【期末复习】计算机网络 谢希仁版（四）网络层(重点)
期末計(jì)網(wǎng)滿績(jī)計(jì)劃
教材：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第七版)謝希仁版
網(wǎng)絡(luò)層
- 網(wǎng)絡(luò)層
- 1. 網(wǎng)絡(luò)層的核心功能: 分組轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇
- 1.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP
- 1.2 一些概念
- 2. 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)
- 2.1 虛電路網(wǎng)絡(luò)
- 2.1.1 概念
- 2.1.2 組成
- 2.2 數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)
- 2.3 兩者對(duì)比
- 3. IP 地址，子網(wǎng)掩碼，無類地址，子網(wǎng)劃分，路由聚合
- 3.1 IP地址
- 3.1.1 基礎(chǔ)知識(shí)
- 3.1.2 特點(diǎn)
- 3.1.3 IP地址與硬件地址
- 3.1.4 兩個(gè)地址127.0.0.1 和 192.168.1.xxx 區(qū)別
- 3.2 子網(wǎng)掩碼
- 3.3 無類地址
- 3.4 子網(wǎng)劃分
- 3.5 路由聚合
- 4. ARP協(xié)議
- 5. IP 數(shù)據(jù)報(bào)格式
- 6. IP 報(bào)文分片重組
- 7. ICMP(類型及格式)
- 7.1 類型
- 7.2 格式
- 8. 理想的路由算法
- 8.1 特點(diǎn)
- 8.2 路由選擇協(xié)議
- 9. RIP、OSPF、BGP(RIP 報(bào)文最大長(zhǎng)度)(RIP 度量從 1 開始)
- 9.1 RIP(放UDP)
- 9.1.1 工作原理
- 9.1.2 特點(diǎn)
- 9.1.3 距離向量算法
- 9.1.4 RIP協(xié)議報(bào)文格式
- 9.2 OSPF（放IP數(shù)據(jù)報(bào)）
- 9.2.1 簡(jiǎn)介
- 9.2.2 與RIP對(duì)比
- 9.2.3 分組格式
- 9.2.4 特點(diǎn)
- 9.3 BGP（放TCP數(shù)據(jù)報(bào)）
- 9.3.1 簡(jiǎn)介
- 10. 路由器的交換結(jié)構(gòu)
- 10.1 路由器的構(gòu)成
- 10.2 交換結(jié)構(gòu)
- 11. 專用地址，VPN, NAT
- 11.1 專用地址
- 11.2 VPN
- 11.3 NAT
- 12. IP 多播
- 13. 課后精選習(xí)題
網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾，也就是說所傳送的分組數(shù)據(jù)報(bào)可能會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)和失序的情況。
1. 網(wǎng)絡(luò)層的核心功能: 分組轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇
1.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP
與IP協(xié)議配套的三個(gè)協(xié)議
- 地址解析協(xié)議ARP
- 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP
- 網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP
1.2 一些概念
轉(zhuǎn)發(fā)器：物理層使用的中間設(shè)備
網(wǎng)橋或是橋接器：數(shù)據(jù)鏈路層使用的中間設(shè)備
路由器：網(wǎng)絡(luò)層使用的中間設(shè)備
網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)絡(luò)層以上使用的中間設(shè)備，用網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)不兼容的系統(tǒng)需要在高層進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)發(fā)：將分組從路由器的輸入端口移動(dòng)到適當(dāng)?shù)穆酚善鬏敵龆丝?br /> 路由選擇：決定分組從目的所采用的路徑(路由選擇算法)
2. 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)
網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)
2.1 虛電路網(wǎng)絡(luò)
2.1.1 概念
- 從源端到目的端獎(jiǎng)勵(lì)的一條類似與電路交換的路徑，路徑上的每一個(gè)路由器，為父虛電路的連接狀態(tài)。 - 數(shù)據(jù)傳輸采用分組交換形式，每個(gè)分組寫待虛電路標(biāo)識(shí)符VCID。 - 鏈路、路由器資源(帶寬、緩存等)可以面向虛電路進(jìn)行資源預(yù)留。2.1.2 組成
2.2 數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)
- 在網(wǎng)絡(luò)層無連接
- 分組攜帶目的主機(jī)地址
- 路由器根據(jù)分組目的轉(zhuǎn)發(fā)分組
- 基于路由選擇協(xié)議構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表
- 每個(gè)分組獨(dú)立選路
2.3 兩者對(duì)比
3. IP 地址，子網(wǎng)掩碼，無類地址，子網(wǎng)劃分，路由聚合
3.1 IP地址
IP地址（Internet Protocol Address）是指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，又譯為網(wǎng)際協(xié)議地址。
IP地址是IP協(xié)議提供的一種統(tǒng)一的地址格式，它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每一臺(tái)主機(jī)分配一個(gè)邏輯地址，以此來屏蔽物理地址的差異。
3.1.1 基礎(chǔ)知識(shí)
整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP地址就是給互聯(lián)網(wǎng)的每一臺(tái)主機(jī)(或路由器)的每一個(gè)接口分配一個(gè)在全世界范圍內(nèi)是唯一的32位唯一的32位標(biāo)識(shí)符。
IP地址現(xiàn)在又互聯(lián)網(wǎng)名字和數(shù)字分配機(jī)構(gòu)ICANN進(jìn)行分配。
IP地址的歷史編址方式
IP地址的中有兩個(gè)字段
- 前一字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào)：記錄的是A、B、C類地址
- 后一字段是主機(jī)號(hào)：標(biāo)志是哪一臺(tái)主機(jī)
- A、B、C類的字段分別1、2、3個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，而在網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段的最前面又1-3位類別位，其數(shù)值分別規(guī)定為0，10，110
- D類地址用于多播（一對(duì)多通信）
- E類地址保留為以后使用
IP地址的讀取
IP地址的A、B、C類地址的指派類型
一般不適用的特殊IP
3.1.2 特點(diǎn)
- 每一個(gè)IP地址都有網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成，從這個(gè)意義上說，IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)如下：
