【正文】 rnt網(wǎng)絡(luò)層主要協(xié)議 ? Inter網(wǎng)絡(luò)層存在兩種類型的協(xié)議： Routed Protocols 和Routing Protocols。 ? 源地址和目的地址都是 IP地址。 Inter的可靠性體現(xiàn)在傳輸層 — TCP協(xié)議，所以 Inter只提供可靠的端到端通信。所有機(jī)器都能夠接收小于等于 576字節(jié)的分組 /分段。 ? 每種選項(xiàng)用一個(gè)字節(jié)標(biāo)明選項(xiàng)類型，一個(gè)字節(jié)標(biāo)明長(zhǎng)度 (可有可無(wú) )，其余時(shí)若干數(shù)據(jù)字節(jié)。兩者之間的轉(zhuǎn)換由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。 ? 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)位全部為零，標(biāo)識(shí)本網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，這樣可以使計(jì)算機(jī)在不知道 網(wǎng)絡(luò)地址 而引用自己的網(wǎng)絡(luò)。 ? 通過(guò)設(shè)置不同訪問(wèn)權(quán)限，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全保障。則這個(gè) C類地址最多可以被分成 23=8個(gè)子網(wǎng) ， 每個(gè)子網(wǎng)最多可以擁有 25 2 = 30個(gè) IP地址 (全 0和全 1分別為子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址 )。 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 幀頭 幀 Frame 幀尾 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 分段機(jī)制 ? 分組長(zhǎng)度的定義原則 ? 與硬件無(wú)關(guān)，以不超過(guò) IP版本規(guī)定的數(shù)據(jù)報(bào)總長(zhǎng)度為前提。 ? 直接尋徑發(fā)生在第二層，根據(jù)物理地址來(lái)進(jìn)行。 ? 如果都必能匹配，就使用缺省路由。 ? ICMP報(bào)文 ? type （ 8bits） ? ＝ 3 ? code （ 8bits） ? 0 = unreachable。在下一個(gè)時(shí)間間隔到達(dá)時(shí)，沒(méi)有收到關(guān)于同一目的主機(jī)的源抑制報(bào)文，源主機(jī)就結(jié)束對(duì)該目的主機(jī)的擁塞控制，逐漸恢復(fù)正常流量。時(shí)間差 ＝ [（發(fā)送主機(jī)當(dāng)前時(shí)間－初始時(shí)間戳）－（發(fā)送時(shí)間戳－接收時(shí)間戳） ] / 2 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 Information請(qǐng)求和應(yīng)答報(bào)文 ? 由于在 A、 B、 C類型的網(wǎng)絡(luò)下有劃分的子網(wǎng)，導(dǎo)致一些 IP地址被作為子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址。在發(fā)送報(bào)文之前，首先在高速緩存中查找相應(yīng)的 MAC地址，找不到，才通過(guò) ARP請(qǐng)求進(jìn)行地址解析。它改進(jìn)了協(xié)議版本 1中關(guān)于子網(wǎng)掩碼的不足，增加了安全認(rèn)證、路由協(xié)議交互等等功能。 ? OSPF2的特性 ? 開(kāi)放性：協(xié)議公開(kāi)發(fā)表 ? 動(dòng)態(tài)算法：基于鏈路狀態(tài)路由算法 ? 負(fù)載平衡：將負(fù)載分流到多條線路上能改善性能。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 OSPF路由信息的交互策略 ? OSPF通過(guò)與鄰接路由器交互路由信息進(jìn)行工作。 ? BGP4在實(shí)現(xiàn)了 BGP4協(xié)議的系統(tǒng)之間交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ? 外部網(wǎng)關(guān)必須考慮大量的策略問(wèn)題。 ? 路由信息交互、存儲(chǔ)和處理 ? 兩個(gè) BGP路由器建立 TCP連接后，進(jìn)行參數(shù)協(xié)商，達(dá)成一致后，開(kāi)始交換路由信息。 ? 主干路由器從區(qū)域邊界路由器處獲取消息，計(jì)算從每個(gè)主干到其他區(qū)域的最佳路徑，這一消息再回傳區(qū)域邊界路由器，由它再通知其區(qū)域中的其他路由器。每個(gè)路由器都計(jì)算自己到其他每個(gè)區(qū)域中的路由器的最短路徑，其中至少包括一個(gè)主干區(qū)域的路由器。 ? RIP協(xié)議的時(shí)鐘 ? 路由器每個(gè) 30秒刷新和廣播自己的路由表。 ? RIP、 OSPF和 BGP全都是基于動(dòng)態(tài)路由算法的。 ? ARP表中的表項(xiàng)有生存期，超時(shí)則刪除。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 時(shí)間戳請(qǐng)求和應(yīng)答報(bào)文 ? 