Red informática Capítulo 4 Capítulo 5 Conocimiento de la capa de red Revisión resumida

Tabla de contenido

Dos servicios proporcionados en la capa de red.

dispositivo intermedio

dirección IP

Método de representación de direcciones IP

Clasificación de direcciones IP 

 Principio de coincidencia del prefijo de red más largo

protocolo IPV6

Protocolo de puerta de enlace interior RIP 

 Traducción de Direcciones de Red

requisito de conexión a internet

Cómo funcionan los enrutadores NAT 

Determine el próximo salto según la tabla de enrutamiento

Protocolo de enrutamiento IP

¿Cómo se actualiza la tabla de enrutamiento RIP?

Evaluación de las clases A, B, C y D en función de las direcciones IP y división en subredes de las direcciones de las clases A, B, C y D

división en subredes

Por ejemplo: se le proporciona una dirección de clase B, que debe dividirse en cuatro subredes idénticas. Tome la dirección de clase B 172.19.0.0/16 como ejemplo.

principio NAT

NAT oculta el papel de la topología de red interna

Cuando nuestro host interno accede a los servicios web a través de NAT, ¿cómo cambian las direcciones de origen y destino de los paquetes IP entre la red interna y la red externa?

Determine la dirección máxima y la dirección mínima en la dirección CIDR

Capítulo 5 Capa de transporte

¿Cuál es la principal diferencia entre el control de flujo y el control de congestión? ¿El tamaño de la ventana de envío depende del control de flujo o del control de congestión?

Proceso de establecimiento de conexión TCP

 La diferencia entre TCP/UDP

Cuatro características de la interfaz de la capa de red

tres métodos de intercambio

La diferencia entre los tres métodos de intercambio.

Capa de enlace de datos

Generación de tablas de conmutación de Ethernet

protocolo ARP

La capa de enlace de datos resuelve tres problemas

Funciones persistentes y no persistentes de HTTP

FTP dos conexiones

 El principio del ping

Dispositivos de red comunes 

Protocolo PPP: método de relleno de cero bits

 nombre de dominio, dirección de red, dirección IP


Dos servicios proporcionados en la capa de red.

Servicio de datagramas y servicio de circuitos virtuales.

La diferencia y comparación entre los dos servicios.

Contraste servicio de circuito virtual servicio de datagramas
tren de pensamiento La red debe garantizar una comunicación fiable. El anfitrión del usuario debe garantizar una comunicación confiable
establecimiento de conexión debe tener innecesario
dirección final Usado solo durante la fase de establecimiento de la conexión, cada paquete usa una señal de circuito virtual corto Cada paquete tiene la dirección completa del punto final, que es la dirección IP
reenvío de paquetes Los paquetes que pertenecen al mismo circuito virtual se reenvían de acuerdo con la misma ruta Cada grupo busca la tabla de reenvío de forma independiente para reenviar
cuando un nodo falla Todos los circuitos virtuales que pasan la falla son inoperables Un nodo fallido puede perder paquetes y algunas rutas pueden cambiar
orden de agrupación Llegar siempre al final en el pedido enviado Llegar al destino no está necesariamente en el orden de envío
Manejo de errores y control de flujo de extremo a extremo El examen de ingreso de posgrado está a cargo de la red, y también puede estar a cargo del host del usuario por el anfitrión del usuario

dispositivo intermedio

Cuatro dispositivos intermedios
Promotor Dispositivos intermedios utilizados por la capa física
puente o puente, interruptor Dispositivos intermedios utilizados por la capa de enlace de datos
enrutador La capa de red utiliza el dispositivo
puerta Dispositivos utilizados por encima de la capa de red

dirección IP

Método de representación de direcciones IP

identificador de 32 bits, el uso del método decimal con puntos puede mejorar la legibilidad. La dirección IP se compone de dos extremos, el primer segmento es el número de red, que marca la red conectada a esta interfaz. El segundo campo es el número de host , que identifica al host.

Una dirección IP identifica un host conectado a una red.

