【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。所有機器都能夠接收小于等于 576字節(jié)的分組 /分段。 ? 每種選項用一個字節(jié)標(biāo)明選項類型，一個字節(jié)標(biāo)明長度 (可有可無 )，其余時若干數(shù)據(jù)字節(jié)。兩者之間的轉(zhuǎn)換由計算機自動完成。 ? 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識位全部為零，標(biāo)識本網(wǎng)絡(luò)中的主機，這樣可以使計算機在不知道 網(wǎng)絡(luò)地址 而引用自己的網(wǎng)絡(luò)。 ? 通過設(shè)置不同訪問權(quán)限，增強系統(tǒng)的安全保障。則這個 C類地址最多可以被分成 23=8個子網(wǎng) ， 每個子網(wǎng)最多可以擁有 25 2 = 30個 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 幀頭 幀 Frame 幀尾 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 分段機制 ? 分組長度的定義原則 ? 與硬件無關(guān)，以不超過 IP版本規(guī)定的數(shù)據(jù)報總長度為前提。 ? 直接尋徑發(fā)生在第二層，根據(jù)物理地址來進行。 ? 如果都必能匹配，就使用缺省路由。 ? ICMP報文 ? type （ 8bits） ? ＝ 3 ? code （ 8bits） ? 0 = unreachable。在下一個時間間隔到達時，沒有收到關(guān)于同一目的主機的源抑制報文，源主機就結(jié)束對該目的主機的擁塞控制，逐漸恢復(fù)正常流量。時間差 ＝ [（發(fā)送主機當(dāng)前時間－初始時間戳）－（發(fā)送時間戳－接收時間戳） ] / 2 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 Information請求和應(yīng)答報文 ? 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 ARP請求進行地址解析。它改進了協(xié)議版本 1中關(guān)于子網(wǎng)掩碼的不足，增加了安全認證、路由協(xié)議交互等等功能。 ? OSPF2的特性 ? 開放性：協(xié)議公開發(fā)表 ? 動態(tài)算法：基于鏈路狀態(tài)路由算法 ? 負載平衡：將負載分流到多條線路上能改善性能。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 OSPF路由信息的交互策略 ? OSPF通過與鄰接路由器交互路由信息進行工作。 ? BGP4在實現(xiàn)了 BGP4協(xié)議的系統(tǒng)之間交換網(wǎng)絡(luò)可達性信息。 計 算 機 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題。 ? 路由信息交互、存儲和處理 ? 兩個 BGP路由器建立 TCP連接后，進行參數(shù)協(xié)商，達成一致后，開始交換路由信息。 ? 主干路由器從區(qū)域邊界路由器處獲取消息，計算從每個主干到其他區(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。每個路由器都計算自己到其他每個區(qū)域中的路由器的最短路徑，其中至少包括一個主干區(qū)域的路由器。 ? RIP協(xié)議的時鐘 ? 路由器每個 30秒刷新和廣播自己的路由表。 ? RIP、 OSPF和 BGP全都是基于動態(tài)路由算法的。 ? ARP表中的表項有生存期，超時則刪除。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 時間戳請求和應(yīng)答報文 ? 用于時鐘同步一個最簡單的方法就是 ICMP協(xié)議中的時間戳請求 /應(yīng)答報文。 ? ICMP源抑制包括了三個階段： ? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生擁塞，向源主機發(fā)出 ICMP源抑制報文。 ? ICMP差錯報文包括了目的地不可達報文，超時報文，參數(shù)錯報文等。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù)據(jù)報路由的工作流程 ? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點接收并暫存分組 A。 ? 網(wǎng)絡(luò)中選擇路徑的方式有兩種： ? 直接尋徑：源主機與目的主機在相同網(wǎng)絡(luò)中。 分組的大小是由軟件決定的。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ? 舉例：對于一個 B類網(wǎng)絡(luò) ，其網(wǎng)絡(luò)掩碼為： 255. 255. 0. 0。 ? 可以把一個大網(wǎng)劃分成幾個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可以對應(yīng)不同地理范圍，也可以對應(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地址是一個網(wǎng)絡(luò)編碼，它即可以是一個 主機的地址，也可以是路由器一個端口的地址。 ? 頭部校驗和在每個節(jié)點都需要重新計算。 ? Identification： 16 bits (標(biāo)識域 ) ? 用于讓目的主機判斷新來的分段屬于那個分組，屬于同一分組的分段具有同樣的標(biāo)識值。 ? OSPF(Open Shortest Path First)：是“鏈路狀態(tài)協(xié)議”的一種，通過計算自己到自治系統(tǒng)中其他路由器的最短路徑來路由。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。 ? 算法：報頭的每 16位求反，循環(huán)相加 (進位加在末尾 )，后再求反。 ? Record route (記錄路由 ) ? 另該數(shù)據(jù)報穿越的路由器將其 IP地址加到選項域，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地址中的主機標(biāo)識位分離出若干位作為子網(wǎng)標(biāo)識位。 ? 當(dāng)主機 A向主機 B發(fā)送消息的時候，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)間主機的通信，將這個信息轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng) 1。 ? offset ：提供段的順序信息。 ? 目的地址：可以是某臺主機地址、某個子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址、某個網(wǎng)絡(luò)地址、缺省路由 (Default)。為了更好地幫助源主機差錯， ICMP差錯報文中除了包含出錯數(shù)據(jù)報的報頭，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 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯報文 — 參數(shù)錯 ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點或主機發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報中的報頭參數(shù)出錯（例如選項出錯，無效報頭等）時，發(fā)送參數(shù)錯報文。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP控制報文 — 重定向 ? ICMP重定向報文 ? 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 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ECHO請求和應(yīng)答 ? 用于測試目的地址的可達性， ping命令實現(xiàn)了 ECHO請求 /應(yīng)答的功能。 ? 若未找到，發(fā)送 ARP請求廣播包。 計 算 機 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)通過交換路由信息，建立和維護路由表，為數(shù)據(jù)報的正確傳輸提供依據(jù)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP協(xié)議的實現(xiàn)中，在滿足以下任一條件下更新自己的路由表項： ? 一條新的路由表項，其到達目的地的距離不是無窮大。 ? AS中任何兩個區(qū)域相連都需要經(jīng)過主干區(qū)域。 ? 每對連接路由器可以相互發(fā)送鏈路狀態(tài)請求 (link state request)消息，以獲得相應(yīng)的鏈路狀態(tài)信息。 計 算 機 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)無數(shù)據(jù)傳送時發(fā)送，維持 TCP鏈路連通。 ? 如果沒有目的地址的可選路由，就經(jīng)過某個指定的路由。在路由器中， BGP4使用 TCP作為其傳輸層協(xié)議，在 179端口進行連接?？梢宰屗麄儏f(xié)商選舉出一個 DR（ Designated Router）。 ? 如何抽象有向圖 ? 網(wǎng)絡(luò)中兩個路由器之間的線路用一對不同方向的弧來表示，弧權(quán)可以不同。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP支持點到點網(wǎng)絡(luò)和廣播型網(wǎng)絡(luò)。 計 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 RARP協(xié)議 ? 給定一個 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 算 機 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP報文類型總結(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 算 機 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 )的映射問題。啟動后，通過 ICMP重定向報文，在數(shù)據(jù)傳