计网网络层运输层

本文主要是介绍计网网络层运输层，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

计网最后的倔强

文章目录

计网最后的倔强
- 网络层
- 运输层

网络层

面向连接的通信方式
建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
传输网络不提供端到端的可靠传输服务

对比的方面	虚电路服务	数据报服务
思路	可靠通信应当由网络来保证	可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立	必须有	不需要
终点地址	仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号	每个分组都有终点的完整地址
分组的转发	属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发	每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时	所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作	出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序	总是按发送顺序到达终点	到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制	可以由网络负责，也可以由用户主机负责	由用户主机负责

网际协议IP

与 IP 协议配套使用的还有四个协议：

地址解析协议 ARP
(Address Resolution Protocol)
逆地址解析协议 RARP
(Reverse Address Resolution Protocol)
网际控制报文协议 ICMP
(Internet Control Message Protocol)
网际组管理协议 IGMP
(Internet Group Management Protocol)
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP
每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
A/B/C三类IP地址的私有地址范围分别是多少？

别 IP地址范围网络ID 网络数？
10.0.0.0~10.255.255.255 10 1
172.16.0.0~172.31.255.255 172.16~172.31 16
192.168.0.0~192.168.255.255 192.168.0~192.168.255 254
首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些4字节的可变部分可选字段。
- 版本——占 4 位，指 IP 协议的版本
  目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)
- IP 的首部长度的最大值是 60 字节。
- 总长度——占 16 位，指首部和数据之和的长度，
  单位为字节，数据报最大长度为216-1= 65535 字节。
  总长度必须不超过最大传送单元 MTU。
- TTL表示数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。
- 首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部，不检验数据部分。采用简单的反码算术运算求和计算方法。
- 源地址和目的地址都各占 4 字节
只有到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。
从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>} (4-2)
不同的子网掩码得出相同的网络地址。
但不同的掩码的效果是不同的——支持带有不同的主机数量
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。 CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
无分类的两级编址

IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>} (4-3)

一个 CIDR 地址块可以表示很多地址，这种地址的聚合常称为路由聚合,路由聚合也称为构成超网(supernetting)。
二叉线索(binary trie)==>减小路由表的查找时间，通常是将无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中
为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。前 4 个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型、代码和检验和。

**ICMP 差错报告报文共有 5 种 **

终点不可达
源点抑制(Source quench)
时间超过
参数问题
改变路由（重定向）(Redirect)

看书：P149

ICMP 询问报文有两种

回送请求和回答报文
时间戳请求和回答报文
从路由算法的自适应性考虑：静态路由选择策略和动态路由选择策略。
一个 AS 对其他 AS 表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略。
因特网有两大类路由选择协议：内部网关协议和外部网关协议EGP 。
自治系统之间的路由选择也叫做
域间路由选择(interdomain routing)，
在自治系统内部的路由选择叫做
域内路由选择(intradomain routing)
内部网关协议 RIP P153
多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。
IP多播需要两种协议：网际组管理协议 IGMP 和多播路由选择协议

别	IP地址范围	网络ID
10.0.0.0~10.255.255.255	10	1
172.16.0.0~172.31.255.255	172.16~172.31	16
192.168.0.0~192.168.255.255	192.168.0~192.168.255	254

运输层

传输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。
传输层的一个很重要的功能就是复用和分用
传输层还要对收到的报文进行差错检测。
传输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP。
当传输层采用面向连接的 TCP 协议时，这种逻辑通信信道就相当于一条全双工的可靠信道。
当传输层采用无连接的 UDP 协议时，这种逻辑通信信道是一条不可靠信道。
TCP/IP 的传输层有两个不同的协议：

(1) 用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol)
(2) 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)
UDP 用户数据报与IP数据报区别：IP 数据报要经过互连网中许多路由器的存储转发，但 UDP 用户数据报是在传输层的端到端抽象的逻辑信道中传送的。
TCP 报文段是在传输层抽象的端到端逻辑信道中传送，这种信道是可靠的全双工信道。
UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能，即端口的功能和差错检测的功能。
TCP 连接的端点叫做套接字(socket)或插口。
端口号拼接到(contatenated with) IP 地址即构成了套接字。
拥塞窗口 cwnd ：发送方控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些。但只要网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些。
传输轮次：每经过一个传输轮次，拥塞窗口 cwnd 就加倍。
运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。
：发送方控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些。但只要网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些。
传输轮次：每经过一个传输轮次，拥塞窗口 cwnd 就加倍。
运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。