Clasificación de direcciones IP 

Las direcciones de clase A (n=8), clase B (n=16) y clase C (n=32) son todas direcciones de unidifusión (comunicación uno a uno) y la clase D es una dirección de multidifusión (uno a uno). -mucha comunicación)

Tipo A: 8 dígitos para el ID de red y 24 dígitos para el ID de host. El número de host ocupa 3 bytes, y los hosts con todos 0 y todos 1 no se asignan. La dirección IP es la única dirección de red a la que está conectado "este host" , por ejemplo (la dirección IP del host es 5.6.7.8, luego el número de red del host es 5 y la dirección de red es 5.0.0.0) todo 1 significa que en la red Todos los hosts. El número máximo de hosts en cada red de clase A: 2 a la 24 potencia-2, o 16777214, el número de red que se puede asignar a la clase A: 2 a la 7 potencia-2, o 126

Tipo B: ID de red de 16 bits e ID de host de 16 bits. El campo del número de red es de 2 bytes. Número de redes disponibles: 2 a la 14ª potencia, o 16384. El número máximo de hosts en cada red de una dirección de clase B: 2 a la 16 potencia-2, es decir, 65534

Tipo C: 24 dígitos para la identificación de la red y 8 dígitos para la identificación del host. El campo de número de red ocupa 3 bytes. El número total de redes asignables de Clase C es 2 elevado a la 21, es decir, 2097152. El número máximo de hosts para cada dirección de clase C es 2 elevado a la octava potencia-2, es decir, 254 hosts.

Se puede ver el siguiente resumen  

Datagrama IP_Blog del Sr. Liang ✘-CSDN blog_ip datagrama

 Principio de coincidencia del prefijo de red más largo

Cuando se usa el direccionamiento CIDR, si un paquete puede encontrar varios prefijos coincidentes en la tabla de reenvío, el que tiene el prefijo más largo se selecciona como prefijo coincidente. (Este principio es que el más largo debe ser el mejor partido, lo cual es fácil de entender)

protocolo IPV6

Para solucionar el agotamiento de las direcciones IP, se adopta una nueva versión de IP con un espacio de direcciones más grande

Ver detalles

IPv6-Protocolo de Internet versión seis_Blog del Sr. Liang ✘-Blog de CSDN

Protocolo de puerta de enlace interior RIP 

RIP es el primer protocolo ampliamente utilizado en IGP.

ver en detalle

Protocolo RIP: resumen del conocimiento del protocolo de enrutamiento de Internet

 Traducción de Direcciones de Red

requisito de conexión a internet

Instale el software NAT en el enrutador que conecta la red privada a Internet. Al menos una dirección IP global externa válida.

Cuando todos los hosts que utilizan direcciones locales se comunican con el mundo exterior, la dirección básica debe convertirse en una dirección IP global en el enrutador NAT para conectarse a Internet.

Cómo funcionan los enrutadores NAT 

El enrutador NAT recibe el datagrama IP enviado desde el host A dentro de la red privada al host B en Internet ①: dirección de origen S = 192.168.0.3 y dirección de destino D = 213.18.2.4. El enrutador NAT convierte la dirección IP 192.168.0.3 de la red privada en la dirección IP global 172.38.1.5 a través de la tabla de conversión NAT interna, la vuelve a escribir en el encabezado del datagrama como la nueva dirección de origen y luego reenvía el nuevo datagrama② ir afuera. Después de que el host B recibe el datagrama IP ②, envía una respuesta ③, la dirección de origen del datagrama IP enviado por B es su propia dirección: S = 13.18.2.4, y la dirección de destino es la dirección de origen del datagrama que acaba de recibir , entonces ahora D = 172.38.1.5. Tenga en cuenta que B no conoce la dirección privada de A 192.168.0.3. De hecho, incluso si lo sabe, no puede usarlo, porque los enrutadores en Internet no pueden reenviar datagramas IP cuya dirección de destino sea una dirección privada. Cuando el enrutador NAT recibe el datagrama IP ③ de B, necesita convertir la dirección IP una vez. A través de la tabla de conversión de NAT, la dirección de destino D = 172.38.1.5 utilizada por el datagrama IP recibido se convierte en la dirección de destino D = 192.168.0.3 dentro de la red privada (es decir, la dirección IP local real del host A), y se convierte en un datagrama ④ y luego se envía a A. 

 recordar

        La comunicación a través de un enrutador NAT debe ser iniciada por un host dentro de la red privada

        El host dentro de la red privada no puede actuar directamente como un servidor

Determine el próximo salto según la tabla de enrutamiento

dos tipos

El primer tipo: dirección de destino, máscara de subred, siguiente salto

Segundo medio: prefijo de red, siguiente salto

Cuando se usa el primer método para encontrar el siguiente salto, la dirección de destino y la máscara de subred se "Y" para obtener el siguiente salto coincidente.

