网络层

学习参考资料：

1. 湖南技术大学计算机网络
2. Sheshien计算机网络(第7版)是中国Sheshien的计算机网络。

1. 概述

数据连接层是设备间通信的关键层面,但只能在同一网络内运作,如果数据连接层必须穿越网络,必须升至第三级,即网络层。

网络层的主要任务是实现网络互连，进而使网络之间的数据包传输成为现实。。

为了完成网络一级活动,必须应对下列重大挑战:

• (a) 网络层向运输层提供服务的方式(a)可靠传输还是不可靠传输）
• 网络层寻址问题
• 路由选择问题

一.1 知识产权和相关协议

同一网络的东道主通过直接传送进行通信。

不同网络各主机之间的通信被称为间接交付。

2. 两种服务

第2号虚拟链接电路服务

第2号无连接数据报告处

2.3 对比

网络一级只提供基本、适应性强的解决办法。无关联、作出最大努力的数据报服务。

承诺不提供高质量的网络服务换句话说,沟通的团体可能被错误、丢失、重复或不合秩序(没有达到结束点的顺序),而且不能保证团体传输的时间框架。

如果主机程序(即终端系统)之间的通信在连接到网络之前必须可靠。主机的运输层负责确保可靠的交付(包括错误处理、交通控制等)。。

3. IPv4地址

3.1 概述

十进制点三和两两点二点二

3个IPv4地址被分配给分类地点。

三 三 一 A的地址

地址: 三. 三.2B

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

三、三.4 独特 IP 地址

三.4个IPv4地址用于分离子网。

为了更多地了解子网分区,提供了保密的IP地址及其匹配的子网遮罩:

• 划分出的子网数量
• 每个子网指定的 IP 地址数 。
• 每个子网都有自己的网络和广播地址。
• 每个子网都有最低和最高地址。

3.5 IPv4地址,无目录地址

路由聚合建立超级网的方法是..找共同前缀网络前缀越长, 地址块越小, 路线也越精确。 如果路由器用各种选项检查组向前移, 则选择最长的网络前缀, 称之为最长的网络前缀 。最长前缀匹配因为它是一个更狭窄的道路。

三,计划六个IPv4地址

四. IP数据报告的传输和转发。

确定目的地主机是否与目的地主机本身处于同一网络:

• 源主机的 IP 地址与其子网遮罩相符 。
• 目的地主机的 IP 地址与其子网遮罩相对应 。
• 同样的调查结果可以在同一网络中找到,但不能在同一网络中找到。

路由器小组 前进算法(路由器小组 前进算法) (路由器小组 前进算法)

五. IPv4数据报告格式

知识产权数据介绍首部和数据两部分组成。

5.1 首部格式

第一部分分为两部分:第一部分是一个固定的长度字段,共20字节,所有IP数据报告必须能够访问;第二部分是一个可选字段,长度可变。

• 版本:4比特,指IP版本,它必须与通信方使用的IP版本相一致,最常用的IP协议版本是4(即IPv4)。
• 四位元给首相这篇文章是全球之声在线特稿的一部分。字段的值为四个字节。小数点后最小的值是5。这表明IP数据报告前20个字节是固定的,最大小数值为15。指定 IP 数据报告初始部分的固定大小为 20 字节,最大变量大小为 40 字节。
• 可选字段:长度从1字节到40字节不等,以适应误差、测量和安全等测量标准。
• 填满的字段 : 请确定第一大臣是四个字节的整数乘数, 并填充一个完整的零 。
• 确定服务:8比特用于改进服务。这个领域很少使用。
• 整体长度:16比特,表示IP数据报告的整个长度(第一个+数据),小数点中的最大值为65535字节。

IP 数据表同时使用三个标记、标记和片段抵消字段。当 IPv4 数据报告超过 MPTU 且无法密封时,该数据表是必需的。Tainet 将 MPTU 值设定为 1500 字节。

• 标识 : 16 位元, 同一数据报纸的片段应有相同的标记 。 IP 软件为所创建的每份数据报告保留一个反值+ 1 的柜台, 并将这个值给予识别字段 。
• 标志：占3比特。MF 位数: 1 表示后方有胶片; 0 表示是最后的。 DF 位数: 1 表示不允许分割区; 0 表示允许分割区 。
• 抵消是“13比特”,其中表示分类数据报告中的数据单位在原始数据报告中是多少。

• TTL:生存时间8比特,代表网络数据报告中路由器的最大数量。
• 8位元指定IPv4数据报告包含哪些协议数据单位。

协议名称	协议字段值
ICMP	1
IGMP	2
TCP	6
UDP	17
IPv6	41
OSPF	89

• 初始测试 和: 16比特, 用于识别传输第一部分的错误。 使用简单的计算方法, 而不是 CRC 测试代码 。

• IP源地址和目的IP地址:每个32位元、发送IP数据报告的主机IP地址和收到IP数据报告的主机IP地址。

ICMP是互联网控制报告议定书的缩略语。

在互联网上,互联网控制服务方案(因特网控制服务方案)被用来更有效地传输知识产权数据,提高成功交付的可能性。IPCMP报告是密封的,并连同IP数据一起发送。

ICMP是互联网标准协议,使主机或路由器能够报告故障和生成异常信息。

ICMP错误报告中共记录了5个错误:

