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计算机网络——第四章:网络层

发布:吾爱破解论坛2021-8-29 14:02分类: 技术教程 标签: 计算机网络 网络层

本文属于是计算机考研408的笔记,记录的都是关键性的浓缩知识点,方便复习也方便记忆。计网统共六章,分为六篇文章,希望能保证1-2天更新一篇的更新速度。


网络层的主要任务是把分组从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
功能一:路由选择与分组转发
功能二:异构网络互联

功能三:拥塞控制



IP数据报格式

最大传送单元MTU:链路层数据帧可封装数据的上限。

以太网的MTU是1500字节。



IP数据报分为首部和数据部分,数据部分就是运输层的传送单元。首部分为固定部分和可变部分。固定部分长度为固定的20B。

计算机网络——第四章:网络层

首部长度:单位是4B,最小为5。

区分服务:指示期望获得哪种类型的服务。

总长度:首部+数据,单位是1B

生存时间(TTL):IP分组的保质期。经过一个路由器-1,变成0则丢弃。

协议:数据部分的协议。TCP协议字段值是6,UDP协议字段值是17。

首部检验和:只检验首部。

源IP地址和目的IP地址:32位。

可选字段:0~40B ,用来支持排错、测量以及安全等措施。

填充:,全0,把首部补成4B的整数倍。

标识:同一数据报的分片使用同一标识。

标志:有3位,但只有两位有意义。中间位DF(Don’t Fragment)为1时禁止分片,为0时允许分片;最低位MF (More Fragment)为1时表示后面还有分片,为0时表示后面没分片了。

片偏移:指出较长分组分片后,某片在原分组中的相对位置。以8B为单位。除了最后一个分片,每个分片长度一定是8B的整数倍。



IPv4地址相关

IP地址:全世界唯一的32位/4字节标识符,标识路由器主机的接口。

IP地址::={<网络号>,<主机号>},用点分十进制表示。

A类、B类、C类地址,特殊IP地址,还有最大可用网络数、主机数这里不作赘述,其实本来我连提都不想在笔记中提到。但在书中看到下图的内容时:
计算机网络——第四章:网络层


处于好奇,我来到www.iana.org查了下,好家伙,128.0.0.0/16没了,结合国内网上一些朋友的发言,这个大概是20年没了的。那我考试咋写,那只能按着书上写了咯。

计算机网络——第四章:网络层

抛去争议内容,上面提到的这些知识还是挺容易就记住了的,在此就不写上来了。不过私有IP地址还是要记下来背一背的:


  • A类地址——地址范围:10.0.0.0~10.255.255.255;网段个数:1。
  • B类地址——地址范围:172.16.0.0~172.31.255.255;网段个数:16。
  • C类地址——地址范围:192.168.0.0~192.168.255.255;网段个数:256。




网际控制报文协议ICMP

ICMP协议用于差错报告和网络探询。

ICMP的5种差错报告报文:

  • 终点不可达:当路由器或主机不能交付数据报时就向源点发送终点不可达报文。
  • 源点抑制:当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时,就向源点发送源点抑制报文,使源点知道应当把数据报的发送速率放慢。现在貌似不再使用了。
  • 时间超过:当路由器收到生存时间TTL=0的数据报时,除丢弃该数据报外,还要向源点发送时间超过报文。当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时,就把已收到的数据报片都丢弃,并向源点发送时间超过报文。
  • 参数问题:当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有的字段的值不正确时,就丢弃该数据报,并向源点发送参数问题报文。
  • 改变路由(重定向):路由器把改变路由报文发送给主机,让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器(可通过更好的路由)。



不应发送ICMP差错报文的情况:

  • 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。
  • 对具有组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。



ICMP询问报文:

  • 回送请求和回答报文。
  • 时间戳请求和回答报文。
  • 掩码地址请求和回答报文。现已不再使用。
  • 路由器询问和通告报文。现已不再使用。


ICMP的应用:
  • PING:测试两个主机之间的连通性,使用了ICMP回送请求和回答报文
  • Traceroute:跟踪一个分组从源点到终点的路径,使用了ICMP时间超过差错报告报文




IPv6不是考察重点,了解即可。这里照抄了IPv6和IPv4相关的一些点

1)IPv6将地址从32位(4B)扩大到128位(16B),更大的地址空间。

2)IPv6将IPv4的校验和字段彻底移除,以减少每跳的处理时间。

3)IPv6将IPv4的可选字段移出首部,变成了扩展首部,成为灵活的首部格式,路由器通常不对扩展首部进行检查,大大提高了路由器的处理效率。

4)IPv6支持即插即用(即自动配置),不需要DHCP协议。

5)IPv6首部长度必须是8B的整数倍,IPv4首部是4B的整数倍。

6)IPv6只能在主机处分片,IPv4可以在路由器和主机处分片。

7)ICMPv6:附加报文类型“分组过大”。

8.)IPv6支持资源的预分配, 支持实时视像等要求,保证一定的带宽和时延的应用。

9)IPv6取消了协议字段,改成下一个首部字段。

10)IPv6取消了总长度字段,改用有效载荷长度字段。

11)IPv6取消了服务类型字段。
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