计算机基

第四章：网络层

网络层提供服务的特点：网络层向上只提供简单的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务，不保证可靠通信。

网际协议IP：

*地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol)

*网际控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol)

*网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)

网络中的一些中间设备：

(1)物理层：转发器

(2)数据链路层：网桥或桥接器(bridge)

(3)网络层：路由器

(4)在网络层以上：网关(gateway)。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议转换。

IP地址分类：

****从层次角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

CIDR的主要特点：

消除了传统A、B、C类地址及划分子网的概念，重新将IP地址划分为两个部分，即 ”网络前缀” 和 ”主机号”。注意这里的网络前缀再也没有位数的限制，即没有A、B、C类之分

把网络前缀相同的连续IP地址组成一个CIDR地址块，只要知道任一个地址，就可以知道这个地址块的起始地址和最大地址以及地址数

路由聚合：一个CIDR地址块能表示很多地址，这种地址的聚合称为路由聚合，也称为构成超网。有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换，从而提高整个互联网的性能

IPv6各字段含义：

1、版本：占4位。指明协议的版本

2、通信量类：占8位。为了区分不同的IPv6数据报的类别或优先级

3、流标号：占20位。标明数据报所属的流，在流经过的路径上的路由器都保证服务质量

4、负载长度：占16位。指明除基本首部外的字节数，最大值是64KB

5、下一个首部：占8位。相当于IPv4的协议字段或可选字段。当没有扩展首部时，指明首部后面的数据应交付IP上层哪个协议；有扩展首部时，就标识后面第一个扩展首部的类型

6、跳数限制：占8位。防止数据报在网络中无限期存在，最大255跳，每转发一次就-1，为0就将这个数据报丢弃

7、源地址：占128位。是数据报发送端的IP地址

8、目的地址：占128位。是数据报接收端的IP地址

IPv4首部各字段含义：

1、版本：占4位。 指IP协议是IPv4还是IPv6，通信双方的版本必须一致。

2、首部长度：占4位。 以4B为单位，最大值为60B。 默认情况下首部长度看成20B，此时不使用任何选项（即可选字段）。

3、总长度：占16位。 指首部和数据之和的长度，以1B为单位，因此数据报最大长度为 216 − 1 =65535B。

4、标识：占16位。 它是一个计数器，每产生一个数据报就加1，但它并不是“序号”（IP是无连接服务）。 当一个数据报长度超过网络的MTU时，必须分片，此时每个数据报片都复制一次标识号以便能重装成原来的数据报。

5、标志：占3位。 目前只有前两位有效，即MF和DF。

6、头部校验和：仅计算IPv4头部，不检查ipv4数据报有效载荷部分的正确性，当TTL减一时，头部校验和必须改变。IPV6无此字段

6、源地址：占32位。

7、目的地址：占32位。

魔力图：