• 终点不可达

• 源点抑制

• 时间超过

• 参数问题

• 改变路由（重定向）

以下是IPCMP误差报告未传输的状况:

• ICMP误差报告不再转递给关于ICMP误差报告的报告。
• 电影第一部分随后的所有数据表没有提交IPCMP错误报告。
• 带有过度广播地址的数据报告不会收到 ICMP 错误报告 。
• 带有具体地址(例如,或)的数据报告不传送到IPCMP错误报告。

Five公司询问了输入的类型。

五. 2.2 ICMP应用实例

6. 路由选择协议

6.1 基本概念

• 静态路线选择战略:这意味着该路线只选择一次,也只选择一次。 例如,非自适应性路线选择,以其简单和低成本为特征,但并不及时应对网络状态的变化,通常在小型网络中使用。
• 动态路由选择战略:即自适应路由选择和路由器通过路由选择程序自动获取路由信息,其特征是更有能力适应网络状态的变化,但实施和适用于大型网络更为困难和昂贵。

AS:一组由单一技术管理的路由器。为了确定AS组内的路线,这些路由器采用AS内部路线选择协议和共同测量。为决定AS群体之间的路径,还采用路线选择协议。(虽然AS使用各种内部路线选择算法和计量法,关键要素是,AS系统为其他AS系统展示了统一和一致的路线选择技术。）

以下是典型的路线选择协议:

第六,内部网关议定书。

RIP不能同时使用两个网络之间的几条路线,RIP选择一条路线,路由器最少(即即使有其他高速(低时延误)路线,并增加路由器,也使用最短的路线)。

RIP 协定的三个特点:

• 只有与邻近路由器交换资料。
• 目前路由器所知道的所有信息都共享,即它有自己的路线图。
• 路径信息按预定的间隔( 如 30 秒) 交换 。 当网络改变时, 路由器会及时通知邻近路由器 。

62. 工作理由说明

“和解”是指向自治制度中的所有节点提供选择的正确信息的程序。

距离向量算法：

6.2.2 优缺点

优点：

• 尽可能简单和便宜

缺点：

• RIP将网络的规模限制在15个最大距离(16 = 不详)。
• 路由之间传递的路线信息是路由器中整个路由器图,随着网络的增长,这增加了费用。
• 在网络停机时花费的时间往往需要更长的时间(例如,分钟)才能吸收再生过程。

OSPF( 开放最短路径第一) 是一个内部网关协议 。

第六十三.1. 工作理由

• OSPF不使用UDP,而是提及IP数据报告。
• OSPF由简要数据报告组成,减少了路由信息流量。
• 简要数据报告的另一个好处是,不要求传送较长的数据分数。
• 只要丢失了一块数据,就无法重建原始数据报告,必须重新发送完整的数据报告。

• 洪水方法用于向这个自治制度中的所有路由器发送信息。
• 所提供的信息是该路由器旁边所有路由器链接的条件,尽管这只是路由器所知道的一部分。
• 只有当链状状态发生变化时,路由器才使用洪泛法将这一信息传递给所有路由器。

• 由于路由器通常共享连接状态信息,所有路由器最终都会创建链接状态数据库。
• 实际上,该数据库是整个网络(称为链接州数据库同步)都一致的全系统自上而下的结构。
• OSPF的链接状态数据库一般迅速更新,使路由器能够及时更新路由器。
• OSPF的迅速更新是一个重大的好处。

六、三.二. 区域划分

• 为了使OSPF能够在广泛的网络上部署,它将自治系统分为若干较小的区域,称为区域。
• 每个区域用32位区域标识符(以小数数表示)标明。
• 它并不太大, 最好不要在一个地点有超过200个路由器。

• 区划的好处是,它限制了洪水立法的适用,以交流与每个区域联系状况的信息,而不是整个独立系统的信息。它减少了整个网络交通量。。
• 区域内的路由器只知道自己的网络,而不知道邻近区域的网络。
• OSPF使用等级结构的地理划分,顶部区称为主要干燥区(背骨区)。
• 干燥地区的主要特征是:主干线的职责是连接其他低层地区。

Dijkstra 最短路径算法(6.3.3)

六.4. BGP是外部网关协议。

BGP是一项协议,允许各种自主系统中的路由器传递路线信息。

• 在选择自主系统之间的道路时,必须考虑该战略。
• BGP正在寻找一个能够达到目标的网络..比较好的路由（不能兜圈子），而这不是决定最佳道路的问题。。

第六十四.1. 工作理由说明

一般而言,BGP的两个发言人通过一个共同网络连接,而BGP发言人往往是BGP边境路由器,他们可能不是BGP边境路由器。

• 互联网多层次结构BGP

第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2次第2

• 开放( OPEN) 信件: 与该地区另一名 BGP 发言人联系 。
• 最新消息(UPDATE)用于传递特定路线的信息以及许多要撤走的路线的清单。
• 用于证明文件的开关以及社区关系的周期性确认。
• 发现过失时发出通知(通知)。