- IP地址管理機(jī)構(gòu)在分配IP地址的時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。方便了IP地址的管理。
- 路由器僅根據(jù)目的所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來轉(zhuǎn)發(fā)分組，這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減少了路由表所占的存儲(chǔ)空間以及查找路由表的時(shí)間。
- 實(shí)際上IP地址使標(biāo)志一臺(tái)主機(jī)(或路由器)和一條鏈路的接口。當(dāng)一臺(tái)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào)是不相同的。這種主機(jī)稱為多歸屬主機(jī)。
- 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是指相同的net-id的主機(jī)的集合，因此，用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。具有不同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的局域網(wǎng)必須使用路由器進(jìn)行互連。
- 在IP地址中，所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)的網(wǎng)絡(luò)都是平等的。互聯(lián)網(wǎng)同等對(duì)待每一個(gè)IP地址。
3.1.3 IP地址與硬件地址
物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址
IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址
所以從上圖可以知道IP層上是虛擬的互聯(lián)網(wǎng)，真正傳輸?shù)氖窍聦渔溌穼拥姆庋b數(shù)據(jù)報(bào)號(hào)的數(shù)據(jù)幀的傳輸。
兩者區(qū)別：
- 在IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到IP數(shù)據(jù)報(bào)
- 路由器只根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇
- 在局域網(wǎng)的鏈路層，只能看見MAC幀
- 盡管互連在一起的網(wǎng)絡(luò)的硬件地址體系各不相同，當(dāng)IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復(fù)雜的細(xì)節(jié)。只要我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)層上討論問題，就能夠統(tǒng)一的、抽象的IP地址研究主機(jī)和主機(jī)或路由器之間的通信。
3.1.4 兩個(gè)地址127.0.0.1 和 192.168.1.xxx 區(qū)別
- 127.0.0.1 是本機(jī)地址，ping 127.0.0.1 是可以聯(lián)通的
- 192.168.1.xxx 這個(gè)地址是本地地址在局域網(wǎng)分配的IP，如果沒有局域網(wǎng)，這個(gè)是無法ping通的。
- 例子：如果我叫凡一，127.0.0.1 就是我自己，也就是我對(duì)自己的自稱，而192.168.1.xxx 就叫凡一，但是是他人對(duì)我的稱呼。
3.2 子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼(subnet mask)又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩，它是一種用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)，以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個(gè)作用，就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分
3.3 無類地址
無類網(wǎng)絡(luò)是一種相對(duì)于有類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，無類網(wǎng)絡(luò)IP地址的掩碼是變長(zhǎng)的。在有類網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，拿出一部分主機(jī)ID作為子網(wǎng)ID。
例如：IP地址為192.168.250.44 子網(wǎng)掩碼不能是小于24位。因?yàn)檫@是一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼只能大于24位。而掩碼255.255.248.0（21位）是不符合規(guī)定的。
3.4 子網(wǎng)劃分
子網(wǎng)劃分定義：Internet組織機(jī)構(gòu)定義了五種IP地址，有A、B、C三類地址。A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)可能有16777214臺(tái)主機(jī)，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多節(jié)點(diǎn)是不可能的，網(wǎng)絡(luò)會(huì)因?yàn)閺V播通信而飽和，結(jié)果造成16777214個(gè)地址大部分沒有分配出去。可以把基于每類的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步分成更小的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)由路由器界定并分配一個(gè)新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址,子網(wǎng)地址是借用基于每類的網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來，使得從外部看網(wǎng)絡(luò)沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。
3.5 路由聚合
路由聚合（也叫匯總）是讓路由選擇協(xié)議能夠用一個(gè)地址通告眾多網(wǎng)絡(luò)，旨在縮小路由器中路由選擇表的規(guī)模，以節(jié)省內(nèi)存，并縮短IP對(duì)路由選擇表進(jìn)行分析以找出前往遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的路徑所需的時(shí)間。
4. ARP協(xié)議
地址解析協(xié)議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。
主機(jī)發(fā)送信息時(shí)將包含目標(biāo)IP地址的ARP請(qǐng)求廣播到局域網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，并接收返回消息，以此確定目標(biāo)的物理地址；收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機(jī)ARP緩存中并保留一定時(shí)間，下次請(qǐng)求時(shí)直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源。
5. IP 數(shù)據(jù)報(bào)格式
版本
占 4 位，表示 IP 協(xié)議的版本。通信雙方使用的 IP 協(xié)議版本必須一致。目前廣泛使用的IP協(xié)議版本號(hào)為 4，即 IPv4。
首部長(zhǎng)度