En el segundo método, al encontrar el siguiente salto, todos ellos se convierten en binarios, y el siguiente salto se juzga de acuerdo con el criterio de coincidencia más largo del prefijo de red .

Protocolo de enrutamiento IP

¿Cómo se actualiza la tabla de enrutamiento RIP?

Ejemplo: supongamos que hay una tabla de enrutamiento B con información de enrutamiento conocida: red de destino, distancia, siguiente salto.

red de destino distancia Siguiente salto
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 mi
N9 4 F

Ahora reciba la información de enrutamiento de C

red de destino distancia

N2

4
N3 8
N6 4
N8 3

N9

5

Pasos de cálculo: agregue 1 a la distancia en el protocolo de enrutamiento recibido por B (enviado desde C, el siguiente salto en la información de enrutamiento es, por supuesto, C), compare y actualice con la información de enrutamiento en B.

tabla de enrutamiento actualizada

red de destino distancia Siguiente salto Cambiar situación
N1 7 A sin información, sin cambios
N2 5 C Mismo siguiente salto, distancia actualizada
N3 9 C Información de enrutamiento recién agregada
N6 5 F Próximo salto diferente, distancia más corta, distancia actualizada
N8 4 mi Próximos saltos diferentes, misma distancia, sin actualización
N9 4 F Próximo salto diferente, mayor distancia, sin actualización

Evaluación de las clases A, B, C y D en función de las direcciones IP y división en subredes de las direcciones de las clases A, B, C y D

Categorías En el resumen anterior, las categorías abordan

Dirección de clase A: 1.0.0.0~126.255.255.255

Dirección de clase B: 128.0.0.0~191.255.255.255

Dirección de clase C: 192.0.0.0~223.255.255.255

Dirección de clase D: 224.0.0.0~239.255.255.255

división en subredes

Máscara de subred de dirección clase A: 255.0.0.0

Máscara de subred de dirección de clase B: 255.255.0.0

Máscara de subred de dirección clase C: 255.255.255.0

Máscara de subred de la dirección de clase D: dirección de multidifusión

Por ejemplo: se le proporciona una dirección de clase B, que debe dividirse en cuatro subredes idénticas. Tome la dirección de clase B 172.19.0.0/16 como ejemplo.

Para dividir la red en 4 subredes, primero aplique la fórmula de cálculo de subredes: el número de subredes = 2 elevado a la potencia n, es decir, 4 = 2 elevado a la potencia n, y n es 2.

n es 2, es decir, es necesario tomar prestados 2 bits del bit de host para dividir la subred, y quedan 6+8=14 bits en el bit de host.

La posición de la máquina puede saber que el número de bits de la máscara de red es 32-14=18 bits, es decir, la máscara de subred es 255.255.192.0

每个子网的地址块为256-192=64

所以,每个子网的的地址分别为172.19.0.0/18,172.19.64.0/18,172.19.128.0/18,172.19.192.0/18

等分子网数=2的N次方,其中N是需要划分的子网位位数。

4=2的2次方,所以需要划分为2位子网位。

B类网络16位网络位、16位主机位,划分2位子网位后的子网18位网络位、14位主机位。
四个子网地址分别是前16位不变,第17和18位分别为:00,01,10,11的四个子网。

简单明了。

NAT原理

当私有网主机和公共网主机通信的IP包经过NAT网关时,将IP包中的源IP或目的IP在私有IP和NAT的公共IP之间进行转换。

NAT是解决IP地址不足的关键技术

NAT隐藏内部网络拓扑结构作用

在防火墙上实现NAT后,可以 隐藏受保护网络的内部拓扑结构 ,在一定程度上提高网络的安全性。 

当我们内部主机通过NAT访问Web服务,IP分组源地址和目的地址在内网和外网之间如何变化?

