免费模板素材网站ppt,wordpress没有图形界面,成都网站建设成都app开发,个人兼职做网站3. 网络层 网络层要做的事情主要是两方面#xff1a; 1)、地址管理#xff1a;制定一系列的规则,通过地址,描述出网络上一个设备的位置#xff1b; 2)、路由选择#xff1a;网络环境是比较复杂的#xff0c;从一个节点到另一个节点之间#xff0c;存在很…3. 网络层 网络层要做的事情主要是两方面 1)、地址管理制定一系列的规则,通过地址,描述出网络上一个设备的位置 2)、路由选择网络环境是比较复杂的从一个节点到另一个节点之间存在很多条不同的路径,就需要通过这种方式,筛选/规划出更合适的路径进行数据传输
3.1 IP 协议
3.1.1 学习ip协议报头 ip协议报头如下图所示 四位版本 4- ip v4 6 - ip v6一般来说大规模使用的版本就是这两种 4位首部长度 IP 协议的报头,也是变长的即0-0xf *4 0-60 字节 8位服务类型 能够让IP 协议切换形态即3位优先权字段(已经弃用)4位TOS字段这四个位,彼此之间是冲突的,只有一位设为 1不同的位设为 1,表示 IP 协议不同的形态.4种形态分别是最小延时最大吞吐量最高可靠性最小成本和1位保留字段(必须置为0) 16位总长度(字节数) 描述了 IP 数据包最长是多长IP 协议确实也存在 64KB 这样的限制, 但是 IP 协议自身支持拆包组包功能 16位标识如果一个大的 IP 数据包需要拆成多个小的,此时拆出来的这多个小包,16 位标识就是相同的数值 3位标志有一位表示是否允许拆包个包还有一位表示是否是最后一个包(类似于单链表的结束标记 13位偏移量描述当前每个小的数据包(分片)相对位置 通过这三个属性,来支持 IP 协议的拆包和组包 8位生存时间TTL 描述了这个 IP 数据包,在网络上还能继续存活多久TTL 的单位是次数数据包构造出来的时候,TTL 会被设置成一个初始值(32,64,128....)数据包在转发过程中,每次经过一个路由器转发,TTL 就会 -1如果这个数据包, 已经把 TTL 耗尽了,还没有顺利到达对方,就会被丢弃掉 8位协议 描述的是,IP 数据包的载荷部分,是一个 UDP 数据包还是 TCP 数据包传输层是哪个协议 16位首部检验和 这个校验和,只是校验 IP 首部,不管 IP 数据的载荷UDP/TCP 这样的数据 自身都是有校验和的 32位源IP地址 32位目的IP地址 IP 地址,本质上就是一个 32位二进制的整数为了方便人来理解,写作点分十进制方式, 3.2 地址管理
3.2.1 ip地址的了解 IP 地址,是一个 32 位的整数. 即2^32 42亿9千万个网络地址,理论上来说,是不应该重复的!但是物联网发展到今天能上网的设备非常非常多的且早就超过了 42亿9千万这个数字为了解决ip地址不够用就有了下面的措施
方案一动态分配 IP 这个方案治标不治本。提高了 IP 地址的利用率但是并没有增加 IP 地址的数目.(虽然这是一个过度方案但是这个方案目前仍然是广泛存在的)
方案二NAT 机制 (网络地址转换) 本质上是让一个 IP 地址来代表一批设备 把 IP 地址分成两个大类
1) 、内网 IP (局域网 IP) 如果一个 IP 地址是以 10.*或者 172.16.*~~172.31*或者 192.168.*(符合上述条件之一,该IP 就是内网 IP)在同一个局域网内部,内网IP 之间不能重复但是在不同的局域网中内网 IP 之间是可以重复的。
2) 、外网 IP (广域网 IP) 剩下的 IP 就都是外网 IP外网 IP 则始终都不允许重复, 务必唯一
3.2.2 NAT的工作机制 此时,运营商路由器,也是一个 NAT 设备,就能够对当前这里的源 IP 进行替换.(内网IP无法在广域网上使用) 运营商路由器NAT 设备,就相当于一个中转站 如果当前局域网内,有多个主机, 都访问同一个网站服务器,此时服务器返回的响应经过当前的路由器之后,要交还给哪个主机呢? 若是两个主机在发送ip数据报时ip和端口一样时如下图所示 当前的网络环境,就是以 NAT 动态分配的方式来解决 IP 地址不够用的问题的. NAT 机制,最大的优势,纯软件的方案”也正是因为这个机制,局域网内部的设备,能够主动访问外网的设备,外网的设备无法主动访问局域网内部的设备
方案三IPv6 IPv6 使用 16 个字节来表示IP 地址.该方案从根本上解决了问题大幅度的提升了IP 地址的个数
3.3 网段划分 把一个 IP 地址,会分成两个部分网络号(标识了一个局域网) 主机号(标识了局域网中的一个设备)详情如下所示 综上所述同一个局域网中的设备,网络号必须相同.主机号必须不同这两个相邻的局域网通过一个路由器,连接的两个局域网,网络号不能相同 192.168.1.10对于上述的一个 IP 地址,哪个部分是网络号,哪个部分是主机号,不一定的.子网掩码,就是用来确定网络号的,详细情况如下图所示 上面是带有子网掩码的网段划分,是当下的网络环境现状下图是一个上古时期的网段划分方式 1、如果一个 IP 地址,主机号全0,当前这个 IP 就表示“网络号”如192.168.100.0和255.255.255.0这是该ip代表一个局域网的是不能给一个具体的主机分配这个 IP 的 2、如果一个 IP 地址,主机号全 1, 表示当前这个 IP 就是一个广播址如192.168.100.255该ip也不能给具体的主机分配的前面说 UDP 天然能支持 广播,就是和这个 IP 有关系,使用 UDP socket 给这个地址发送 UDP 数据报,此时局域网中所有的设备,都能收到这个数据报,TCP 则无法和这个地址,建立连接 3、如果一个IP 是 127 开头的,此时这个 IP 就是环回 ip(loopback)127.0.0.1(最常用的)都表示“设备自身” 自己发给自己操作系统提供了一个特殊的虚拟网卡关联到了这个 IP 上 3.4 路由选择 路由选择, 就是描述了 IP 协议(IP 数据报) 转发过程从 A-B,中间可能有很多条可行的路径但是具体怎么走的实际路径 进行IP 数据报转发的时候,每个路由器,都是无法知道网络的“全貌”只知道一些局部信息.(一个路由器能知道哪些设备和它自己是相连的)这就意味着 IP 数据在转发过程中,是一个探索式”启发式过程---所以这个过程,很难给出最优解 只能是较优解” 一个网络层的数据报每次到达一个路由器也会进行上述问路过程每一个路由器内部都有一个数据结构“路由表”根据数据报中的目的IP查路由表,如果查到了(问的人恰好知道咋走就直接按照路由表给定的方向(从哪个网络接口进行转发)继续转发就行了如果没查到(问的人不知道咋走路由表里面有一个默认的表项”(下一跳地址)按照默认的表项转发即可
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