占 4 位，可表示的最大十進(jìn)制數(shù)值是 15。這個(gè)字段所表示數(shù)的單位是 32 位字長(zhǎng)（1 個(gè) 32 位字長(zhǎng)是 4 字節(jié)）。因此，當(dāng) IP 的首部長(zhǎng)度為 1111 時(shí)（即十進(jìn)制的 15），首部長(zhǎng)度就達(dá)到 60 字節(jié)。當(dāng) IP 分組的首部長(zhǎng)度不是 4 字節(jié)的整數(shù)倍時(shí)，必須利用最后的填充字段加以填充。
數(shù)據(jù)部分永遠(yuǎn)在 4 字節(jié)的整數(shù)倍開始，這樣在實(shí)現(xiàn) IP 協(xié)議時(shí)較為方便。首部長(zhǎng)度限制為 60 字節(jié)的缺點(diǎn)是，長(zhǎng)度有時(shí)可能不夠用，之所以限制長(zhǎng)度為 60 字節(jié)，是希望用戶盡量減少開銷。最常用的首部長(zhǎng)度就是 20 字節(jié)（即首部長(zhǎng)度為 0101），這時(shí)不使用任何選項(xiàng)。
區(qū)分服務(wù)
也被稱為服務(wù)類型，占 8 位，用來獲得更好的服務(wù)。這個(gè)字段在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫做服務(wù)類型，但實(shí)際上一直沒有被使用過。1998 年 IETF 把這個(gè)字段改名為區(qū)分服務(wù)（Differentiated Services，DS）。只有在使用區(qū)分服務(wù)時(shí)，這個(gè)字段才起作用。
總長(zhǎng)度
首部和數(shù)據(jù)之和，單位為字節(jié)。總長(zhǎng)度字段為 16 位，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為 2^16-1=65535 字節(jié)。
標(biāo)識(shí)（identification）
用來標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)報(bào)，占 16 位。IP 協(xié)議在存儲(chǔ)器中維持一個(gè)計(jì)數(shù)器。每產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，計(jì)數(shù)器就加 1，并將此值賦給標(biāo)識(shí)字段。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度超過網(wǎng)絡(luò)的 MTU，而必須分片時(shí)，這個(gè)標(biāo)識(shí)字段的值就被復(fù)制到所有的數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)字段中。具有相同的標(biāo)識(shí)字段值的分片報(bào)文會(huì)被重組成原來的數(shù)據(jù)報(bào)。
標(biāo)志（flag）
占 3 位。第一位未使用，其值為 0。第二位稱為 DF（不分片），表示是否允許分片。取值為 0 時(shí)，表示允許分片；取值為 1 時(shí)，表示不允許分片。第三位稱為 MF（更多分片），表示是否還有分片正在傳輸，設(shè)置為 0 時(shí)，表示沒有更多分片需要發(fā)送，或數(shù)據(jù)報(bào)沒有分片。
片偏移
占 13 位。當(dāng)報(bào)文被分片后，該字段標(biāo)記該分片在原報(bào)文中的相對(duì)位置。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位。所以，除了最后一個(gè)分片，其他分片的偏移值都是 8 字節(jié)（64 位）的整數(shù)倍。
生存時(shí)間（TTL）
表示數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中的壽命，占 8 位。該字段由發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)的源主機(jī)設(shè)置。其目的是防止無法交付的數(shù)據(jù)報(bào)無限制地在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，從而消耗網(wǎng)絡(luò)資源。
路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)之前，先把 TTL 值減 1。若 TTL 值減少到 0，則丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，不再轉(zhuǎn)發(fā)。因此，TTL 指明數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中最多可經(jīng)過多少個(gè)路由器。TTL 的最大數(shù)值為 255。若把 TTL 的初始值設(shè)為 1，則表示這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)只能在本局域網(wǎng)中傳送。
協(xié)議
表示該數(shù)據(jù)報(bào)文所攜帶的數(shù)據(jù)所使用的協(xié)議類型，占 8 位。該字段可以方便目的主機(jī)的 IP 層知道按照什么協(xié)議來處理數(shù)據(jù)部分。不同的協(xié)議有專門不同的協(xié)議號(hào)。
例如，TCP 的協(xié)議號(hào)為 6，UDP 的協(xié)議號(hào)為 17，ICMP 的協(xié)議號(hào)為 1。
首部檢驗(yàn)和（checksum）
用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部，占 16 位。數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過一個(gè)路由器，首部的字段都可能發(fā)生變化（如TTL），所以需要重新校驗(yàn)。而數(shù)據(jù)部分不發(fā)生變化，所以不用重新生成校驗(yàn)值。
源地址
表示數(shù)據(jù)報(bào)的源 IP 地址，占 32 位。
目的地址
表示數(shù)據(jù)報(bào)的目的 IP 地址，占 32 位。該字段用于校驗(yàn)發(fā)送是否正確。
可選字段
該字段用于一些可選的報(bào)頭設(shè)置，主要用于測(cè)試、調(diào)試和安全的目的。這些選項(xiàng)包括嚴(yán)格源路由（數(shù)據(jù)報(bào)必須經(jīng)過指定的路由）、網(wǎng)際時(shí)間戳（經(jīng)過每個(gè)路由器時(shí)的時(shí)間戳記錄）和安全限制。
填充
由于可選字段中的長(zhǎng)度不是固定的，使用若干個(gè) 0 填充該字段，可以保證整個(gè)報(bào)頭的長(zhǎng)度是 32 位的整數(shù)倍。
數(shù)據(jù)部分
表示傳輸層的數(shù)據(jù)，如保存 TCP、UDP、ICMP 或 IGMP 的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度不固定。
6. IP 報(bào)文分片重組
標(biāo)識(shí)字符是任意給定的。
| 原始數(shù)據(jù)報(bào) | 3840 | 12345 | 0 | 0 | 0 |
| 數(shù)據(jù)報(bào)片1 | 1420 | 12345 | 1 | 0 | 0 |
| 數(shù)據(jù)報(bào)片2 | 1420 | 12345 | 1 | 0 | 175 |
| 數(shù)據(jù)報(bào)片3 | 1020 | 12345 | 0 | 0 | 350 |
7. ICMP(類型及格式)
ICMP（Internet Control Message Protocol）網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議簇的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息。
控制消息是指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。
