【计算机网络】网络层

1、路由算法

（1）静态路由算法（非自适应路由算法）：管理员手动配置路由信息。

（2）动态路由算法（自适应路由算法）：路由器之间彼此交换信息，按照路由算法优化出路由表项。

        全局性：链路状态路由算法（OSPF）--- 所有路由器掌握完整的网络拓扑和链路费用信息

        分散性：距离向量路由算法（RIP）--- 路由器只掌握物理相连的邻居及其链路费用

2、路由选择协议

（1）内部网关协议（IGP）：一个自治系统（AS）内使用的 --- RIP、OSPF

（2）外部网关协议（EGP）：AS之间使用的 --- BGP

3、IP数据报格式

4、IP数据报分片

 5、IPV4

（1）IP地址分类 

 （2）私有IP地址

（3）子网划分与子网掩码

题目：已知IP地址、子网掩码，求网络地址（直接相与【‘1’‘1’为1，其他为0】即可）

（4）CIDR无分类编址 （网络前缀+主机号/网络前缀位数）

构成超网（路由聚合）：将多个网络合成一个---取并集即可

最长前缀匹配：将目的地址与每个目的网络的掩码相与，匹配成功且网络前缀最长的即为下一条路由。

（5）ARP协议（地址解析协议）

完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射。（解决吓一跳走哪的问题）

ARP使用过程：广播ARP请求分组--->, <---单播一个ARP响应分组；

ARP4种典型情况：

（6）DHCP协议（动态主机配置协议）

应用层协议，使用客户/服务器方式，通过广播方式交互，基于UDP。即插即用

交换过程：

        1.主机广播DHCP发现报文；        2.DHCP服务器广播DHCP提供报文；

        3.主机广播DHCP请求报文；        4.DHCP服务器广播DHCP确认报文； 

（7）ICMP协议（报告差错和异常情况）

网络层协议；

5种类型：终点不可达；源点抑制；时间超过；参数问题；改变路由（重定向）

不发送ICMP的4种情况：

        1.对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文；

        2.对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文；

        3.对具有组播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文；

        4.对具有特殊地址的数据报不发送ICMP差错报告报文；

ICMP4种询问报文：回送请求和回答报文（PING）；时间戳请求和回答报文（Traceroute）；掩码地址请求和回答报文；路由器询问和回答报文

6、IPV6（从根本上解决“IP地址耗尽”问题）

IPV6基本地址类型：单播（一对一）、多播（一对多）、任播（本质一对一）

IPV4和IPV6怎么兼容？

        双栈协议（接口同时配置IPV4地址和IPV6地址）；

        隧道技术（将IPV6数据报封装到IPV4数据报的数据部分）

7、RIP协议（基于距离向量的路由选择协议）

应用层协议，使用UDP传送数据，最多使用25个路由器，好消息传的快，坏消息传的慢。

RIP规定距离（跳数）等于16表示网络不可达；适用于小型网络

RIP特点：每隔30s仅和相邻路由器交换自己的全部信息

！！！距离向量算法

8、OSPF协议（开放最短路径优先协议）

网络层协议，直接采用IP；适用于互联网规模很大；收敛速度很快

OSPF特点：当链路发生变化时，路由器使用洪泛法向所有路由器发送链路状态（度量/代价）

链路状态路由算法基本不考。

9、BGP协议（边界网关协议）

应用层协议，基于TCP；采用路径向量路由选择协议（包含全部路径信息）

BGP并非找一条最佳路径，而是较好路径；

BGP-4的4种报文：OPEN报文；UPDATE报文；KEEPALIVE报文；NOTIFICATON报文

10、IP组播

组播地址范围：224.0.0.0~239.255.255.255（D类地址）

组播特点：组播数据报“尽最大努力交付”，不提供可靠交付，应用于UDP；

                  对组播数据报不产生ICMP差错报文；

                  并非所有D类地址都可以作为组播地址；

硬件组播：01-00-5E打头，后面23位用IP地址后23位替换即可

IGMP协议（网际组管理协议）：网络层协议；

组播路由选择协议（主机可以动态离开和加入）3种算法：

        基于链路状态的路由选择；基于距离-向量的路由选择；协议无关的组播（稀疏/密集）

11、移动IP

12、网络层设备

路由器：路由选择（处理器） + 分组转发（交换结构）

路由表是由路由选择协议得到的；转发表是由路由表得到的。