网络层

解决网络互连问题
目的：把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同的主机提供通讯服务。
单位：数据报。
网络层的功能：
1.路由选择和分组转发。（最佳路径）
2.异构互联网（即将不同的网络互连起来）
3.拥塞的避免（包括开环控制和闭环控制）

数据交换：

1.电路交换（独占资源）信道独占
过程
建立连接—通信—释放连接
电路交换的优点
1.通信时延小
2.有序传输
3.没有冲突
4.实时性强
报文交换
也就是将报文整个地发送，一次一跳。
优点
1.无需建立连接
2.存储转发，动态分配线路
3.线路可靠性高
4.利用率较高
5.多目标服务
分组交换
即在报文交换的基础上将一整个报文进行分组，相对报文交换而言，存储管理更容易。
包括两种方式
1.数据报方式（无连接服务）
①分组携源地址和目的地址
②路由器根据分组的目的地址进行转化

2.虚电路（连接服务）
建立连接—通信—释放连接

两者的区别

IP数据报的格式

IP数据报分为两部分
首部(固定部分20B+可变部分）+数据部分（tcp和udp）

版本
IPV4/IPV6
首部长度
单位为4B，最小为5 即为5*4=20B
区分服务
期望获得那种类型的服务
总长度
首部+数据部分 单位为1B

生存时间
TTL IP分组的保质期，每经过一个路由器就减1，变成零就丢弃。
协议
数据部分所使用的的协议
重点：TCP 6字段，UDP 17字段
首部检验和
检验首部的字段
源地址发送方的IP地址
目的地址接收方的IP地址
可选字段用来支撑排错 填充把首部补成4B的整数倍。

最大传输单元（MTU）
链路层数据帧可封装的数据上线限
以太网的MTU为1500字节。

分片

分片的目的：当IP数据报超过最大传输单元的时候要进行分片
最大传输单元（MTU）
链路层数据帧可封装的数据上线限
以太网的MTU为1500字节。
标识
同一数据报的分片使用同一标识
标志
DF=1，不能分片
DF=0 ，能够分片

MF =1，代表还有分片
MF =0 ，代表最后一片、没有分片
片偏移
单位为8B，除了最后一个分片不一定为8B的，其他分片均为8B的整数倍。
例题

需要分片的长度不超过1420B的数据报片。
第一个分片长度：0~1399
第二个分片长度：1400~2799
第三个分片长度：2800~3800
片偏移
第一个 0/8=0
第二个 1400/8=175
第三个 2800/8=350

ARP协议

每个主机都存在一个ARP高速缓存
（IP和MAC地址的映射）
假如传输到主机3

首先
1.进行一个广播ARP请求分组

2.3号主机进行单播ARP响应分组

如果在不同的网络，如经过了一个路由器 ，IP地址不改变，改变的只有MAC地址。

ARP使用的过程：

ARP的协议是自动进行

DHCP协议（动态分配IP地址）

是应用层的协议，使用的是C/S（客户/服务器）方式，通过广播的方式进行交互，基于UDP。
具体流程：
1.主机广播DHCP发现报文 ，“有没有DHCP服务器”
2.DHCP服务器广播DHCP提供报文，“有”
3.主机广播DHCP请求报文，“我用你给我的IP地址”
4.DHCP服务器广播DHCP确认报文，“用吧”

ICMP网际控制报文协议

支持（主机、路由器）在网络探询，差错的报告。
ICMP差错报告五种
1.终点不可达：无法交付
2.源点抑制：路由器拥塞，向源点抑制报文，把数据发送速率放慢。
3.时间超过一个TTL。
4.参数出现问题：首部字段有问题。
5.改变路由：值得更好的路由。
ICMP询问报文
1.回送和回答报文：测试目的是否可达以及了解相关状态。
2.时间戳请求回答报文：用来进行时钟同步和测量时间。
以上图片均来至哔哩哔哩2019王道考研计算机网络，感谢王道考研提供的知识帮助。