王道计网 | 网络层 | 第一部分 | IP相关

0.路由器转发策略与默认路由

1.转发策略

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如上图所示,路由器的查找和转发是一个精确匹配、逐级递进的过程。具体步骤如下:

  1. 检查直接交付:路由器首先判断目的IP地址是否属于与自己直接相连的某个网络。如果是,则直接交付,无需其他路由器协助。
  2. 查找特定主机路由:这是为某个特定IP地址设定的特殊路由,优先级最高,但通常只在网络管理等特殊场景下配置。
  3. 查找网络路由:这是最常规的路由条目,对应的是一个个网络地址(如192.168.1.0/24)。路由器会使用最长前缀匹配原则,即选择子网掩码最长的、最精确的路由条目进行转发。
  4. 最后选择:默认路由:只有在以上所有条目都无法匹配时,路由器才会使用默认路由(目的网络为0.0.0.0/0)。你可以把默认路由理解为路由表中的“万能备用出口”,当没有明确指示时,数据报就会发往这里。

1.最初的分配地址方案

转发的时候就是看前几位判断是A类B类还是C类,然后把对应网络号的位数保留,对应主机号的位数全都置为0,然后在对比转发表,找到目的网络号,然后转发。

2.子网掩码

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路由器拿到一个IP数据报是会把目的IP与子网掩码相与,用这个结果去查转发表,和目的网络号进行对比,能对得上就转发过去,对不上就走默认路由

3.CIDR

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2.默认路由的旅程与终点

数据报发往默认路由后,它的命运如何?

  1. 下一跳的旅程:默认路由的下一跳地址,通常是你的路由器所连接的上一级运营商网络的路由器。当你的路由器根据默认路由转发数据报后,这个数据报就发往了那个“更高级”的路由器。
  2. 重复的查找过程:那个上游路由器收到数据报后,会重复上图所示的完整查找过程:检查直接交付、查找更具体的网络路由……如果它的路由表中有指向目的网络的更明确路径,它就会按该路径转发;如果还是没有,而它自己也配置了默认路由,那么这个数据报会继续朝着它的默认网关(也就是互联网中更核心的路由器)跳去。
  3. 最终的两种结局
    • 结局一:成功抵达(理想情况)
      • 数据报经过一跳又一跳,最终会到达一个认识目的网络的路由器
      • 该路由器会通过ARP等协议找到目标主机,完成直接交付。旅程胜利结束!
    • 结局二:被丢弃并反馈(常见情况)
      • 情况A:TTL耗尽:每个数据报都有“生存时间”字段,每经过一个路由器就减1。如果减到0,路由器会丢弃它,并向源IP发送一个ICMP Time Exceeded消息,防止数据报在互联网中无限循环。
      • 情况B:目的不可达:如果数据报到达了某个路由器,而这个路由器没有任何路由(包括默认路由)能到达目的网络,它会丢弃数据报,并向源IP发送一个 ICMP Destination Unreachable(目的不可达) 消息。这对应了流程图中最后的“丢弃数据报”步骤

1.网络层功能

除此之外还是看看本节课的书,感觉考点都在书上,包括虚电路和IP数据报的区别和联系,SDN软件定义网络

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虚电路使用的是分组交换技术,可以按照存储转发的方式工作

不需要提前给虚电路分配带宽

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2.IPV4分组

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RIP基于UDP,ospf基于IP,BGP基于TCP

1.IP分组(数据报)的格式

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2.分片问题

基础课内容

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强化课内容

1.注意分片是8B的整数倍

2.偏移量要记得除以8,因为偏移量是以8B为单位的

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1.418首总偏含义

IP数据报首部长度固定20B

418,首总偏:首部长度以4B为单位,一共占了第4到8bit,长度为4bit,4bit可以表示16个单位,16*4B=60B,也就是说首部长度最大是60B

总长度以1B为单位,占第16到31bit,1B * 2^16^=65536B(包含首都和数据部分)

片偏移以8B为单位,分片也都必须是8字节的整数倍(分片分的是数据部分,这部分必须是8B的整数倍,首部是数据部分分片之后后加的),一共占了13bit,2^13^*8B=65536B,这样才能表示所有的偏移量

2.MTU 1500B如何拆成MTU为800BIP数据报?

1500B中有20B的首部,1480B的数据

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不能分成800B和720B,分片分的是数据部分,这部分必须是8B的整数倍,首部是数据部分分片之后后加的。但是780和700显然不是8的倍数,因此要分为776B和704B才对

3.偏移量除以8的问题

最后一个分片不是8B的倍数也没关系,只要偏移量是对的就行+++++++++++++++++++++++++++

对于776B和704B拼起来的数据部分,偏移量是776/8=97,而不是776,这点要注意

3.IP地址最初的分配方案

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转发的时候就是看前几位判断是A类B类还是C类,然后把对应网络号的位数保留,对应主机号的位数全都置为0,然后在对比转发表,找到目的网络号,然后转发。

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注:

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4.子网划分和子网掩码

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转发策略

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5.无分类编址CIDR

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重点:点对点链路是最小的子网,至少需要保留2bit

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6.路由聚合

1.路由聚合

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2.最长前缀匹配原则

0.0.0.0和目的IP地址的匹配的位数是0,所以他是三项里面最短的

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3.路由器转发策略

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4.例子

某公司是没有划分子网的(A类B类C类)

某学校是定长划分子网的

咸鱼电信是变长划分子网

可以看路由聚合的视频 19:00

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7.IPV6

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8.IP多播

9.移动IP