1. IPプロトコル:
- IP プロトコルは、TCP/IP プロトコル スイートのコア プロトコルです。すべての TCP、UDP、ICMP、および IGMP データは IP データグラム形式で送信されます。
2. IP プロトコル ヘッダーの形式:
- 4 ビット バージョンのプロトコル: ipv4 および ipv6。
- 4桁のヘッダ長：IPプロトコルは可変長で、最長は60バイト、最短は20バイト（オプションデータは40バイト）
- 8 ビット プロトコル タイプ (TOS) : 3 ビット プライオリティ (非推奨)、4 ビット サービス タイプ (最小遅延、最大スループット、最大信頼性、最小コスト)、1 ビット予約語。
- 16 ビットの合計長: IP パケット ヘッダーを含む IP パケットのサイズ。最大長は 64k を超えてはなりません。tcp はトランスポート層で適切な mss サイズのデータ送信を選択します。
- 16 ビット フラグメント識別: UDP データはネットワーク層でフラグメント化され、現在のフラグメントがどのパケットに属しているかを識別できます。
- 3 ビット フラグ ビット: 1 ビット予約、1 ビット禁止フラグメンテーション フラグ、1 ビット追加フラグメンテーション フラグ。
- 13 ビットのフラグメント オフセット: 8 バイトで、完全なメッセージ内の現在のフラグメントの位置を示します。
- 8 ビット生存時間: 絶縁の最大ライフ サイクル。データはできるだけ多くのルータを通過でき、ルータを通過しない場合は -1、0 の場合はデータは破棄され、0 の場合はデータが破棄されます。
- 8 ビット プロトコル: 8 ビット上位層プロトコル ネットワーク層はデータを取得するためにこのプロトコル タイプを使用する必要があり、これによってトランスポート層がデータの解析に使用するプロトコルが決まります。
- 16 ビット ヘッダー チェックサム: データが一貫しているかどうかを検証します。
- 送信元 IP アドレス/宛先 IP アドレス – 32 ビット: 開始点から終了点までを記述します。
- 40バイトのオプションパラメータ：通過ルータのアドレス情報を保持します。
(1) ネットワーク層でのデータの断片化:
- トランスポート層で配信されるデータのサイズが大きすぎる場合、大きなデータはネットワーク層で多数の小さなデータフラグメントに分割され、各フラグメントは IP メッセージヘッダーにカプセル化されて送信され、分割されます。反対側の端に到達した後、フラグメントは完全なメッセージに再編成され、上位層に配信されます。
- 送信されるデータが大きすぎると断片化されます。どの程度の大きさになるのでしょうか? – リンク層の最大伝送単位 – MTU (最大伝送単位) の制限に依存します。
- トランスポート層プロトコルtcpでネゴシエートされるmssはMTUに基づいてネゴシエートされるため、tcpデータはネットワーク層に送信する際に断片化されませんが、udpプロトコルではサイズが大きくならない限りデータを送信できます。ネットワーク層が MTU サイズよりも大きい場合、データ損失を防ぐためにネットワーク層で断片化されるため、ネットワーク層のデータ断片化は主に UDP に対して行われます。
(2) 断片化オフセットが 8 バイトなのはなぜですか:
- 13 ビットのフラグメンテーション オフセットで表現できる最大オフセットは 2^13=8192 ですが、完全な UDP は 64k になる可能性があり、13 ビットのオフセットは表現できないため、フィールドのサイズは 8 バイトです。の場合、8192 オフセットは 8192x8 = 64k を表し、これはオフセットを完全に表します。
3. ネットワークのセグメント化とルーティングの選択:
(1) アドレス管理とIPアドレス構成：
1.アドレス管理:
(1) IP アドレス: ネットワーク上のホストを一意に識別する符号なし 32 ビット整数。IP アドレスをホストに割り当てるときは一意性を保証する必要があります。(2) IP アドレスのネットワーク割り当ては非常に大規模なタスクであり、マシンが必要です。割り当て –
DHCP – 動的アドレス割り当て
(3) ネットワーク全体は多数の小規模ネットワークで構成され、ネットワークに応じて割り当てられます。
2. IP アドレスの構成: ネットワーク番号 + ホスト番号
(1)ネットワーク番号: LAN を構築する際にルータに対応する一部のネットワーク識別子 (各ルータは、受信したデータの送信元アドレスを判断して、そのホストが自分のネットワークに属するかどうかを判断します。属する場合は転送し、破棄します)そうでない場合は、あなた自身の割り当てによる競合を避けるために、インターネットにアクセスするには、私が割り当てたアドレスを使用する必要があります); (2) ホスト番号: ホスト番号は、LAN 内のすべてのユーザーが同じネットワークを持つ
ホストです。番号を付けて一意に識別します
(3)ネットワークセグメントの構成:
-
初期の頃、すべてのIPアドレスは、どのようなネットワークを構築し、どのようなネットワーク番号を使用し、どのようなアドレスが割り当てられていたのか、5種類のアドレスに分類されていました。
①クラス A : 非常に大規模なネットワークを構築するために使用される IP アドレス: 上位 1 ビットが 0 固定、上位 7 ビットがネットワーク番号、下位 24 ビットがホスト番号 **** 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 ;
②クラス B : 中規模ネットワークの構築に使用 IP アドレス: 上位 2 桁が 10 固定、上位 14 桁がネットワーク番号、下位 16 桁がホスト番号* ***128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 ;
③クラス C : 小規模ネットワークの構築に使用 IP アドレス: 上位 3 桁は 110 に固定、上位 21 桁はネットワーク番号、下位 8 桁はホスト番号****192.0.0.0～223.255.255.255 ④
クラスD：特殊ネットワーク、アドレスの上4桁は1110固定、28ビットのマルチキャストグループ番号
⑤クラスE：特殊ネットワーク、アドレスの上5桁は11110に固定されており、27ビットの予約番号は予約されています;
⑥どのようなネットワークを構築したいのか、権威ある組織が申請し、ネットワーク番号を割り当てられます。を設定すると、ホスト番号が自動的に割り当てられます。 -
現在の分割方法: CIDR スキーム – 新しいフィールドの導入: サブネット マスク:
①サブネット マスク: 符号なし 32 ビット整数ですが、データは連続した 2 進数の 1 で構成されます。- サブネット マスクは、最大ホスト番号を取得するために反転されます。たとえば、255.255.255.0 を反転すると、0.0.0.255 が得られます。最大ホスト番号は 255 です。
- サブネット マスクと IP アドレスを追加してネットワーク番号を取得します。
②質問例：
クラスCアドレス192.168.122.0/24を申請している会社がありますが、その会社には4つの部門があり、4つのサブネットに均等に分割したいのですが、どのように分割すればよいでしょうか? 分割後のネットワーク番号各サブネットはいくつありますか? サブネット マスクは何ですか? IP アドレスの範囲は何ですか?
