计算机网络原理复习（二）

第三层：网络层(Network layer)
在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。
如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地址解析协议（ARP）。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、ARP、RARP、OSPF等。

网络层主要设备：路由器

分类IP：类别、表示方法

IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配
点分十进制：
    每一类地址都由网络号net-id和主机号host-id组成。
        A类由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0“，地址范围1.0.0.0到126.255.255.255，最大主机数为256的3次方-2=16777214台
        B类由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围128.0.0.0-191.255.255.255，最大主机数为256的2次方-2=65534台。
        C类由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”，地址范围192.0.0.0-223.255.255.255，最大主机数为256-2=254台
        D类是多播地址，“lll0”开始

        E类地址保留为今后使用，“llll0”开头

子网划分
IP记法
    从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。

    IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}   

子网掩码的结构与作用

路由选择协议

 分类：
        因特网有两大类路由选择协议：
            内部网关协议 IGP，一个自治系统内部使用的路由选择协议。如 RIP 和OSPF 协议。
            外部网关协议EGP，一个自治系统的边界，将路由选择信息传递到另一个自治系统中。
            RIP 协议中的“距离”也称为“跳数”(hopcount)，因为每经过一个路由器，数就加 1。
            特点
            仅和相邻路由器交换信息。
            交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
            按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔 30 秒。

开放最短路优先（Open Shortest Path First）
特点
    OSPF 对于不同类型的业务可计算出不同的路由。
    多路径间的负载平衡。
    所有在 OSPF 路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能。
    支持可变长度的子网划分和无分类编址 CIDR。
    每一个链路状态都带上一个 32 位的序号，序号越大状态就越新。
    当互联网规模很大时，OSPF 协议要比距离向量协议 RIP 好得多。
外部网关协议 BGP
    BGP 是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。
    BGP 发言人
VPN及NAT—基本概念
    在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。
    10.0.0.0 到 10.255.255.255
    172.16.0.0 到 172.31.255.255
    192.168.0.0 到 192.168.255.255
    用隧道技术加密内部数据报
网络地址转换 NAT
IPV6
    长度：128 位
    记法
        每个16 位的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔。
        零压缩(zero compression)，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。