1. Protocolo IP:
- El protocolo IP es el protocolo central del conjunto de protocolos TCP/IP. Todos los datos TCP, UDP, ICMP e IGMP se transmiten en formato de datagrama IP;
2. Formato del encabezado del protocolo IP:
- Protocolo de versión de 4 bits : ipv4 e ipv6;
- Longitud del encabezado de 4 dígitos : el protocolo IP tiene una longitud variable, el más largo es de 60 bytes, el más corto es de 20 bytes; (40 bytes de datos de opción)
- Tipo de protocolo de 8 bits (TOS) : prioridad de 3 bits (obsoleto), tipo de servicio de 4 bits (retardo mínimo, rendimiento máximo, confiabilidad máxima, costo mínimo); palabra reservada de 1 bit;
- Longitud total de 16 bits : el tamaño de un paquete IP, incluido el encabezado del paquete IP; la longitud máxima no debe ser superior a 64 k; TCP seleccionará el tamaño de transmisión de datos mss apropiado en la capa de transporte;
- Identificación de fragmentos de 16 bits : los datos UDP se pueden fragmentar en la capa de red para identificar a qué paquete pertenece el fragmento actual;
- Bits de bandera de 3 bits : 1 bit reservado, 1 bit de bandera de fragmentación prohibida, 1 bit más de bandera de fragmentación;
- Desplazamiento de fragmento de 13 bits : en ocho bytes, que indica la posición del fragmento actual en el mensaje completo;
- Tiempo de supervivencia de 8 bits : el ciclo de vida máximo del aislamiento; un dato puede pasar por tantos enrutadores como sea posible, y si no pasa por un enrutador, -1; si es 0, los datos se descartarán;
- Protocolo de 8 bits : Protocolo de capa superior de 8 bits. La capa de red necesita utilizar este tipo de protocolo para recuperar datos, lo que determina qué protocolo utiliza la capa de transporte para analizar los datos;
- Suma de comprobación del encabezado de 16 bits : verifique si los datos son consistentes.
- Dirección IP de origen/dirección IP de destino – 32 bits : describe el punto de partida hasta el punto final;
- Parámetro de opción de 40 bytes : conserva la información de la dirección del enrutador de paso.
(1) Fragmentación de datos en la capa de red:
- Si el tamaño de los datos entregados por la capa de transporte es demasiado grande, los datos grandes se dividirán en muchos fragmentos de datos pequeños en la capa de red, y luego cada fragmento se encapsulará en el encabezado del mensaje IP y se enviará, y se dividirá. después de llegar al extremo opuesto, los fragmentos se reorganizan en un mensaje completo y se entregan a la capa superior;
- Los datos transmitidos se fragmentan si son demasiado grandes. ¿Qué tamaño se fragmentarán? – Depende del límite de la unidad de transmisión máxima de la capa de enlace – MTU (Unidad de transmisión máxima);
- El mss negociado en el protocolo tcp de la capa de transporte se negocia en función de la MTU, por lo que los datos tcp no se fragmentarán cuando se transmiten a la capa de red, pero en el protocolo udp, los datos se pueden transmitir siempre que el tamaño no sea mayor. que 64k-28, por lo que si la capa de red es mayor que el tamaño de MTU, se fragmentará en la capa de red para evitar la pérdida de datos; por lo tanto, la fragmentación de datos de la capa de red es principalmente para UDP.
(2) ¿Por qué la fragmentación se compensa en 8 bytes?
- El desplazamiento máximo que se puede representar mediante un desplazamiento de fragmentación de 13 bits es 2 ^ 13 = 8192, pero un UDP completo puede ser de 64 k y un desplazamiento de 13 bits no se puede representar, por lo que el tamaño del campo es de 8 bytes. , entonces 8192 desplazamientos representan 8192x8 = 64k; esto representa completamente el desplazamiento.
3. Segmentación de la red y selección de enrutamiento:
(1) Gestión de direcciones y composición de direcciones IP:
1. Gestión de direcciones:
(1) Dirección IP: un entero de 32 bits sin signo que identifica de forma única un host en la red; se debe garantizar la unicidad al asignar una dirección IP a un host; (2) La asignación de direcciones IP en la red es una tarea muy grande y requiere una máquina asignación –
DHCP –Asignación dinámica de direcciones;
(3) Toda la red se compone de muchas redes pequeñas y se asigna de acuerdo con la red.
2. La composición de la dirección IP: número de red + número de host
(1) Número de red : algunos identificadores de red correspondientes a un enrutador al establecer una LAN; (cada enrutador determina la dirección de origen de los datos recibidos para determinar si el host pertenece a su propia red. Si es así, lo reenviará y lo descartará si no es así, debe usar la dirección que le asigné para acceder a Internet para evitar conflictos causados por su propia asignación); (2)
Número de host : el número de host es un host en el que todos los usuarios de la LAN tienen la misma red. número e identifica de forma única;
(3) La composición del segmento de red :
-
Al principio : todas las direcciones IP se dividían en cinco tipos de direcciones: qué tipo de red se construyó, qué tipo de número de red se utilizó y qué tipo de dirección se asignó.