7.1 類型
ICMP差錯(cuò)報(bào)告、ICMP詢問報(bào)文
7.2 格式
不應(yīng)發(fā)送ICMP的差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文的情況
- ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文，不再發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
- 對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)片，都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
- 對(duì)具有多播地址的數(shù)據(jù)報(bào)，都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文
- 對(duì)具有特殊地址(127.0.0.1和0.0.0.0)的數(shù)據(jù)報(bào)，不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
常用的ICMP詢問報(bào)文有兩種：
回送請(qǐng)求和回答
是由主機(jī)或路由器向一個(gè)特定的目的主機(jī)發(fā)出的詢問。收到此報(bào)文的主機(jī)必須給源主機(jī)或路由器發(fā)送ICMP會(huì)送回答報(bào)文。這種詢問報(bào)文用來測(cè)試目的站是否可達(dá)以及了解其有關(guān)狀態(tài)。
時(shí)間戳請(qǐng)求和回答
ICMP時(shí)間戳請(qǐng)求報(bào)文是請(qǐng)某臺(tái)主機(jī)或路由器回答當(dāng)前的日期和時(shí)間。在ICMP時(shí)間戳回答報(bào)文中有一個(gè)32的字段，其中寫入的證書代表從1900年1月1日其道當(dāng)前時(shí)刻一共由多少秒。時(shí)間戳請(qǐng)求與回答可用于時(shí)鐘同步和時(shí)間測(cè)量。
8. 理想的路由算法
8.1 特點(diǎn)
- 算法必須是正確的和完整的
- 算法在計(jì)算機(jī)上應(yīng)簡(jiǎn)單
- 應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?/li>
- 具有穩(wěn)定性
- 應(yīng)是公平的
- 應(yīng)是最佳的
兩種路由算法
8.2 路由選擇協(xié)議
內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP
即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議，而這與在互聯(lián)網(wǎng)中其他自治系統(tǒng)選用掃碼路由選擇協(xié)議無關(guān)。目前這類路由選擇協(xié)議使用的最多多。如RI和OSPF協(xié)議。
外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP
若源主機(jī)和目的主機(jī)處在不同的自治系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)包傳到一個(gè)自治系統(tǒng)的邊界時(shí)，就需要使用一個(gè)協(xié)議將路由選擇信息傳遞道另一個(gè)自治系統(tǒng)中。
9. RIP、OSPF、BGP(RIP 報(bào)文最大長(zhǎng)度)(RIP 度量從 1 開始)
9.1 RIP(放UDP)
9.1.1 工作原理
RIP(Routing Information Protocol,路由信息協(xié)議）是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），是一種動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，用于自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)的路由信息的傳遞。RIP協(xié)議基于距離矢量算（DistanceVectorAlgorithms），使用“跳數(shù)”(即metric)來衡量到達(dá)目標(biāo)地址的路由距離。這種協(xié)議的路由器只關(guān)心自己周圍的世界，只與自己相鄰的路由器交換信息，范圍限制在15跳(15度)之內(nèi)，再遠(yuǎn)，它就不關(guān)心了。
9.1.2 特點(diǎn)
9.1.3 距離向量算法
從相鄰的 X 路由器接收發(fā)送過來的 RIP（Routing Information Protocol） 報(bào)文
將該 RIP 報(bào)文中的下一跳地址修改為 X，且跳數(shù)增加 1
對(duì)每個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行如下步驟
不理解沒關(guān)系，后面有例題！
9.1.4 RIP協(xié)議報(bào)文格式
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)障礙時(shí)，要經(jīng)過比較長(zhǎng)的時(shí)間才能將此信息傳送到所有的路由器。
好消息傳的快，而壞消息傳的慢這是RIP協(xié)議的一個(gè)缺點(diǎn)
9.2 OSPF（放IP數(shù)據(jù)報(bào)）
9.2.1 簡(jiǎn)介
OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先）是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol，簡(jiǎn)稱IGP），用于在單一自治系統(tǒng)（autonomous system,AS）內(nèi)決策路由。是對(duì)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的一種實(shí)現(xiàn)，隸屬內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），故運(yùn)作于自治系統(tǒng)內(nèi)部。
著名的迪克斯徹（Dijkstra）算法被用來計(jì)算最短路徑樹。OSPF支持負(fù)載均衡和基于服務(wù)類型的選路，也支持多種路由形式，如特定主機(jī)路由和子網(wǎng)路由等。
9.2.2 與RIP對(duì)比
9.2.3 分組格式
- 類型1，問好分組，(1)類型1，問候(Hello)分組，用來發(fā)現(xiàn)和維持鄰站的可達(dá)性。
- 類型2， I1-304-2數(shù)據(jù)庫(kù)描述(Database Description)分組，向鄰站給出自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鏈路狀態(tài)項(xiàng)目的摘要信息。
- 類型3，鏈路狀態(tài)請(qǐng)求(Link State Request)分組，向?qū)Ψ秸?qǐng)求發(fā)送某些鏈路狀態(tài)項(xiàng)曰的詳細(xì)信息。
- 類型4，鏈路狀態(tài)更新(Link State Update)分組，用洪泛法對(duì)全網(wǎng)更新鏈路狀態(tài)。這種分組是最復(fù)雜的，也是OSPF協(xié)議最核心的部分。路由器使用這種分組將其鏈路狀態(tài)通知給鄰站。鏈路狀態(tài)更新分組共有五種不同的鏈路狀態(tài)[RFC 2328]。
- 類型5，鏈路狀態(tài)確認(rèn)(Link State Acknowledgment)分組，對(duì)鏈路更新分組的確認(rèn)。
9.2.4 特點(diǎn)
- OSPF 允許管理員給每條路由指派不同的代價(jià)
- 如果同一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)由多條相同代價(jià)的路徑，那么可以將通信量分配給這幾條路徑。
- 所有在OSPF路由器之間交換的分組都具有鑒別的功能，因而保證了盡在可信賴的路由器之間交換鏈路狀態(tài)的信息。
