【Study】 TCP/IP協議 -- 計算機網絡之網絡篇（02）

1.網絡層

數據路由，決定數據在網絡中的路徑。

虛擬互連網絡

①實際的計算機網絡是錯綜複雜的；

②物理設備經過使用IP協議，屏蔽了物理網絡之間的差別；

③當網絡中的主機使用IP協議鏈接時，則無需關注網絡細節；

④IP協議使得複雜的網絡變爲一個虛擬互連的網絡；

⑤IP協議使得網絡層能夠屏蔽底層細節而專一網絡層的數據轉發

⑥IP協議解決了在虛擬網絡中數據報傳輸路徑的問題

 

2.IP協議

IP地址的長度和表示方式：

 

 

 

IP協議的頭部中的內容詳解以下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.路由表

 

4.IP協議的轉發流程

 

上圖是僅從網絡層的層次去看待IP協議轉發的過程的：

此過程當中最重要的是路由表，經過查詢路由表能夠得出下一跳的地址。

 

下面結合數據鏈路層和網絡層來理解轉發的過程：

 

 

 

 

 

 

 

總結IP協議的轉發過程當中：

1.數據幀每一跳的MAC地址都在變化；

2.IP數據報每一跳的IP地址始終不變；

5.ARP協議與RARP協議

ARP協議概念：

ARP協議負責將網絡層IP32的地址轉化爲數據鏈路層MAC48位地址：

 

 

 

在傳輸的過程當中涉及到以下的ARP緩存表：

ARP緩存表是ARP協議和RARP協議運行的關鍵；

ARP緩存表緩存了IP地址到硬件地址之間的映射關係；

ARP緩存表的記錄並非永久有效的，有必定的期限（因爲IP地址會發生變化，隨着IP地址變化而變化）

 

 

 

傳輸過程當中有兩種狀況：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.查看ARP與MAC地址的映射

Cmd命令：arp -a

 

 

 

6.RARP協議

RARP協議概念：（與ARP協議作的相反的工做）---如今用的比較少

把MAC48位地址轉化爲IP32位地址：

 

 

 

 

總結ARP與RARP協議：

 

 

 

7.IP地址子網的劃分

根據總長度32位，按照網絡號的主機號的不一樣長度進行劃分：

 

 

 

 

 

 

排除特殊的主機號和網絡號以後：

 

 

 

7.1特殊的主機號

 

 

 

7.2.特殊的網絡號

 

 

 

8.本地迴環地址（127.0.0.1）

 

 

 

9.網絡地址轉換NAT技術

主要是解決網絡地址IPV4不夠用的問題。

 

 

 

9.1.內網地址與外網地址：

 

 

 

 

 

 

內網地址主要是給內部機構所使用的，因此A公司與B公司可使用同樣的內網地址，不會引發衝突，A家庭和B家庭也可使用一樣的內網地址。

 

 

 

NAT就是解決內網中多個設備使用同一個外網IP來訪問外網服務的。

 

 

 

9.2.NAT地址轉換與外界進行通信示意圖

 

 

 

10.ICMP協議

網絡控制報文協議（Internet Control Message Protocol），ICMP協議能夠報告錯誤信息或者異常狀況。

須要知道的是：ICMP協議是封裝在IP的數據報裏面的，是經過IP協議來進行數據的傳輸的，主要進行網絡中的傳輸錯誤以及異常的報告。

 

 

 

 

ICMP報文的首部：

 

 

 

10.1.ICMP協議的應用

①Ping應用    ②Traceroute應用

Ping應用：

 

 

 

 

具體使用ping ICMP協議的方式：

一般使用ping www.baidu.com相似這種命令來判斷網路情況，是否通的

 

Traceroute應用：

能夠探測IP數據報在網絡中走過的路徑

Traceroute應用了TTL狀態，爲TTL=0時，收集對端的IP地址信息（ICMP終點不可達差錯報文）

 

實際應用：

Cmd命令：tracert  github.com