サブネット マスク: クラス c ネットワーク: 256 個のホスト番号 0 ～ 255 があり、平均して 4 つのサブネットに分割されます - 各サブネットには 64 個のホスト番号があり、ホスト 数値範囲は 0 ～ 63 である
ため、0.0.0.00111111 を反転してサブネット マスクを取得します: 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)特別な IP アドレス:
① ホスト番号がすべて 0 の IP アドレス: ネットワーク番号 – ネットワークを識別するために使用されます – このホスト番号はホスト 192.168.122.0 には割り当てることができません; ② ホスト番号がすべて
1 の IP アドレス: udp LAN ブロードキャストaddress ：このホスト番号はホストに割り当てることはできません。udp
は LAN ブロードキャストをサポートしており、データ送信用のブロードキャスト アドレスは LAN 内のすべてのホストに送信されると見なされます。LAN 内のすべてのホストがそれを識別できます。tcp はサポートしません
。 TCP は接続指向であるため、LAN アドレス ブロードキャスト。
③127.0.0.1: このアドレスは各ホスト上のローカル仮想ループバック ネットワーク カード アドレスです – 主にこのマシンのネットワーク テストに使用されます;
④0.0.0.0: このアドレスはこのマシン上の任意のネットワーク カード アドレスに適応し、一般的に使用されます監視サーバー側のアドレス – このマシンのすべてのネットワーク カード IP を監視することを意味します; ⑤
255.255.255.255: ネットワーク全体のブロードキャスト アドレス – このアドレスに送信されるデータを取得するホストは、それが自分自身と一致すると考えるでしょう – DHCP ブロードキャストによく使用されます。
(2) ルーティングの選択:
1.コンセプト：
- データ内の宛先アドレスに基づいて、データの適切なパスを選択します。
- 各ホストがルーターに接続すると、ネットワーク全体に DHCP 要求がブロードキャストされ、ルーターは次の応答を受け取ります: ① DHCP 応答; ② ホストへのアドレスの割り当て; ③ すべてのネットワークの現在のサブネット マスク; ④ ホストの現在のゲートウェイ アドレスすべてのネットワーク。
2. IP データグラム送信:
- IP データ パケットがルーターに到達すると、ルーターはまず宛先 IP をチェックします。
- ルーターは、データ パケットをターゲット ホストに直接送信できるか、または次のルーターに送信する必要があるかを決定します。
- ターゲット IP アドレスに到達するまで、このシーケンスを繰り返します。
- 宛先 IP がルーティング テーブルにヒットした場合は、それを直接転送します。
- ルーティング テーブルの最後の行は主にネクスト ホップ アドレスと送信インターフェイスで構成されており、宛先アドレスがルーティング テーブルの他の行と一致しない場合は、デフォルトで指定されたインターフェイスに従ってネクスト ホップ アドレスに送信されます。ルーティングエントリ。
3. パブリック ネットワークとプライベート ネットワーク:
- IP アドレスだけでは十分ではなく、DHCP テクノロジーに加えて、別のテクノロジーである NAT テクノロジー、つまりネットワーク アドレス変換テクノロジーがあります。
- ルーターはプライベート ネットワークを形成でき、プライベート ネットワーク内のホストはルーターのネットワーク カード アドレスを使用してインターネットにアクセスします。
- そうすれば、これらのプライベート ネットワークのホストの IP アドレスと他のプライベート ネットワークの IP アドレスの間で競合が発生する心配はありません。これは、外部からインターネットにアクセスするためにすべて異なる IP アドレスを使用するためです。
- 外部ネットワークの IP アドレスと競合しないように注意してください。ただし、隣接する 2 つのネットワークが同じネットワーク番号を使用することはできません。ネットワークが隣接しているかどうかは主にルータの接続に依存し、ルータに接続されているネットワークはすべて隣接ネットワークです。
- プライベート ネットワークを形成できるアドレスは次のとおりです。
①10.*: 大規模なプライベート ネットワーク
②172.16.-172.31.: 中立的なプライベート ネットワーク
③192.168.: 小規模なプライベート ネットワーク