- OSPF支持可變長(zhǎng)度的子網(wǎng)劃分和無分類的編制CIDR
- 由于網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)可能經(jīng)常發(fā)生變化，因此OSPF讓每一個(gè)鏈路狀態(tài)都帶上一個(gè)32為的序號(hào)，序號(hào)越大狀態(tài)就越新。
9.3 BGP（放TCP數(shù)據(jù)報(bào)）
9.3.1 簡(jiǎn)介
BGP是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，BGP交換的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息提供了足夠的信息來檢測(cè)路由回路并根據(jù)性能優(yōu)先和策略約束對(duì)路由進(jìn)行決策。
在內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(RIP或是OSPF)主要是設(shè)法使數(shù)據(jù)報(bào)在一個(gè)AS中盡可能有效地從源站傳送道目的站。在一個(gè)AS內(nèi)部也不選喲考慮其他方面的策略。然而BGP使用的環(huán)境卻不同，主要是下面兩個(gè)原因。
- 互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模太大，使得自治系統(tǒng)AS之間路由選擇非常困難。
- 自治系統(tǒng)AS之間的路由選擇必須考慮有關(guān)策略。
邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP只能是力求虛招一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)且比較好的路由(不能兜圈子)，而并非尋找一條最佳路由。BGP采用了路徑向量路由選擇協(xié)議，他與距離向量協(xié)議(RIP)和鏈路狀態(tài)協(xié)議(如OSPF)都有很大的區(qū)別。
BGP發(fā)言人表明該路由可以代表整個(gè)自治系統(tǒng)AS與其他自治系統(tǒng)AS交換路由信息。
10. 路由器的交換結(jié)構(gòu)
是一種具有多個(gè)輸入端口和多個(gè)輸出端口的專用計(jì)算機(jī)，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)分組。從路由器某個(gè)輸入端口收到的分組，按照分組要去的目的地，把該分組從路由器的某個(gè)輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳路由器。
10.1 路由器的構(gòu)成
路由器分成兩個(gè)大部分路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)
路由控制部分也叫做控制部分，其核心構(gòu)件式路由選擇處理機(jī)。
分組轉(zhuǎn)發(fā)部分主要有三部分組成，交換接口，一組輸入端口和一組輸出端口。
在討論路由選擇的原理時(shí)，往往不去區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)表和路由表的卻別
10.2 交換結(jié)構(gòu)
交換結(jié)構(gòu)位于一臺(tái)路由器的核心部位。交換可以用多種方式進(jìn)行，如經(jīng)內(nèi)存交換、經(jīng)總線交換、經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換。
在網(wǎng)絡(luò)接口中，特定媒質(zhì)接口完成所有的物理層和介質(zhì)訪問子層的功能，交換結(jié)構(gòu)接口完成IP交換的前期和后期工作。
在交換一個(gè)IP之前，先將IP包分成一些固定長(zhǎng)度的信元，附上內(nèi)部路由標(biāo)識(shí)符或者標(biāo)記優(yōu)先級(jí)等；而在交換后，則將接收到的一些具有相同標(biāo)識(shí)符的信元重組為一個(gè)IP數(shù)據(jù)包。
11. 專用地址，VPN, NAT
11.1 專用地址
- 專用地址（224．0．0．0－224．0．0．255）用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組的廣播的地址。
- 公用地址（224．0．1．0－238．255．255．255）用于其它組播的地址。
11.2 VPN
虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)的功能是：在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行加密通訊。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中有廣泛應(yīng)用。VPN網(wǎng)關(guān)通過對(duì)數(shù)據(jù)包的加密和數(shù)據(jù)包目標(biāo)地址的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。VPN可通過服務(wù)器、硬件、軟件等多種方式實(shí)現(xiàn)。
11.3 NAT
NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）是1994年提出的。當(dāng)在專用網(wǎng)內(nèi)部的一些主機(jī)本來已經(jīng)分配到了本地IP地址（即僅在本專用網(wǎng)內(nèi)使用的專用地址），但現(xiàn)在又想和因特網(wǎng)上的主機(jī)通信（并不需要加密）時(shí)，可使用NAT方法。
這種方法需要在專用網(wǎng)（私網(wǎng)IP）連接到因特網(wǎng)（公網(wǎng)IP）的路由器上安裝NAT軟件。裝有NAT軟件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一個(gè)有效的外部全球IP地址（公網(wǎng)IP地址）。這樣，所有使用本地地址（私網(wǎng)IP地址）的主機(jī)在和外界通信時(shí)，都要在NAT路由器上將其本地地址轉(zhuǎn)換成全球IP地址，才能和因特網(wǎng)連接。
12. IP 多播
IP組播（IP multicasting）是對(duì)硬件組播的抽象，是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的擴(kuò)展。它通過使用特定的IP組播地址，按照最大投遞的原則，將IP數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭粋€(gè)組播群組（multicast group）的主機(jī)集合。
它的基本方法是：當(dāng)某一個(gè)人向一組人發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它不必將數(shù)據(jù)向每一個(gè)人都發(fā)送數(shù)據(jù)，只需將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)特定的預(yù)約的組地址，所有加入該組的人均可以收到這份數(shù)據(jù)。這樣對(duì)發(fā)送者而言，數(shù)據(jù)只需發(fā)送一次就可以發(fā)送到所有接收者，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和發(fā)送者的負(fù)擔(dān)。
13. 課后精選習(xí)題
第一題(4-03)
作為中間設(shè)備，轉(zhuǎn)發(fā)器，網(wǎng)橋，路由器網(wǎng)關(guān)有何區(qū)別？
轉(zhuǎn)發(fā)器：物理層使用的中間設(shè)備
網(wǎng)橋或是橋接器：數(shù)據(jù)鏈路層使用的中間設(shè)備
路由器：網(wǎng)絡(luò)層使用的中間設(shè)備
網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)絡(luò)層以上使用的中間設(shè)備，連接兩個(gè)不兼容的胸要在高層進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換
