计算机网络基础 - 网络层(2)

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大家好呀！我是小笙，本章我主要分享计算机网络基础 - 网络层(2)学习总结，希望内容对你有所帮助！！

网络层

IP 协议

IPv4 协议

网际协议版本4（IPv4），又称互联网通信协议第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4是互联网的核心，其后继版本为 IPv6

数据报格式

• 版本号：不同的 IP 版本使用不同的数据报格式
• 首部长度：主要包含一些可变数量的选项
• 服务类型：区分特定的服务（例如区分实时数据报与非实时流量）
• 数据报长度：数据报的总长度（加上首部数据，该字段长度为16比特）
• 标识、标志、片偏移：主要与 IP 分片/重组有关
• 寿命 TTL：保证数据报不会永远在网络中（每经过一台路由器后，TTL 将减 1，减少到 0 则会被丢弃）
• 上层协议：标识传输层协议
• 首部校验和：用于首部字段的校验
• 源 IP 地址以及目标 IP 地址

注意到如果数据报承载一个TCP报文段，则每个（无分片的）数据报共承载了总长40字节的首部（20字节的IP首部加上20字节的TCP首部）以及应用层报文

IPv4 分片

最大传送单元 MTU：一个链路层帧能承载的最大数据量（例如以太网帧能够承载不超过1500字节的数据）

假定你从某条链路收到一个IP数据报，通过检查转发表确定出链路，并且该条出链路的MTU比该IP数据报的长度要小，此时 IP 数据报在网络上被分片

• 一个数据报呗分割成若干个小的数据报
  • 相同的 id（标识同一个初始数据报下的分片）
  • 不同的偏移量（用于指定该片应放在初始 IP 数据报的哪个位置）
  • 最后一个片的标志比特被设为 0，而所有其他片的标志比特被设为 1
• 重组只在最终的目标主机进行操作

示例：一个4000字节的数据报（其中20字节 IP 数据报首部）到达一台路由器，且必须被转发到一条 MTU为1500字节的链路上。这就意味着初始数据报中3980字节数据必须被分配为3个独立的片

• 第一片：20字节头部 + 1480字节数据 （偏移量：0）
• 第二片：20字节头部 + 1480字节数据（偏移量：1480/8=185）
• 第三片：20字节头部 + 1020字节数据（偏移量：2960/8=370）

IPv4 编址

概述

一个IP地址与一个接口相关联，而不是与包括该接口的主机或路由器相关联（主机/路由器和物理链路的连接处叫作接口）

• 路由器通常拥有多个接口
• 主机也有可能有多个接口

点分十进制记法：每个IP地址长度为32比特（等价为4字节），因此总共有 2^32个（大约40亿个）可能的 IP地址

例如：地址 193.32.216.9 的二进制记法是：11000001 00100000 11011000 00001001

子网

• 一个子网内的节点（主机或者路由器&#x