源地址:一个私网的源地址转换为一个公网的地址。

主要还是看那个NAT原理图

判断CIDR地址中最大地址和最小地址

例如:192.168.0.1/24

IP地址192.168.0.1的二进制表示法是:
11000000 10101000 00000000 00000001

前24位是网络前缀,后8位是主机地址,令主机地址分别为全0和全1就可以得到一个CIDR地址块的最小地址和最大地址。

即:
最小地址:11000000 10101000 00000000 00000000 = 192.168.0.0
最大地址:11000000 10101000 00000000 11111111 = 192.168.0.255
令网络前缀全1,主机地址全0,就可以得到子网掩码:
子网掩码:11111111 11111111 11111111 00000000 = 255.255.255.0

第五章运输层

拥塞控制和流量控制

拥塞控制:是作用于网络的,它是防止过多的数据注入到网络中,避免出现网络负载过大的情况常用的方法就是:( 1 )慢开始、拥塞避免( 2 )快重传、快恢复。

流量控制:流量控制是作用于接收者的,它是控制发送者的发送速度从而使接收者来得及接收,防止分组丢失的。

流量控制和拥塞控制的主要区别是什么?发送窗口的大小取决于流量控制还是拥塞控制?

拥塞控制作用于网络,它是防止过多的数据注入网络中,避免出现负载过大的情况。

流量控制作用于接收者,控制发送者的发送速度从而使接收者来得及接收,防止组丢失。

区别:1、流量控制解决的是发送方和接收方速率不匹配的问题;控制解决的是避免网络资源被耗尽的问题。 2、流量控制是通过滑动窗口来实现的;控制是通过拥塞窗口来实现的

发送窗口的上限值是 Min [rwnd, cwnd],接收窗口的大小体现了接收端对发送端施加的流量控制,而拥塞窗口的大小则是整个互联网的负载情况对发送端施加的拥塞控制。因此,当接收窗口小于拥塞窗口时,发送窗口的大小取决于流量控制,即取决于接收端的接收能力。但当拥塞窗口小于接收窗口时,则发送窗口的大小取决于拥塞控制,即取决于整个网络的拥塞状况。

TCP连接建立过程

连接建立过程叫做握手。.

三报文握手建立TCP连接过程:

1、服务器进程先创建传输控制块TCB,并处于监听状态;2、客户端创建传输控制块TCB,并向服务器发出连接请求报文段;3、客户端进程收到服务器的确认报文段后,立即回复确认报文段;4、进入已建立连接状态。

 TCP/UDP的区别

在连接上:1、TCP提供的是面向连接的、可靠的数据流传输;UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。 2、TCP提供可靠的服务,通过TCP连接传送的数据,无差错、不丢失、不重复,按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付。

 在结构程序方面:TCP的结构较为复杂,而UDP结构较为简单。

在通信上:每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信

网络层接口四个特性

机械特性: 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
电气特性: 指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。
功能特性: 指明某条线上出现某一电平的电压意义。
过程特性: 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

三种交换方式

电路交换:整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像在一个管道中传送。

报文交换:整个报文先传送到相邻节点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。

分组交换:单个分组(这只是报文的一部分)传送到相邻结点,存储下来后查找转发表,转发到下一结点。

三种交换方式区别

 电路交换直接一次传输全部数据,报文交换以报文作为传送单元,分组交换以更小的分组作为传送单元。

数据链路层

CRC循环冗余校验

根据多项式判断传输过程是否出错

 任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如:代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1,而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。

下面是一个根据一个给定的生成多项式求CRC码的例子

假设使用的生成多项式是G(X)=X3+X+1。4位的原始报文为1010,求编码后的报文。
解:
1、将生成多项式G(X)=X3+X+1转换成对应的二进制除数1011。
2、此题生成多项式有4位(R+1)(注意:4位的生成多项式计算所得的校验码为3位,R为校验码位数),要把原始报文C(X)左移3(R)位变成1010 000
3、用生成多项式对应的二进制数对左移3位后的原始报文进行模2除(高位对齐),相当于按位异或 得到的余位011,所以最终编码为:1010 011

 