第二題(4-04)
試簡(jiǎn)單說明下列協(xié)議的作用：
IP、ARP、RARP、ICMP
(1)IP協(xié)議:實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。使參與互連的性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。
(2)ARP協(xié)議:是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP地址到硬件地址的映射問題。
(3)RARP協(xié)議:是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上硬件地址到主機(jī)或路由器的IP地址的映射問題。(與ARP相反)
(4)ICMP:提供差錯(cuò)報(bào)告和詢問報(bào)文，以提高IP數(shù)據(jù)交付成功的機(jī)會(huì)。
第三題(4-05)
IP地址分為幾類？各如何表示？IP地址的主要特點(diǎn)是什么？
五類
A類：前8位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后24位為主機(jī)號(hào),網(wǎng)絡(luò)號(hào)首位為0。(32位的二進(jìn)制)
B類：前16位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后16位為主機(jī)號(hào),網(wǎng)絡(luò)號(hào)前兩位為10。
C類：前24位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后8位為主機(jī)號(hào),網(wǎng)絡(luò)號(hào)前三位為110。
D類：前4位為1110，后面28位是多播組號(hào)。
E類：前5位為11110，后面27位保留。
特點(diǎn)：
1、IP地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。每一類1地址都由兩個(gè)固定長(zhǎng)度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id,它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào) host-id。
2、它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）各類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段net-id分別為1,2,3,0,0字節(jié)；主機(jī)號(hào)字段host-id分別為3字節(jié)，2字節(jié)，1字節(jié)，4字節(jié)，4字節(jié)。
3、所有分配到網(wǎng)路號(hào)net-id的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。
第四題(4-09)
第五題(4-10)
試辨認(rèn)以下IP地址的網(wǎng)絡(luò)類別
①128.36.199.3
②21.12.240.17
③183.194.76.253
④ 192.12.69.248
⑤89.3.0.1
⑥200.3.6.2
①128.36.199.3 B
②21.12.240.17 A
③183.194.76.253 B
④ 192.12.69.248 C
⑤89.3.0.1 A
⑥200.3.6.2 C
第六題(4-15)
什么是最大傳送單元MTU？它和IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中的哪個(gè)字段有關(guān)系。
在IP層下面的每一種數(shù)據(jù)鏈路層都規(guī)定了一個(gè)幀所能傳送的數(shù)據(jù)的最大值。這數(shù)值稱為最大傳送單元MTU。當(dāng)IP數(shù)據(jù)包封裝成鏈路層的幀時(shí)，此數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度(即首部加上數(shù)據(jù)部分)一定不能超過下面的數(shù)據(jù)鏈路層的的MTU。
顯然MTU就是IP數(shù)據(jù)包首部中的總長(zhǎng)度字段的上限值。這個(gè)總長(zhǎng)度的字段是16位，因此這個(gè)字段可以表示的最大數(shù)值是2*10e16-1，即65535字節(jié)。但實(shí)際上下面的數(shù)據(jù)鏈路層往往限制了IP數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)值。
IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中的總長(zhǎng)度<= min{MTU，65535}
第七題(4-17)
一個(gè)3200位長(zhǎng)的TCP報(bào)文傳到IP層，加上160位的首部后成為數(shù)據(jù)報(bào)。下面的互聯(lián)網(wǎng)由兩個(gè)局域網(wǎng)通過路由器鏈接起來。但第二個(gè)居于萬所能傳送的最長(zhǎng)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分只有1200位。因此數(shù)據(jù)報(bào)在路由器必須進(jìn)行分片。試問第二個(gè)局域網(wǎng)向其上層要傳送多少比特的數(shù)據(jù)（這里的“數(shù)據(jù)”當(dāng)然指的是局域網(wǎng)看見的數(shù)據(jù)）？
第八題(4-18)
（1）有人認(rèn)為：“ARP協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)層提供了轉(zhuǎn)換地址的服務(wù)，因此ARP應(yīng)當(dāng)屬于數(shù)據(jù)鏈路層。”這種說法為什么是錯(cuò)誤的？
因?yàn)锳RP本身是網(wǎng)絡(luò)層的一部分，ARP協(xié)議為IP協(xié)議提供了轉(zhuǎn)換地址的服務(wù)，數(shù)據(jù)鏈路層使用硬件地址而不使用IP地址，無需ARP協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層本身即可正常運(yùn)行。因此ARP不再數(shù)據(jù)鏈路層。
（2）試解釋為什么ARP高速緩存每存入一個(gè)項(xiàng)目就要設(shè)置10~20分鐘的超時(shí)計(jì)時(shí)器。這個(gè)時(shí)間設(shè)置的太大或太小會(huì)出現(xiàn)什么問題？
考慮到IP地址和Mac地址均有可能是變化的（更換網(wǎng)卡，或動(dòng)態(tài)主機(jī)配置）10－20分鐘更換一塊網(wǎng)卡是合理的。超時(shí)時(shí)間太短會(huì)使ARP請(qǐng)求和響應(yīng)分組的通信量太頻繁，而超時(shí)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使更換網(wǎng)卡后的主機(jī)遲遲無法和網(wǎng)絡(luò)上的其他主機(jī)通信。
（3）至少舉出兩種不需要發(fā)送ARP請(qǐng)求分組的情況（即不需要請(qǐng)求將某個(gè)目的IP地址解析為相應(yīng)的硬件地址）。
在源主機(jī)的ARP高速緩存中已經(jīng)有了該目的IP地址的項(xiàng)目；源主機(jī)發(fā)送的是廣播分組；源主機(jī)和目的主機(jī)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路。
第九題(4-19)
主機(jī)A發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)給主機(jī)B,途中經(jīng)過了5個(gè)路由器。試問在IP數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送過程總共使用幾次ARP?
