一、网络层提供的两种服务

网络层关注的是如何将分组从源端沿着网络路径送达目的端。
在计算机通信中,可靠交付应当由端系统提供。
网络层应该向运输层提供怎样的服务?

  • 虚电路服务:端到端可靠传输(面向连接)——电话服务
  • 数据报服务: 简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务——互联网

虚电路服务与数据报服务比较:

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二、虚拟互连网络

  • 所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络,它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的,但是我们利用 IP 协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
  • 使用 IP 协议的虚拟互连网络可简称为 IP 网。
  • 使用虚拟互连网络的好处是:当互联网上的主机进行通信时,就好像在一一个网络上通信一样,而看不见互连的各具体的网络异构细节。

三、网际层的 IP 协议及配套协议

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四、分类 IP 地址

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1. 二进制和十进制换算

二进制 十进制
1 1
10 2
100 4
1000 8
10000 16
100000 32
1000000 64
10000000 128
—— ——
10000000 128
11000000 192
11100000 224
11110000 240
11111000 248
11111100 252
11111110 254
11111111 255

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2. 子网掩码

  • 从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分
  • 使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。
    地址和子网掩码做与运算得到网络号
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  • 默认子网掩码

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3. 划分子网

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4. 变长子网

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5. 构造超网

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合并网段的规律:
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  • 并不是任何两个网段都可以合并的,需要验证一下(四位一循环,所以初以四)得的余数,符合 “前面是偶数后面是奇数”就可以了

比如 192.168.117.0 和 192.168.118.0 这两网段不能合并
原因: 117 % 4 = 1 (01) 118 % 4 = 2(10),需要向前移动两位子网掩码,然而 0, 1, 2,3 都包括了。

6. IP 地址与 Mac 地址

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IP 地址决定终点,Mac 地址决定下一跳

6.1 地址解析协议 ARP 功能:将 IP 地址解析为 Mac 地址
  • 不管网络层使用的是什么协议,在实际网络的链路上传送数据帧时,最终还是必须使用硬件地址
  • 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache),里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
  • 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时,就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有,就可查出其对应的硬件地址,再将此硬件地址写入 Mac 帧,然后通过局域网将该 Mac 帧发往此硬件地址。
6.2 ARP 欺骗

ARP 欺骗:网络执法官、ppp 终结等等; 防止 ARP 欺骗, 可以装一个 ARP 防火墙

五、IP 数据报

5.1 IP 数据报格式

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5.2 转发分组流程

  • 数据路由:,路由器在不同网段转发数据包
  • 网络畅通的条件:能去能回
  • 沿途的路由器必须知道到目标网络下一-跳给哪个接口
  • 沿途的路由器必须知道到源地网络下一-跳给哪个接口

六、RIP

三个要点,即 RIP 协议的特点:和哪些路由器交换信息?交换什么信息?在什么时候交换信息?

  • 仅和相邻路由交换信息;
  • 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己现在的路由表;
  • 按固定的时间间隔交换路由信息,每隔 30s 更新一次。

路由表中最主要的信息就是:到某个网络的距离,以及应经过的下一跳地址。路由表更新的原则是找出到每个目的网络的最短距离,也称为距离向量算法。


标题:(1)网络层——计算机网络学习笔记
作者:JaneChelle
地址:https://xiao.algerfan.cn/articles/2019/12/20/1576810759788.html