6.4.3 特点

• BGP 协议共享信息的节点数目的大小顺序是自治系统的数目,远远少于这些自治系统中的网络数目。
• 在每个自治制度中,BGP发言人(或边境路由器)的数量有限,使自治制度之间的路线选择简单易行。
• 由于BGP支持CIDR,BGP路线清单应包括目标网络前缀、下一个路由器以及连接网络的自主系统的顺序。
• BGP的相邻站正在交换整个 BGP 路由器,而它只是运行而已。 但是,只需在修改时更新修改后的部件即可。 这将有利于保护网络带宽和尽量减少路由器的处理成本。

7. 路由器的构成

• 路由器是一种专门的计算机,有若干输入和输出端口,为特定目的服务。转发分组也就是说,在路由器输入港接收的小组从路由器的适当输出港转到下一个根据目的地确定的路由器(即目的地网络)。
• 在集团达到终点之前,下列路由器同样被视为终点。
• 网络层的主要作用是路由器传输集群。

7.1 结构

路由选择和集团转运是路由器结构的两个主要组成部分。

路由选择部分：

• 控制段的基本组成部分是路由器选择处理器。
• 道路选择处理员负责根据路线选择协议按路线修建路线,而公路路线则通过与附近的路由器交换路线信息,不断定期更新和维护。

分组转发部分：

• 交换结构(交换结构):又称为交换组织,其职责是通过转售处理集群(前期表格)。
• 输入端口和输出端口( 端口是硬件界面) 。

输入线上接收组的端口到端口处理。

交换结构的组合通过输出端传送到线上:

路由器输入或输出队列的溢漏是群体损失的一个主要来源。

八. 网络地址翻译和虚拟专用网络 VPN

VPN(虚拟私人网络)第8号

• 由于IP地址短缺,一个机构可能要求的IP地址数目有时大大低于它所控制的东道地点数目。
• 鉴于互联网上缺乏安全,一个机构内的所有东道主都没有必要与外部互联网连接。
• 假设一个机构内部的计算机通信同样使用TCP/IP协议,那么只有这些协议是可能的。机构内部该机构也许能够使用您所使用的计算机。为其指定 IP 地址 。。

专用地址只能用作本地地址;不能用作全球地址。。连接互联网的所有路由器,用于特定地址的数据报告不发送。专用互联网或本地互联网连接是使用专用IP地址的互联网。或专用网。由于这些专用地址只在组织内使用。可重复使用的地址是专用 IP 地址的另一个术语 。

• 公共互联网是本组织专门网络(又称虚拟私人网络)之间的沟通渠道。
• “专门网络”一词是指该网络作为机构内部通信的东道主,而不是网络以外的非机构主机通信。
• “虚拟”表示“大概是的”,但这并不是因为没有使用专用通信线路, VPN与完全专用的网络一样有效。

NAT(网络地址翻译)用于转换网络地址。

尽管因特网利用网站非分类化来减少IPv4地址空间的耗竭,但因特网连通性仍然稀缺。然而,随着互联网用户数量的增加,特别是大量小型办公室网络和家庭网络越来越需要因特网连接。IPv4解决空间耗竭问题迫在眉睫的威胁依然有增无减。

1994年开发了一个网络地址转换机制,再次减缓了IPv4地址空间即将耗竭的情况。

NAT使在专门网站上有专门地址的东道主能够与互联网上的东道主互动,而不必加密他们的通信。

NT 软件必须放在一个路由器上,该路由器通过专门的网络连接到互联网上。包含 NET 软件的路由器被称为 NET 路由器,它必须至少有一个有效的外部全球IP 地址。

为了连接互联网,所有使用本地地址与外部世界互动的东道主都必须将其本地地址转换为NT路由器上的全球IP地址。

8.2.1 改划程序

当NAT路由器拥有一个全球IP地址时,专用网络可以同时拥有最多n主机与互联网连接。 这使得专用网络能容纳更多主机,同时在全球IP地址中轮流使用数量有限的NT路由器。

专用网络的主机必须使用NT路由器开始通信。 专用网络的主机不能发挥服务器功能, 因为互联网上的客户无法在专用网络中请求服务器的服务 。

8.2 网络地址和港口号转换

为了更好地利用NET路由器的全球IP地址,运输层的港口号也用于NT转换表,该表现已广泛使用。这样，这是用本地IP地址获取多个主机的唯一选择。在网络路由器上,共享一个全球IP地址。这样您就可以与互联网上的多个主机同时互动 。

要将端口号转换为NAPT(网络地址和港口运输),NAT被称为网络地址。传统的NAT(传统NAT)是一种不使用港口号的NAT。

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