途經(jīng)5個(gè)路由器，那么在發(fā)送過程中開始發(fā)送，原主機(jī)會(huì)用一次ARP地址解析協(xié)議找到第一個(gè)路由器的物理地址，每經(jīng)歷一個(gè)路由器就會(huì)使用一次ARP地址解析協(xié)議，故總共會(huì)用到6次。
第十題(4-20)
設(shè)某路由器建立了如下路由表(這三列分別是目的網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)掩碼和下一跳路由器，若直接交付則最后一列表示應(yīng)當(dāng)從哪一個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)以去)：
| 128.96.39.0 | 255.255.255.128 | 接口m0 |
| 128.96.39.128 | 255.255.255.128 | 接口m1 |
| 128.96.40.0 | 255.255.255.128 | R2 |
| 192.4.153.0 | 255.255.255.192 | R3 |
| *(默認(rèn)) | — | R4 |
現(xiàn)共收到5個(gè)分組，其目的站IP地址分別為
(1)128.96.39.10
(2)128.96.40.12
(3)128.96.40.151
(4)192.4.153.17
(5)192.4.153.90
試分別計(jì)算其下一跳。
第十一題(4-21)
某單位分配到一個(gè)B類IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào)(Net―ID)為129.250.0.0。該單位有4000多臺(tái)計(jì)算機(jī)，分布在16個(gè)不同的地點(diǎn)。如選用子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，試給每個(gè)地點(diǎn)分配一個(gè)子網(wǎng)號(hào)，并算出各子網(wǎng)中主機(jī)號(hào)碼的最大和最小值。
第十一題(4-22)
一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度為 4000 字節(jié)（固定首部長(zhǎng)度）。現(xiàn)在經(jīng)過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送，但此網(wǎng)絡(luò)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 1500 字節(jié)。試問應(yīng)當(dāng)劃分為幾個(gè)短些的數(shù)據(jù)報(bào)片？各數(shù)據(jù)報(bào)片的數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度、片偏移字段 和 MF 標(biāo)志應(yīng)為何數(shù)值？
第十二題(4-24)
試著找出可產(chǎn)生以下數(shù)目的A類子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼(采用連續(xù)掩碼)
(1)2;
(2)6;
(3)30;
(4)62;
(5)122;
(6)250;
第十三題(4-26)
有如下的4個(gè)/24地址塊，試進(jìn)行最大可能的聚合
212.56.132.0/24
212.56.133.0/24
212.56.134.0/24
212.56.135.0/24
第十四題(4-27)
有兩個(gè)CIDR地址塊208.128/11和208.130.28/22。是否有那一個(gè)地址塊包含了另一個(gè)地址？如果有，請(qǐng)指出，并說明理由。
第十五題(4-28)
第十六題(4-29)
一個(gè)自治系統(tǒng)有5個(gè)局域網(wǎng)，其連接圖如圖4-55示。LAN2至LAN5上的主機(jī)數(shù)分別為：91，150，3和15.該自治系統(tǒng)分配到的IP地址塊為30.138.118/23。試給出每一個(gè)局域網(wǎng)的地址塊（包括前綴）。
第十七題(4-30)
一個(gè)公司有一個(gè)總部和三個(gè)下屬部門。公司分配到的網(wǎng)絡(luò)前綴是192.77.33/24。公司的網(wǎng)絡(luò)布局如圖4-56。總部共有五個(gè)局域網(wǎng)，其中LAN1～LAN4都連接到路由器R1上，R1再通過LAN5與路由器R2相連。R5和遠(yuǎn)地的三個(gè)部門的局域網(wǎng)LAN6～LAN8通過廣域網(wǎng)相連。每個(gè)局域網(wǎng)旁邊標(biāo)明的數(shù)字是局域網(wǎng)上主機(jī)數(shù)。試給每個(gè)局域網(wǎng)分配一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)前綴。
注意 這里的WAN也要分的！！
比如WAN1要包含R2，R3兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，還要加上全0全1就是4了就是2的2次方(我是這樣理解的，錯(cuò)了別怪我！)
第十八題(4-31)
以下地址中的哪一個(gè)和86.32/12匹配?請(qǐng)說明理由
(1)86.224.123 (2)86.79.65.216
(3)86.58.119.74 (4)86.68.206.154
第十九題(4-32)
以下的地址前綴中的哪一個(gè)地址和2.52.90.140匹配？請(qǐng)說明理由.