以太网交换表生成

动作 交换表的状态 向哪些接口转发帧 说明
A发送帧给D 写入(A, 1) 所有接口 发送之前为空表,发送之后存入A接口在1
D发送帧给A 写入(D, 4) A接口 之前有A的信息,发送之后存入D接口在4
E发送帧给A 写入(E, 5) A接口 之前有A的信息,发送之后存入E接口在5
A发送帧给E 不变 E接口 之前有E的信息和A的信息

ARP协议

地址解析协议,

数据链路层解决三个问题

 封装成帧、透明传输、差错检测

⑴封装成帧就是在一段数据前后分别添加首部和尾部。接收端以便从收到的比特流中识别帧的开始与结束,帧定界是分组交换的必然要求;

⑵ 透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆;

⑶差错检测防止差错的无效数据帧,浪费网络资源。

HTTP非持续和持续特点

非持续连接 :限制每次连接只处理一个请求,服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接

持续连接 :不必为每个web对象创建一个新的连接,一个连接可以传送多个对象,采用这种方式可以节省传输时间。

FTP两个连接

1. 控制连接

客户端希望与FTP服务器建立上传下载的数据传输时,它首先向服务器的TCP 21端口发起一个建立连接的请求,FTP服务器接受来自客户端的请求,完成连接的建立过程,这样的连接就称为FTP控制连接。

2. 数据连接

FTP控制连接建立之后,即可开始传输文件,传输文件的连接称为FTP数据连接。FTP数据连接就是FTP传输数据的过程,它有两种传输模式

FTP两个连接作用是:上传和下载。

客户端首先连接到FTP服务器的21端口,进行用户的认证,认证成功后,当我们要传输文件时,服务器会开一个端口为20来进行传输数据文件。

FTP允许用户以文件操作的方式(如文件的增、删、改、查、传送等)与另一主机相互通信。

然而, 用户并不真正登录到自己想要存取的计算机上面而成为完全用户, 可用FTP程序访问远程资源, 实现用户往返传输文件、目录管理以及访问电子邮件等等, 即使双方计算机可能配有不同的操作系统和文件存储方式。

 ping的原理

ping 程序是用来探测主机到主机之间是否可通信,如果不能ping到某台主机,表明不能和这台主机建立连接。

 Ping  utiliza el protocolo ICMP, que envía un mensaje de solicitud de eco icmp al host de destino. El protocolo ICMP estipula que el host de destino debe devolver un mensaje de respuesta de eco ICMP al host de origen. Si el host de origen recibe una respuesta dentro de un cierto período de tiempo, el host se considera accesible.  

Dispositivos de red comunes 

Capa física: repetidores, concentradores

Repetidor: la función principal es remodelar y amplificar la señal y luego reenviarla para eliminar la distorsión y la atenuación causadas por el ruido u otras razones después de que la señal pasa a través de una sección larga de cable, para que la forma de onda y la fuerza de la señal cumplan con el Requisitos requeridos Y luego ampliar la distancia de transmisión de red.

Hub: Hub (Hub) es esencialmente un repetidor multipuerto

Capa de enlace de datos: Puente

Puente: Un puente es un puente que establece una conexión entre una red de área local y otra red de área local.

Capa de red: enrutador

Enrutador: un enrutador es una computadora de propósito especial con múltiples puertos de entrada/salida , y su tarea es conectar diferentes redes ( conectar redes heterogéneas ) y completar el enrutamiento y el reenvío. Se debe usar un enrutador cuando se interconectan múltiples redes lógicas (es decir, múltiples dominios de transmisión ).

Protocolo PPP: método de relleno de cero bits

La notación hexadecimal de dos puntos puede permitir la compresión cero, es decir, una serie de ceros consecutivos puede reemplazarse por un par de dos puntos. Además, para garantizar que la compresión cero tenga una interpretación inequívoca, se estipula que la compresión cero solo se puede usar una vez en cualquier dirección.

0:0:0:0:0:0:128.10.2.1

Compresión cero:

::128.10.2.1

 nombre de dominio, dirección de red, dirección IP

La dirección IP es la dirección de su host en la red

Una dirección de red (es más exacto llamarla dirección de segmento de red , pero generalmente se le llama dirección de red) es una colección de IP

Nombre de dominio: El nombre del sitio web

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