① Clase A : se utiliza para construir redes muy grandes. En la dirección IP: el bit superior está fijo en 0, los 7 bits superiores son el número de red y los 24 bits inferiores son el número de host **** 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 ;
② Clase B : se utiliza para construir una red de tamaño mediano. La dirección IP: los 2 dígitos superiores se fijan en 10, los 14 dígitos superiores son el número de red y los 16 dígitos inferiores son el número de host * ***128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 ;
③ Clase C : se utiliza para configurar una red pequeña. La dirección IP: los 3 dígitos superiores se fijan en 110, los 21 dígitos superiores son el número de red y los 8 dígitos inferiores son el número de host ****192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 ④
Clase D : red especial, los 4 dígitos superiores de la dirección están fijos en 1110 y el número de grupo de multidifusión de 28 bits;
⑤ Clase E : red especial, los 5 dígitos superiores de la dirección se fijan en 11110 y el número reservado de 27 bits está reservado;
⑥ ¿Qué red desea construir? Luego vaya a La organización autorizada solicita y se le asigna un número de red. Luego, la red es se configura y el número de host lo asigna él mismo. -
Método de división actual: esquema CIDR: introduce un nuevo campo: máscara de subred :
① Máscara de subred : entero de 32 bits sin signo, pero los datos constan de unos binarios consecutivos;- La máscara de subred se invierte para obtener el número máximo de host, por ejemplo: 255.255.255.0 se invierte para obtener 0.0.0.255 – el número máximo de host es 255;
- Agregue la máscara de subred y la dirección IP para obtener el número de red;
②Pregunta de ejemplo :
Ahora hay una empresa que ha solicitado una dirección Clase C, 192.168.122.0/24. La empresa tiene 4 departamentos y quiere dividirlos en 4 subredes por igual. ¿Cómo dividirlo? Después de la división, el número de red de cada subred es ¿Cuántas? ¿Cuál es la máscara de subred? ¿Cuál es el rango de direcciones IP?
Máscara de subred: Red de clase c: tiene 256 números de host del 0 al 255; dividido en 4 subredes en promedio; luego, cada subred tiene 64 números de host, y el host El rango de números es 0~63;
por lo tanto, 0.0.0.00111111 se invierte para obtener la máscara de subred: 255.255.255.192;
192.168.122.0~192.168.122.63–192.168.122.0/255.255.255.192;
192.1 68.122.12 8~192.168.122.191 – 192.168.122.128/ 255.255.255.192;
192.168.122.128~192.168.122.191 – 192.168.122.128/255.255.255.192; 192.168.122.192
~192. 168.122.255 – 192.1 68.122.192/255.255.255.192
(4) Dirección IP especial :
① Dirección IP con número de host todos 0: número de red – utilizado para identificar la red – este número de host no se puede asignar al host 192.168.122.0;
② Dirección IP con número de host todos 1: transmisión LAN udp dirección: este número de host no se puede asignar a un host;
udp admite la transmisión de LAN y se puede considerar que la dirección de transmisión para enviar datos se envía a todos los hosts de la LAN; todos los hosts de la LAN pueden identificarla; tcp no
admite una dirección LAN difundida, porque tcp está orientado a la conexión.
③127.0.0.1: esta dirección es una dirección de tarjeta de red de loopback virtual local en cada host, utilizada principalmente para pruebas de red de esta máquina;
④0.0.0.0: esta dirección se adapta a cualquier dirección de tarjeta de red en esta máquina, comúnmente utilizada Monitoreo dirección en el lado del servidor: significa monitorear todas las IP de las tarjetas de red de esta máquina;
⑤255.255.255.255: dirección de transmisión en toda la red: cualquier host que reciba los datos enviados a esta dirección pensará que coincide consigo mismo; a menudo se usa para transmisiones DHCP.
(2) Selección de ruta:
1. Concepto:
- Seleccione una ruta adecuada para los datos según la dirección de destino en los datos;
- Después de que cada host se conecte al enrutador, transmitirá una solicitud DHCP a toda la red y el enrutador recibirá una respuesta: ①Respuesta DHCP; ②Asigne una dirección al host; ③La máscara de subred actual de todas las redes; ④La dirección de puerta de enlace actual de todas las redes;
2. Transmisión de datagramas IP:
- Cuando un paquete de datos IP llega al enrutador, el enrutador primero verificará la IP de destino;
- El enrutador decide si el paquete de datos se puede enviar directamente al host de destino o si debe enviarse al siguiente enrutador;
- Repita esta secuencia hasta llegar a la dirección IP de destino.
- Si la IP de destino llega a la tabla de enrutamiento, simplemente reenvíela directamente;
- La última fila de la tabla de enrutamiento se compone principalmente de la dirección del siguiente salto y la interfaz de envío. Cuando la dirección de destino no coincide con otras filas en la tabla de enrutamiento, se envía a la dirección del siguiente salto de acuerdo con la interfaz especificada por defecto. entrada de enrutamiento.
3. Red pública y red privada:
- Las direcciones IP no son suficientes, además de la tecnología DHCP, existe otra tecnología: la tecnología NAT: tecnología de traducción de direcciones de red;
- Un enrutador puede formar una red privada y los hosts de la red privada utilizan la dirección de la tarjeta de red del enrutador para acceder a Internet;
- Entonces no hay temor de conflicto entre las direcciones IP de los hosts en estas redes privadas y las direcciones IP en otras redes privadas, porque todas usan diferentes direcciones IP para acceder a Internet externamente;
- Solo asegúrese de que no entre en conflicto con la dirección IP de la red externa, pero dos redes adyacentes no pueden usar el mismo número de red. Si la red es adyacente depende principalmente de la conexión del enrutador: todas las redes conectadas al enrutador son redes adyacentes.
- Cuáles son las direcciones que pueden formar una red privada:
①10.*: Red privada grande
②172.16.-172.31.: Red privada neutral
③192.168.: Red privada pequeña