(1) 0/4
(2) 32/4
(3) 4/6
(4) 80/4
第二十題(4-34)
與下列掩碼相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)前綴各有多少位？
（1）192.0.0.0；
（2）240.0.0.0；
（3）255.224.0.0；
（4）255.255.255.252；
第二十一題(4-37)
某單位分配到一個(gè)地址塊136.23.12.64/26。現(xiàn)在需要進(jìn)一步劃分4個(gè)一樣大的子網(wǎng)。試問：
（1）每個(gè)子網(wǎng)的前綴有多長(zhǎng)？
（2）每一個(gè)子網(wǎng)中有多少個(gè)地址？
（3）每一個(gè)子網(wǎng)的地址塊是什么？
（4）每一個(gè)子網(wǎng)可分配給主機(jī)使用的最小地址和最大地址是什么？
(直接看答案吧，不想寫了…)
第二十二題(4-38)
IGP和EGP這兩類協(xié)議的主要區(qū)別是什么？
IGP: 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol）
內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）是一種專用于一個(gè)自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（比如：某個(gè)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)范圍內(nèi)的一個(gè)自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）中網(wǎng)關(guān)間交換數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通道信息的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)IP協(xié)議或者其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議常常通過這些通道信息來決斷怎樣傳送數(shù)據(jù)流。目前最常用的兩種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議分別是：路由信息協(xié)議（RIP）和最短路徑優(yōu)先路由協(xié)議（OSPF）。
EGP：外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Exterior Gateway Protocol）
外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）是一種在自治系統(tǒng)的相鄰兩個(gè)網(wǎng)關(guān)主機(jī)間交換路由信息的協(xié)議。 EGP 通常用于在因特網(wǎng)主機(jī)間交換路由表信息。它是一個(gè)輪詢協(xié)議，利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的轉(zhuǎn)換，能讓每個(gè)網(wǎng)關(guān)控制和接收網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息的速率，允許每個(gè)系統(tǒng)控制它自己的開銷，同時(shí)發(fā)出命令請(qǐng)求更新響應(yīng)。路由表包含一組已知路由器及這些路由器的可達(dá)地址以及路徑開銷，從而可以選擇最佳路由。每個(gè)路由器每間隔 120 秒或 480 秒會(huì)訪問其鄰居一次，鄰居通過發(fā)送完整的路由表以示響應(yīng)。
第二十四題(4-39)
試講述RIP，OSPF和BGP路由選擇協(xié)議的主要特點(diǎn)
第二十五題(4-40)
RIP使用UDP，OSPF使用IP,而BGP使用TCP。這樣做有何優(yōu)點(diǎn)？
第二十六題(4-41)
假定網(wǎng)絡(luò)中的路由器B的路由表有如下的項(xiàng)目（這三列分別表示“目的網(wǎng)絡(luò)”、“距離”和“下一跳”路由器）：
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 F
現(xiàn)在B收到從C發(fā)來的路由信息（這兩列分別表示“目的網(wǎng)絡(luò)”和“距離”）：
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
試求出路由器B更新后的路由表（詳細(xì)說明每一個(gè)步驟）。
答：路由器B更新后的路由表如下：
N1 7 A 沒有新信息，不改變
N2 5 C 相同的下一跳，更新
N3 9 C 新項(xiàng)目加入路由表
N6 5 C 下一跳不同，選擇距離更短的，更新
N8 4 E 下一跳不同，距離一樣，不改變
N9 4 F 下一跳不同，距離更大，不改變
第二十七題(4-42)
假定網(wǎng)絡(luò)中的路由器A的路由表有如下的項(xiàng)目（這三列分別表示“目的網(wǎng)絡(luò)”、“距離”和“下一跳路由器”）：
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
現(xiàn)將A收到從C發(fā)來的路由信息（這兩列分別表示“目的網(wǎng)絡(luò)”“距離”）：
N1 2
N2 1
N3 3
N4 7
試求出路由器A更新后的路由表（詳細(xì)說明每一個(gè)步驟）。
第二十八題(4-54)
某單位分配到一個(gè)起始地址為 14.24.74.0/24 的地址塊。該單位需要用到三個(gè)子網(wǎng)，他們的三個(gè)子地址塊的具體要求是：子網(wǎng) N1 需要 120 個(gè)地址。子網(wǎng) N2 需要 60 個(gè)地址。子網(wǎng) N3 需要 10 個(gè)地址。請(qǐng)給出地址塊的分配方案。
第二十九題(4-64)
試把以下的 IPv6 地址用零壓縮方法寫成簡(jiǎn)潔形式：
（1）0000:0000:0F53:6382:AB00:67DB:BB27:7332
（2）0000:0000:0000:0000:0000:0000:004D:ABCD
（3）0000:0000:0000：AF36:7328:0000:87AA:0398
（4）2819:00AF:0000:0000:0000:0035:0CB2:B271
第三十題(4-65)
試把以下零壓縮的IPv6地址寫成原來的形式：
(1)0::0 (2)0:AA::0 (3)0:1234 :: 3 (4)123::1:2
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【期末复习】计算机网络 谢希仁版（四）网络层(重点)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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