用于時(shí)鐘同步一個(gè)最簡(jiǎn)單的方法就是 ICMP協(xié)議中的時(shí)間戳請(qǐng)求 /應(yīng)答報(bào)文。 ? ICMP源抑制包括了三個(gè)階段： ? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生擁塞，向源主機(jī)發(fā)出 ICMP源抑制報(bào)文。 ? ICMP差錯(cuò)報(bào)文包括了目的地不可達(dá)報(bào)文，超時(shí)報(bào)文，參數(shù)錯(cuò)報(bào)文等。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù)據(jù)報(bào)路由的工作流程 ? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接收并暫存分組 A。 ? 網(wǎng)絡(luò)中選擇路徑的方式有兩種： ? 直接尋徑：源主機(jī)與目的主機(jī)在相同網(wǎng)絡(luò)中。 分組的大小是由軟件決定的。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ? 舉例：對(duì)于一個(gè) B類網(wǎng)絡(luò) ，其網(wǎng)絡(luò)掩碼為： 255. 255. 0. 0。 ? 可以把一個(gè)大網(wǎng)劃分成幾個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)可以對(duì)應(yīng)不同地理范圍，也可以對(duì)應(yīng)一種不同的物理介質(zhì)。 ? D類地址 ? 最高四位等于 1110， 標(biāo)識(shí)組播通信地址，后 28位用于區(qū)分不同的組播組。 ? IP地址是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編碼，它即可以是一個(gè) 主機(jī)的地址，也可以是路由器一個(gè)端口的地址。 ? 頭部校驗(yàn)和在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要重新計(jì)算。 ? Identification： 16 bits (標(biāo)識(shí)域 ) ? 用于讓目的主機(jī)判斷新來(lái)的分段屬于那個(gè)分組，屬于同一分組的分段具有同樣的標(biāo)識(shí)值。 ? OSPF(Open Shortest Path First)：是“鏈路狀態(tài)協(xié)議”的一種，通過(guò)計(jì)算自己到自治系統(tǒng)中其他路由器的最短路徑來(lái)路由。網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)的紐帶是 IP(Inter Protocol)協(xié)議。 ? ARP/RARP(The (Reverse) Address Resolution Protocol)：用于網(wǎng)絡(luò)層地址(IP地址 )與數(shù)據(jù)鏈路層地址 (MAC地址 )之間的映射。 ? Type of Service： 8 bits (服務(wù)類型域 ) ? Bits 02： Precedence， 8種不同的優(yōu)先級(jí)。 ? 算法：報(bào)頭的每 16位求反，循環(huán)相加 (進(jìn)位加在末尾 )，后再求反。 ? Record route (記錄路由 ) ? 另該數(shù)據(jù)報(bào)穿越的路由器將其 IP地址加到選項(xiàng)域，但現(xiàn)在已經(jīng)不夠用了。 ? C類地址 ? 前三位為 110，具有 C類地址特征的網(wǎng)絡(luò)總數(shù)為 221。含網(wǎng)絡(luò)號(hào)為 127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上，任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)不能為該地址廣播任何路由信息。 ? 子網(wǎng)掩碼：將 IP地址中的主機(jī)標(biāo)識(shí)位分離出若干位作為子網(wǎng)標(biāo)識(shí)位。 ? 當(dāng)主機(jī) A向主機(jī) B發(fā)送消息的時(shí)候，路由器 1將目的地址 “與” ，后得到子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址為 ，得知是不同子網(wǎng)間主機(jī)的通信，將這個(gè)信息轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng) 1。 ? offset ：提供段的順序信息。 ? 目的地址：可以是某臺(tái)主機(jī)地址、某個(gè)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址、某個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址、缺省路由 (Default)。為了更好地幫助源主機(jī)差錯(cuò)， ICMP差錯(cuò)報(bào)文中除了包含出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭，而且還包括其數(shù)據(jù)區(qū)的前 64bits的數(shù)據(jù)。 ? Checksum（ 16bits） ? unused （ 32bits） ? Inter header + 64 bits of original data dategram 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯(cuò)報(bào)文 — 參數(shù)錯(cuò) ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)或主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)中的報(bào)頭參數(shù)出錯(cuò)（例如選項(xiàng)出錯(cuò)，無(wú)效報(bào)頭等）時(shí)，發(fā)送參數(shù)錯(cuò)報(bào)文。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP控制報(bào)文 — 重定向 ? ICMP重定向報(bào)文 ? type （ 8bits） ? ＝ 5 ? code （ 8bits） ? 0 = Redirect datagrams for the Network. ? 1 = Redirect datagrams for the Host. ? 2 = Redirect datagrams for the Type of Service and Network. ? 3 = Redirect datagrams for the Type of Service and Host. ? Checksum（ 16bits） ? Gateway Inter Address (32 bits) ：網(wǎng)關(guān)地址 ? Inter header + 64 bits of original data dategram 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ECHO請(qǐng)求和應(yīng)答 ? 用于測(cè)試目的地址的可達(dá)性， ping命令實(shí)現(xiàn)了 ECHO請(qǐng)求 /應(yīng)答的功能。 ? 若未找到，發(fā)送 ARP請(qǐng)求廣播包。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由協(xié)議概述 ? 路由協(xié)議 (routing protocols)通過(guò)交換路由信息，建立和維護(hù)路由表，為數(shù)據(jù)報(bào)的正確傳輸提供依據(jù)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)中，在滿足以下任一條件下更新自己的路由表項(xiàng)： ? 一條新的路由表項(xiàng)，其到達(dá)目的地的距離不是無(wú)窮大。 ? AS中任何兩個(gè)區(qū)域相連都需要經(jīng)過(guò)主干區(qū)域。 ? 每對(duì)連接路由器可以相互發(fā)送鏈路狀態(tài)請(qǐng)求 (link state request)消息，以獲得相應(yīng)的鏈路狀態(tài)信息。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 BGP協(xié)議的路由信息 ? BGP4使用四種類型的消息描述路由信息 ? OPEN：用于建立連接和協(xié)商參數(shù) ? KEEPALIVE：可以作為特定的響應(yīng)信息，也可以作為鏈路維持消息，即當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳送時(shí)發(fā)送，維持 TCP鏈路連通。 ? 如果沒(méi)有目的地址的可選路由，就經(jīng)過(guò)某個(gè)指定的路由。在路由器中， BGP4使用 TCP作為其傳輸層協(xié)議，在 179端口進(jìn)行連接。可以讓他們協(xié)商選舉出一個(gè) DR（ Designated Router）。 ? 如何抽象有向圖 ? 網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)路由器之間的線路用一對(duì)不同方向的弧來(lái)表示，弧權(quán)可以不同。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP支持點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和廣播型網(wǎng)絡(luò)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 RARP協(xié)議 ? 給定一個(gè) MAC地址，如何獲得它的 IP地址，這就是反向地址解析 RARP (The Reverse Address Resolution Protocol)。 ? IP module （ 32bits） 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP報(bào)文類型總結(jié) ? Summary of Message Types ? 0 Echo Reply ? 3 Destination Unreachable ? 4 Source Quench ? 5 Redirect ? 8 Echo ? 11 Time Exceeded ? 12 Parameter Problem ? 13 Timestamp ? 14 Timestamp Reply ? 15 Information Request ? 16 Information Reply Back 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ARP協(xié)議 ? 地址解析協(xié)議 ARP(The Address Resolution Protocol)：解決 IP地址與數(shù)據(jù)鏈路層地址 (MAC地址 )的映射問(wèn)題。啟動(dòng)后，通過(guò) ICMP重定向報(bào)文，在數(shù)據(jù)傳