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推免复习之计算机网络 (4) 第四章 网络层

分类: 文章 • 2024-12-29 16:58:22

 1.虚电路和数据报服务的对比

对比的方面

虚电路服务

数据报服务

思路

可靠通信应当由网络来保证

可靠通信应当由用户主机来保证

连接的建立

必须有

不需要

终点地址

仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号

每个分组都有终点的完整地址

分组的转发

属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发

每个分组独立选择路由进行转发

当结点出故障时

所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作

出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化

分组的顺序

总是按发送顺序到达终点

到达终点时不一定按发送顺序

端到端的差错处理和流量控制

可以由网络负责，也可以由用户主机负责

由用户主机负责

2.IP协议的配套协议

  • 地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol)，为网络接口层提供服务

  • 逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)，为网络接口层提供服务

  • 网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)，为运输层提供服务

  • 网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)，为运输层提供服务

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3.IP地址的编码方法经历的三个阶段

  • 分类的IP地址
  • 子网的划分
  • 无分类编址，构成超网

4.分类的IP地址，每一个IP地址分为两个字段，为网络号和主机号

  • A类地址，8位网络号，24位主机号，0
  • B类地址，16位网络号，16位主机号，10
  • C类地址，24位网络号，8位主机号，110
  • D类地址，1110，多播地址
  • E类地址，1111，保留为今后使用

5. 关于路由器和交换机

  • 使用转发器或者网桥以及交换机连接的多个局域网仍为一个网络
  • 路由器在所连接的每个子网中都有明确的地址
  • 交换机没有mac地址，路由器有IP地址

6.地址解析协议和逆地址解析协议（ARP和RARP）

ARP：从IP地址到物理地址

RARP：从物理地址到IP地址，已经很少使用

7.IP数据报的格式

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8.寻找下一跳地址

  • 查找路由表
  • 特定主机路由
  • 默认路由
  • 使用ARP协议，把下一跳的IP地址转换成硬件地址，根据这个硬件地址进行寻址

9.分组转发算法 

  1. 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
  2. 若网络 N 与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机 D；否则是间接交付，执行(3)。 
  3. 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4）
  4. 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。 
  5. 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。 
  6. 报告转发分组出错。  

10. 划分子网

  • 从两级IP地址到三级IP地址
  • IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}，子网号为从主机号中借若干位

11.子网掩码

  • 外界无法判断是否进行了子网划分
  • 使用子网掩码可以找出IP地址中的子网部分

12.无分类编址CIDR

  • 解决IPv4地址将要全部耗尽问题
  • 消除了传统的A类，B类，C类地址以及划分子网概念
  • 使用各种长度的网络前缀来代替分类地址中的网络号和子网号
  • IP地址从三级编址又回到了两级编址
  • 使用斜线记法，又成为CIDR记法
  • 全0或者全1的主机号地址一般不用

13.路由聚合(构成超网)

  • 最长前缀匹配
  • 使用二叉线索查找路由表

14.网际控制报文协议ICMP

  • 允许主机和路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告
  • 在IP层
  • 会把错误的数据包封包，并传送回源主机

15.ICMP差错报文共有五种

  • 终点不可达
  • 源点抑制(Source quench)  
  • 时间超过
  • 参数问题
  • 改变路由（重定向）(Redirect) ：用于默认路由的实际情况

16. 不发送ICMP差错报文的几种情况

  • 对 ICMP 差错报告报文不再发送 ICMP 差错报告报文。
  • 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送 ICMP 差错报告报文。
  • 对具有多播地址的数据报都不发送 ICMP 差错报告报文。
  • 对具有特殊地址（如127.0.0.0 或 0.0.0.0）的数据报不发送 ICMP 差错报告报文。

17.ICMP的应用举例

  • ping命令
  • tracert命令

18. 因特网路由选择协议

  • 内部网关协议：如RIP，OSPF等
  • 外部网关协议：如BGP等

19.内部网关协议RIP

  • 基于距离向量的路由选择协议
  • 每一个节点都要维护自己到每一个目的网络的距离

20.RIP协议的三个要点

  • 仅和相邻路由器交换信息。
  • 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
  • 按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔 30 秒。

21.RIP协议的优缺点

  • RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
  • RIP 协议最大的优点就是实现简单，开销较小。
  • RIP 限制了网络的规模，它能使用的最大距离为 15（16 表示不可达）。
  • 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加。

22. 内部网关协议OSPF

  • 基于最短路径优先算法SPF
  • 是分布式的链路状态协议
  • 直接使用IP数据报进行传送，而不是使用UDP
  • 可以将通信量进行分配，达到负载均衡的目的

23. OSPF协议的三个要点

  • 向本自治系统中的所有路由器发送信息，使用洪泛法
  • 该信息指的是与本路由器直接相邻的所有路由器的链路状态
  • 只有当链路状态信息改变时，路由器才使用洪泛法向所有路由器发送此信息

24.不同路由协议交换信息对比

 

交换邻居节点的信息

交换所有信息

与邻居节点交换信息

——

RIP

与所有节点交换信息

OSPF

——

25. 外部网关协议BGP

  • 当互联网规模很大时，使得各自治系统之间的路由选择也变得十分困难，寻找最佳路由不太现实
  • BGP协议只是力求寻找一个比较好的路由，而不是寻找最佳路由
  • 使用TCP连接交换路由信息的两个BGP发言人

26.IP多播

  •  多播使用组地址—— IP 使用 D 类地址支持多播。多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。
  •  永久组地址——由因特网号码指派管理局 IANA 负责指派。
  •  动态的组成员
  • 使用硬件进行多播

27. 网际组管理协议IGMP

  • 使用IP数据报传递其报文，是IP协议的一个组成部分

28.虚拟专用网v*n和网络地址转换NAT

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