计算机网络谢希仁版网络层知识点总结

网络层 一、网络层提供的两种服务 虚电路服务 可靠通信应当由网络来保证 数据报服务 可靠通信应当由用户主机来保证 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。 二、网际协议 IP 1、与 IP 协议配套使用的还有三个协议： 地址解析协议 ARP 网际控制报文协议 ICMP 网际组管理协议 IGMP 2、网络互相连接起来要使用一些中间设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统：转发器(repeater)。 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway) 3、互联网可以由许多异构网络互联组成 4、分类的 IP 地址 IP 地址定义：就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯 一的 32 位的标识符。 5、IP 地址的编址方法 分类的 IP 地址，子网的划分，构成超网。 两级的 IP 地址 ：IP 地址 ::= { , } 分类的 IP 地址：A 类，B 类，C 类地址都是单播地址 D 类地址用于多播，E 类地址保留 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。 Ip 地址不仅可以指明一个主机，还指明了主机所连接到的网络 点分十进制记法：192.168.1.1 一些特殊的 ip 地址：保留地址 0.0.0.0本地软件环回测试地址127.0.0.1 不指派地址128.0.0.0192.0.0.0 6、ip 地址与硬件地址的区别：IP 地址放在 IP 数据报首部，硬件地址放在MAC 帧首部，在 网络层及网络层以上使用IP 地址，在链路层及以下使用硬件地址 7、解析协议 ARP 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，这个映射表还经常动态更新。 ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。 8、如何知道同一个局域网内其他主机的mac 地址？ A在局域网内广播arp请求分组， 其他主机接收分组， IP地址与报文中一致的主机收下分组， 并在自己的 arp 缓存中写入主机 A 的 IP 地址到 mac 地址的映射，并发送 arp 响应报文，A 收到响应报文后在自己的arp 缓存中写入主机 B 的 IP 地址到 mac 地址的映射。 9、生存时间，一般为 10-20 分钟 10、若主机不在同一个局域网内，arp 映射表怎样建立？交给连接不同网络的路由器 11、使用 ARP 的四种典型情况 发送方是主机，要把 IP 数据报发送到本网络上的另一个主机。这时用 ARP 找到目的主机 的硬件地址。 发送方是主机，要把 IP 数据报发送到另一个网络上的一个主机。这时用 ARP 找到本网络 上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。 发送方是路由器，要把 IP 数据报转发到本网络上的一个主机。这时用 ARP 找到目的主机 的硬件地址。 发送方是路由器，要把 IP 数据报转发到另一个网络上的一个主机。这时用 ARP 找到本网 络上另一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。 1212 为什么不直接使用为什么不直接使用 macmac 地址通信，要加上地址通信，要加上 ipip 地址地址 为了完成异构网络之间的通讯，为了完成异构网络之间的通讯，macmac 地址比较复杂，地址比较复杂，ipip 方便用户操作，提高方便用户操作，提高 CPUCPU 的效率，的效率， 这样在网络传输中就可以由网卡来识别这样在网络传输中就可以由网卡来识别 macmac 地址，不用再上传到地址，不用再上传到 CPUCPU 识别识别 13、IP 数据包格式 一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。 首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。 在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 14、首部长度——占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节) 因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节。固定长度为 20 字节 15、总长度——占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度 为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU 16、标志(flag)：占 3 位，目前只有前两位有意义。 标志字段的最低位是 MFMF (More Fragment)。MF  1 表示后面“还有分片” 。MF  0 表示最 后一个分片。 标志字段中间的一位是 DFDF (Don t Fragment) 。 只有当 DF  0 时才允许分片。 17、片偏移(13 位)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个 字节为偏移单位。 18、生存时间(8 位)记为 TTL (Time To Live)数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。 单位为跳数。数据报能在英特网中传输的最大跳数为255 个路由器 19、协议(8 位)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据 部分上交给哪个处理过程 20、首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部，不检验数据部分。采用累加法，以16 位 字为单位加 2121、、IPIP 层分组转发的流程：分组转发算法层分组转发的流程：分组转发算法 (1)(1)从数据报的首部提取目的主机的从数据报的首部提取目的主机的 IPIP 地址地址 D D, , 得出目的网络地址为得出目的网络地址为 N N。。 (2)(2)若网络若网络 N N 与此路由器直接相连，与此路由器直接相连， 则把数据报直接交付目的主机则把数据报直接交付目的主机 D D；； 否则是间接交付，否则是间接交付， 执行执行(3)(3)。。 (3)(3)若路由表中有目的地址为若路由表中有目的地址为 D D 的特定主机路由，的特定主机路由， 则把数据报传送给路由表中所指明的下则把数据报传送给路由表中所指明的下 一跳路由器；否则，执行一跳路由器；否则，执行(4)(4)。。 (4)(4)若路由表中有到达网络若路由表中有到达网络 N N 的路由，的路由， 则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器； 否否 则，执行则，执行(5)(5)。。 (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，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， 执行执行(6)(6)。。 (6)(6)报告转发分组出错。报告转发分组出错。 三、划分子网 1、三级 IP：IP 地址 ::= {, , } 2、划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。 3、从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个 位。 4、子网掩码：使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。