
DHCP服务器收到，广播
“
DHCP提供
”
DHCP客户机收到“DHCP提供”，广播
“
DHCP请求
”消息
DHCP服务器广播
“
DHCP确认
”
ICMP
（Internet Control Message Protocol）
：网际控制报文协议
IP层协议
报文种类：
ICMP差错报文，ICMP询问报文
两个常见应用：
PING（工作在应用层，直接使用ICMP）
Traceroute，tracert（工作在网络层）
IPv6
128位地址空间
过渡的两种策略：
双协议栈：主机或路由器支持两种协议
隧道技术：IPv6数据报封装到IPv4数据报的数据部分
AS（自治系统）：处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组
IGP：内部网关协议，域内路由选择。一个自治系统内部额所使用的路由选择协议。RIP,OSPF
EGP：外部网关协议，域间路由选择。自治系统之间所使用的路由选择协议。用于不同自治系统之间的路由器交换路由信息。BGP
路由算法：
距离向量路由算法
链路状态路由算法
距离向量路由算法
路由选择表包含：目的地，路径代价（距离）
RIP将距离定义为“跳数”
特点：
定期地将它们的
整个路由选择表传送给所有与之直接相邻的结点
所有结点都必须参与距离向量交换
迭代计算找一个最短通路
什么时候更新路由表：发现新路由，发现更短的通路
链路状态路由算法
每个参与该算法的结点都具有完全的网络拓扑信息
两项任务：
-
主动测试所有邻接节点的状态
-
定期地将链路状态传播给其他所有结点
迪杰斯特拉算法
三个特征：
向本自治系统中所有路由器发送信息：泛洪法
发送的信息是
与路由器相邻的所有路由器的链路状态
只有
链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器发送此信息
优点：
每个结点计算路径不依赖于中间结点的计算
易于查找故障
链路状态报文仅运载来自单个节点关于直连链路的信息。因此链路状态算法比距离-向量算法有更好的规模可伸展性
距离-向量算法与链路状态算法的比较：
每个结点仅与它的邻居交流，仅为它的邻居提供从自己网络中所有其他结点的最低费用估计VS
每个结点通过广播与所有其他结点交流，仅告诉与它直接相邻的链路的费用
距离-向量算法有可能遇到
路由环路等问题
避免路由环路：
定义最大跳数（一般为15）
水平分割，从哪个接口来的更新信息不允许再从这个接口出去
抑制计时器：更新的路由跳数大于已记录的跳数，启动计时器，超时前不再接受该路由更新信息
路由毒害：路由跳数超过定义最大跳数，向相邻路由发送信息，通知该路径失效
路由协议：
OSPF：
IGP的一种，使用
迪杰斯特拉算法
LSA（链路状态通告）来在网络中的路由器之间交换网络拓扑信息
基本特点：
向本自治系统中所有路由器发送信息，使用
洪泛法
发送的信息是
与路由器相邻的所有路由器的链路状态
只有链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器发送此信息
OSPF是
网络层协议，直接用
IP数据报发送
能
适用于规模很大的自治系统中
全网范围内是一致的
灵活
多路径间的负载平衡
子网划分与
CIDR
虽然能算出完整的最优路径，但路由表中不会存储完整路径。
只存储“下一跳”
能将一个自治系统再划分为更小的范围
RIP
IGP的一种。
应用层协议，传输层使用
UDP
使用跳数，每经过一个路由器，跳数加1
一条路径最多15个路由器。距离16不可达
特点
仅
和相邻路由器交换信息
交换的是当前路由器所知道的全部信息，即自己的路由表
选择
最小跳数路由
缺点
限制了网络的规模
开销大，交换的是完整的路由表
慢收敛，需要较长时间才能将此信息传送到所有路由器
RIP比较OSPF
RIP发送整个路由表，
OSPF发送路由表的一部分
BGP：边界网关协议。不同
自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。外部网关协议
路径向量路由选择协议，
应用层协议，基于
TCP
BGP的使用环境：
因特网规模太大，自治系统之间路由选择很困难
自治系统之间的路由选择，找最佳路由并不现实
自治系统之间的路由选择必须考虑有关策略
力求寻找一条能够到达目的网络且
比较好的路由
工作原理：每个自治系统选出一个（或多个）路由器作为该自治系统的
“BGP发言人”。
发言人与发言人之间交换信息，首先要建立
TCP连接
BGP支持
CIDR
组播：源计算机
一次发送的单个分组可以抵达用一个组地址标识的
若干目标主机
主机使用
IGMP的协议加入
组播组，
多播路由器周期性探测主机是否是组的成员
使用
D类地址
组播路由选择协议——找出以源主机为根节点的
组播转发树，每个分组在每条链路上只传送一次
洪泛与剪除
隧道技术
基于核心（路由器）的发现技术
移动IP的三种功能实体：
移动结点，
归属代理（本地代理），
外部代理
通信流程：
在
本地网时，采用
TCP/IP通信
外地网络，
向本地代理注册当前的位置，这个位置地址就是
转交地址
本地代理
创建一条通向转交地址的
隧道
截获的发送给移动结点的IP分组通过隧道送到转交地址处。在转交地址处解除隧道封装，恢复原始IP分组，送到移动结点
回到本地网时，注销转交地址
移动IP为移动主机设置了两个IP地址。
主地址与辅地址
路由器：连接不同的网络（异构网络）并完成路由转发
实现了网络模型的下三层：物理层，数据链路层，网络层
B级：
路由器的两个功能：路由选择，分组转发
流量控制：点到点，发送端和主机端
拥塞控制：全局性问题。涉及网络中所有主机，路由器以及导致网络传输能力下降的所有因素
开环控制：静态预防
闭环控制。监视与检测，基于反馈环路，动态的方法
泛洪法：路由器通过所有端口向所有相邻的路由器发送信息，然后相邻路由器又将此信息发往所有相邻的路由器
因特网将互联网划分为许多较小的自治系统。
一个自治系统包含很多局域网
路由器的
直接交付与
间接交付：是否在同一个网络上
子网掩码：
IP与对应子网掩码AND运算，就可以得出相应子网的网络地址
C级：
拥塞：出现过量的分组而引起网络性能下降的现象
随着网络负载的增加，吞吐量明显小于正常的吞吐量（或吞吐量下降甚至降到0）
路由算法：静态路由与动态路由
ICMP差错报文：
终点不可达
源点抑制
时间超过
参数问题
重定向
不发送ICMP差错报文的几种情况：
ICMP差错报文不再发送ICMP差错报文
第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送
组播地址
特殊地址
IPv6
不能分片
首部是8B的整数倍
目的地址：单播，多播，任播
OSPF的分组类型：
问候分组
数据库描述分组
链路状态请求分组
链路状态更新分组
链路状态确认分组
BGP使用4种报文
打开报文
更新报文
保活报文
通知报文
转发仅涉及一个路由器，路由选择涉及很多路由器
IP有分片的功能，但广域网中的分组不必分片，为什么《王道》P201
