TCP/IP四层中常见协议Ⅲ—网络层

2019-12-06 0 条评论 32 次阅读 0 人点赞

网络层

负责地址管理与路由选择

功能:为一条数据再复杂网络中选择一条合适的路径

IP协议的实现

  • 4位版本号:IPV4/IPV6
  • 4位首部长度
  • 8位服务类型:4位TOS字段
  • 16位数据报长度:UDP数据报中的最大数据长度64k-20-8
  • 16位分片标识:标识当前分片属于哪个udp数据报
  • 3位的标志:一位标记是否禁止分片,一位分片结束标记
  • 13位片偏移:标识当前分片在完整udp数据报中的位置,以8字节为单位
  • 8位报文生命周期,TTL为当前数据所能经过的路由器跳数
  • 8位上层协议:数据分用
  • 16位校验和
  • 32位IP地址:标识数据来源,目的地

MTU:最大传输单元;若udp数据报长度小于64k-28,但是大于MTU大小,需要在网络层进行数据分片;tcp不会进行数据分片,因为tcp在传输层协商的MSS就是通过MTU计算得到的。

地址管理

IP地址的组成:网络号+主机号

  • 网络号用于标识这个地址属于哪一个网络

    每一个路由器向自己的子网主机分配地址的时候,这些地址中都应该包含这个网络的标记,这个标记用于区分每一个网络。每一个网络的网络号只要不一样,IP地址就不会冲突。

  • 主机号用于在具体的一个网络中标识一个主机

    当每一个主机通过网线连接到这个路由器上时,路由器会为每一个主机分配一个具有当前网络标识的IP地址。

网段的划分

  1. 早期的划分方式:将所有IP地址划分为五类地址

    • A类:高8位中高1位:0,低7位是网络号;剩下的都是主机号,0.0.0.0~127.255.255.255
    • B类:高16位中高2位:10,低14位是网络号;剩下的都是主机号,128.0.0.0~191.255.255.255
    • C类:高24位中高3位:110,低21位是网络号;剩下的都是主机号,192.0.0.0~223.255.255.255
    • D类:高4位固定:1110,剩下的都是主机号,224.0.0.0~239.255.255.255
    • A类:高5位固定:11110,剩下的都是主机号,240.0.0.0~247.255.255.255
  2. 新的网段划分方式—CIDR:对网络的划分借助了一个字段叫子网掩码

    子网掩码:uint_32类型的数据,由连续的二进制1组成

    作用:

    1. 子网掩码去翻可以得到局域网中的主机号范围:255.255.255.0->0.0.0.255,0~255
    2. 子网掩码与IP地址相与可以得到网络号192.168.122.132&255.255.255.0->192.168.122.0

    有一个C类网络:192.168.122.132/24;公司现在有四个部门,需要将当前网络平均划分为四个子网该如何划分?划分后,各个子网的网络号以及子网掩码以及主机IP地址范围

    解题思路:192—C类地址:只有256个主机号;平均划分为四个子网,每个子网64个主机号

    每个子网的子网掩码:255.255.255.192(256-64=192或63取反) 从192.168.122.0起始

    192.168.122.0~192.168.122.63 255.255.255.192 192.168.122.0

    192.168.122.64~192.168.122.127 255.255.255.192 192.168.122.64

    192.168.122.128~192.168.122.191 255.255.255.192 192.168.122.128

    192.168.122.192~192.168.122.255 255.255.255.192 192.168.122.192

    特殊IP地址:

    • 主机号全为0,网络号
    • 主机号全为1,udp的局域网广播地址
    • 127.0.0.1虚拟回环网卡,用于本机网络测试
    • 0.0.0.0:本机任意地址
    • 255.255.255.255

    并不是所有的网络号都能用于组建局域网,REC1918中规定只有以下几种网络号能够用于组建私网:

    *10. . . / 172.16.* . / 192.168. .***

    组建局域网时相邻的网络不能使用相同的网络号,否则会造成地址分配冲突

路由选择

每个路由器上都有一张路由表,记录当前路由器所相连的网络:网络号/子网掩码/……/网卡名称

当路由器接受到一个数据,取出目的IP地址,通过路由表判断当前数据的目的主机属于哪一个相连网络(判断方法是使用目的地址与子网掩码相与,然后与目的网络的网络号进行判断),若属于某个相连的网络,则使用对应的网卡将数据发送出去;若路由表匹配失败,则将数据发送到下一层网络设备(对于局域网来说就是当前路由器的网关设备)

L_KingMing

这个人太懒什么东西都没留下

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