网络层

网络层的思维导图，整理了网际协议IP、IP层转发过程、IPv6、网际控制报文协议ICMP的知识。

网络层

• 1.网络层的几个重要概念
  • 两种服务
    • 虚电路服务
    • 数据报服务
      • 上层只提供简单灵活的，无连接的，尽最大努力交付的数据报服务。
  • 两个层面
    • 数据层面
    • 控制层面
• 2.网际协议IP
  • 三个协议
    • 地址解析协议ARP
    • 网际控制报文协议ICMP
    • 网际组管理协议IGMP
  • 连接网络的中间设备
    • 1.物理层使用的中间设备：转发器
    • 2.数据链路层使用的中间设备：网桥或桥接器以及交换机
    • 3.网络层使用的中间设备：路由器
    • 4.在网络层以上使用的中间设备：网关
  • IP地址
    • 1、表示方法
      • 点分十进制
    • 2、分类
      • A类
        • n=8
      • B类
        • n=16
      • C类
        • n=24
      • D类
        • 多播地址
    • 3、地址掩码
      • A类：255.0.0.0或255.0.0.0/8
      • B类：255.255.0.0或255.255.0.0/16
      • C类：255.255.255.0或255.255.255.0/24
    • 4、特点
      • 1.每一个IP地址都由网络前缀和主机号两部分组成。
      • 2.实际上IP地址是标志一台主机和一条链路的接口。
      • 3.用转发器或交换机连接起来的若干个局域网仍为一个网络。
      • 4.所有分配到的网络前缀的网络都是平等的。
  • MAC地址
    • 称为硬件地址或物理地址
    • 是数据链路层使用的地址
  • 地址解析协议ARP
    • 地址解析协议ARP把IP地址解析为硬件地址，它解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题，ARP的高速缓存可以大大减少网络上的通信量
    • 在互联网中，我们无法仅根据硬件地址寻找到在某个网络上的某台主机，因此从IP地址到硬件地址的解析是非常重要的
  • IP数据报的格式
    • 1.版本（4位）
    • 2.首部长度（4位）
    • 3.区分服务（8位）
    • 4.总长度（16位）
    • 5.标识（16位）
    • 6.标志（3位）
    • 7.片偏移（13位）
    • 8.生存时间（8位）
    • 9.协议（8位）
    • 10.首部检验和（16位）
    • 11.源地址（32位）
    • 12.目的地址（32位）
• 3.IP层转发过程
  • 构造超网
    • 网络前缀
      • 新建节点
    • 最长前缀匹配
    • 使用二叉线索查找路由器
• 主题
• 主题
• 6.互联网的路由选择协议
• 5.IPv6
  • 基本首部
    • 版本（4位）
    • 通信量类（8位）
    • 流标号（20位）
    • 有效载荷长度（16位）
    • 下一个首部（8位）
    • 跳数限制（8位）
    • 源地址（128位）
    • 目的地址（128位）
  • 地址
    • 单播
      • 点对点通信
    • 多播
      • 一对多点的通信
    • 任播
  • 从IPv4向IPv6过渡
    • 1.双协议栈
    • 2.隧道技术
• 4.网际控制报文协议ICMP
  • ICMP种类
    • ICMP差错报告报文
      • 1.终点不可达
      • 2.时间超过
      • 3.参数问题
      • 4.改变路由
    • ICMP询问报文
      • 1.回送请求或回送回答
      • 2.时间戳请求或时间戳回答
  • ICMP应用举例
    • 分组网间探测PING
    • TRACEROUTE