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news 2025/8/3 7:34:35
公司网站建设文章,网络优化包括,深圳网站建设在哪里找,wordpress 和帝国文章目录网络层思维导图IPv4地址的应用规划定长的子网掩码变长的子网掩码VLSMIP数据报的发送和转发过程主机发送IP数据报路由器转发IP数据报静态路由选择动态路由选择路由选择协议概述常见的路由选择协议路由器的基本结构路由信息协议RIP的基本工作原理开放最短路径优先OSPF的基…

文章目录

      • 网络层思维导图
      • IPv4地址的应用规划
        • 定长的子网掩码
        • 变长的子网掩码VLSM
      • IP数据报的发送和转发过程
        • 主机发送IP数据报
        • 路由器转发IP数据报
      • 静态路由选择
      • 动态路由选择
      • 路由选择协议概述
        • 常见的路由选择协议
        • 路由器的基本结构
      • 路由信息协议RIP的基本工作原理
      • 开放最短路径优先OSPF的基本工作原理
      • 边界网关协议BGP的基本工作原理
      • IPv4数据报的首部格式
      • 网际控制报文协议ICMP
      • 虚拟专用网VPN与网络地址转换NAT

网络层思维导图

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IPv4地址的应用规划

使用定长的子网掩码FLSM或变长的子网掩码VLSM

定长的子网掩码

使用同一个子网掩码来划分子网
子网划分方式不灵活：只能划分出2^n个子网（n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量）
每个子网所分配的IP地址数量相同，容易造成IP地址浪费
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变长的子网掩码VLSM

使用不同的子网掩码来划分子网
子网划分方式灵活：可以按需分配
每个子网所分配的IP地址数量可以不同，尽可能减少对IP地址的浪费
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IP数据报的发送和转发过程

主机发送IP数据报

判断目的主机是否与自己在同一个网络
若在同一个网络，则属于直接交付（通过ip地址与操作子网掩码得出对应的网络号，判断网络号是否一致）
若不在同一个网络，则属于间接交付，传输给主机所在网络的默认网关（路由器），由默认网关帮忙转发

路由器转发IP数据报

检查IP数据报首部是否出错

  • 若出错，则直接丢弃该IP数据报并通告源主机
  • 若没有出错，则进行转发

根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目

  • 若找到匹配的条目，则转发给条目中指示的下一跳
  • 若找不到，则丢弃该IP数据报并通告源主机

IP路由器工作再TCP/IP体系结构的网际层（或称IP层），TCP/IP体系结构的网际层并不负责可靠传输，也就是不能确保传输的IP分组不丢失
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静态路由选择

由人工配置的网络路由、默认路由、特定主机路由、黑洞路由等都属于静态路由。
这种人工配置方式简单、开销小。但不能即使适应网络状态（流量、拓扑等）的变化

静态路由配置可能产生路由环路问题

动态路由选择

路由器通过路由选择协议自动获取路由信息

路由选择协议概述

因特网采用分层次的路由选择协议

将一部分网络和路由器划分成一个自治系统AS，将路由和路由之间简称域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择
域间路由选择使用外部网关协议EGP路由选择协议(也可叫外部路由协议ERP）
域内路由选择使用内部网关协议IGP路由选择协议（内部路由协议IRP）
因为早期RFC文档中没用路由器，而是网关这一名字，新的RFC文档中又改成了路由器
外部网关协议EGP和内部网关协议IGP只是路由选择协议的分类名称
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常见的路由选择协议

  • 内部网关协议IGP
    • 路由信息协议RIP
    • 内部网关路由协议IGRP
    • 增强型内部网关路由协议EIGRP
    • 开放式最短路径优先OSPF
    • 中间系统到中间系统IS-IS
  • 外部网关协议EGP
    • 边界网关协议BGP
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路由器的基本结构

路由器的核心部件是路由选择处理机，它的核心作用是根据所使用的路由选择协议，周期性的与其它的路由器进行路由信息交互来更新路由表

1.路由表一般仅包含从目的网络到下一跳的映射
2.路由表需要对网络拓扑编号的计算最优化
3.转发表是从路由表得出的
4.转发表的结构应当使查找过程最优化

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路由信息协议RIP的基本工作原理

路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议之一，其相关标准文档为RFC 1058
RIP使用跳数作为度量来衡量到达目的网络的距离

  1. 路由器到直连网络的距离定义为1.
  2. 路由器到非直连网络的距离定位为所经过的路由器数加1.
  3. 允许一条路径最多只能包含15个路由器。”距离“等于16时相当于不可达。因此RIP只适用于小型互联网
    RIP认为好的路由就是”距离短“的路由，也就是所通过路由器数量最少的路由。

RIP包含以下三个要点：
1.和谁交换信息 仅和相邻路由器交换信息
2.交换什么信息 自己的路由表
3.何时交换信息 周期性交换 （例如每30秒）

RIP坏消息传递慢

开放最短路径优先OSPF的基本工作原理

OSPF是基于链路状态的，而不像RIP那样基于距离向量的
OSPF采用SPF算法计算路由，从算法上保证了不会产生路由环路。
OSPF不限制网络规模，更新效率高，收敛速度块。
链路状态是指本路由器都和哪些路由器相邻，以及相应链路的”代价“（cost）。

  • ”代价“表示费用、距离、时延、带宽等等，这些都由网络管理人员来决定

边界网关协议BGP的基本工作原理

内部网关协议IGP（例如路由信息协议RIP或开放最短路径优先OSPF）
外部网关协议EGP（例如边界网关协议BGP）

在不同自治系统内，度量路由的”代价“（距离、带宽、费用等）可能不同。
因此，对于自治系统之间的路由选择，使用”代价“作为度量来寻找最佳路由是不行的
没用统一的度量，何谈最佳路由
自治系统之间的路由选择必须考虑相关策略（政治、经济、安全）

BGP是只能力求寻找一条能够到达目的的网络且比较好的路由（不能兜圈子）， 而并非要寻找一个最佳路由
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在配置BGP时，每个自治系统的管理员要选择至少一个路由器作为该自治系统的”BGP发言人“
不同的BGP要交换路由信息，首先必须建立TCP连接（因此其BGP报文在TCP中），端口号为179
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IPv4数据报的首部格式

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网际控制报文协议ICMP

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虚拟专用网VPN与网络地址转换NAT

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网络地址转换NAT
使用私有地址的主机想给因特网上使用全球IP地址的主机发送消息
1.

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