计算机网络——4.网络层
将网络互连并能够互相通信,会遇到许多问题,例如:不同的寻址方案(不同的网络可能地址的表示位数不同),不同的最大分组长度(最大帧长),不同的网络接入机制,不同的超时控制,不同的差错恢复方法......
如何 将异构的网络互相连接起来 :使用一些 中间设备(中间系统)(中继系统) :
1.IP地址及其表示方法
IP地址就是给每个连接在互联网上的 主机(或路由器) 分配一个在全世界范围内是 唯一的32位 的标识符。IP地址由互联网名字和数字分配机构(ICANN)进行分配。分配给ISP,然后用户再通过ISP申请到一个IP地址。
2.IP地址的编址方式
后续还有 NAT 和 IPv6 这些方法
正常使用ABC三类,DE两类用作科研或者其他一般不开放使用。D类地址还是多播地址
A类地址:
B类地址:
C类地址:
3.特殊IP地址
4.IP地址的一些重要特点
IP地址与硬件地址是不同的地址
通信时使用的两个地址:
每个接口都有两个地址,网络层及以上的使用IP地址,数据链路层和物理层使用MAC地址(物理地址)
1.地址解析协议ARP的作用
3.ARP分组的传输
4.ARP高速缓存的作用
5.ARP欺骗
网络上的任意一台主机,在 没有接收到ARP请求 的情况下,可以 主动发送ARP响应 。
6.应当注意的问题
7.使用ARP的四种典型情况
假设现在有四个A类网络通过三个路由器连接在一起,而每个网络上都有成千上万台主机,如果按照目的主机的主机号来制作路由表,那么一个路由表就有 成千上万行 ,这样路由表的内存会过于庞大,因此我们按照 目的主机所在网络地址 来制作路由表,相当于 归类纪录 ,这样的话每个路由表只需要几行就可以,会大大简化。如下图:
2.特定主机路由 :虽然互联网所有的分组转发都是基于 目的主机所在的网络 ,但是在大多数情况下,都允许有一个特例,即 指定某个网络中的某一台主机填入路由表 ,采用特定主机路由可以使网络管理人员 更方便地控制网络和测试网络 ,同时也考虑到某种 安全问题 。
3.默认路由 :假如现在有一个分组的地址为1.2.3.4那么它的网络地址就是1.0.0.0,但是在路由表中没有记录,那么路由器就不知道该转发给谁,怎么转发,就会将这个分组丢弃,为了避免这种情况,有了默认路由,一旦出现 找不到目的地址的分组 ,就 由默认路由转发 (或者说 默认路由能够匹配所有的地址 )。但同时 默认路由的优先级是最小的 ,也就是 只有在找不到的情况下才会使用 ,找到了的话就不会用默认路由。采用默认路由可以 减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间 ,如果主机连接在一个 小网络 上,并且这个网络只用一个路由器与互联网连接,那么这种情况非常适合使用默认路由。例如下图:
1.从两级IP地址到三级IP地址
早期IP地址的不合理设计:IP地址浪费极大,因此对分类的IP地址做了一个改进,划分子网:在IP地址中增加一个"子网号字段",使原本的两级地址(网络号,主机号)变成三级地址(网络号,主机号,子网号),如下图所示:
例如:
3.子网掩码
规则:
(6).报告转发分组出错
1.网络前缀
划分子网虽然在一定程度上解决了困难,但是并 没有从根本上解决 ,仍然有几个问题:
2.CIDR的特点
CIDR是在 变长子网掩码(VLSM) 的基础上进一步提出的,它的全称为 无分类域间选择(CIDR) 。
主要特点:
3.路由聚合
4.CIDR记法的其它形式
5.CIDR地址块划分