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考研知识点备忘录

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网络层

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网络层

定义

  1. IPV4

    1. 分组格式
      1
    2. 分组中部分记忆点
      1. 总长度 - 首部和数据之和的长度(单位是字节)
      2. 标志 - 最低位为MF,为1表示后面还有分片；中间一位是DF，为0表示允许分片
    3. MTU - 最大传送单元，即数据链路层数据帧能承载的最大数据量。因此IP数据报需要分片
    4. IPv4地址
      1. 由网络号和主机号决定
      2. 特殊IP
        1. 主机号全为0 - 本网络本身
        2. 主机号全为1 - 本网络广播地址
        3. 127.xx.xx.xx - 环规自检地址
        4. 32位全为0 - 本网络上本主机
        5. 32位全为1 - 整个TCP/IP网络的广播地址
    5. 网络地址转换(NAT) - 通过将专有网络地址转化为公用地址
    6. 三类私有IP
      1. 10.0.0.0 - 10.255.255.255
      2. 172.16.0.0 - 172.31.255.255
      3. 192.168.0.0 - 192.168.255.255

  2. NAT路由器和普通路由器的区别是 - NAT路由器在转发IP分组时，必须要更换IP地址

  3. 子网划分与路由聚合 - 已经会了，但仍需注意子网中主机号全为0或1不能被指派，代表网络地址和广播地址，且采用CIDR编址时，分组查找应采用最长前缀和匹配

  4. ARP协议 - 由ip地址解析到mac地址 (请求是广播，响应是单播)

  5. DHCP协议 - 动态主机配置协议 (四个过程：广播发现、广播提供、广播提供、广播确认)

  6. ICMP协议 - 网络控制报文协议

  7. IPv6

    1. 分组格式
      1

  8. IPv4向IPv6过渡、

    1. 双栈协议 - 一台设备同时拥有IPv4与IPv6两个协议栈
    2. 隧道技术 - 将整个IPv6数据报封装在IPv4数据报中

  9. 路由算法与路由协议

    1. 距离-向量路由算法(核心是两点之间最短路径也包括路径上其他顶点间的最短路径)，维护以下路由信息
      1. x到每个直连节点的链路费用
      2. 节点x到其他网络中的节点的链路费用
      3. 每个邻居的距离向量
    2. 链路状态路由算法(核心是所有节点都知道整个网络的拓扑结构)
      1. 主动测试相邻节点状态
      2. 定期将链路状态传播给所有节点
      3. 利用Dijistra算法计算出到达其他节点最短路径
    3. 网关协议 - 内部网关协议IGP(RIP与OSFP)和外部网关协议EGP(BGP-4)

  10. 路由协议

    1. 路由信息协议RIP
      1. 使用跳数衡量到达网络距离，每经过一个路由器距离加一
      2. 距离等同于16时认为不可达
      3. 发送整个路由表
      4. 好消息传的快，坏消息传的慢
    2. 开放最短路径优先OSPF协议
      1. 泛洪发送
      2. 发送与本路由器相邻的所有路由器的链路状态
    3. 边界网关协议BGP
      1. BGP是应用层的，基于TCP
      2. 找到较好而不是最好的路由
      3. 管理员选择AS中一个路由器作为BGP发言人
        1. 打开报文 - 与相邻BGP发言人建立关系
        2. 更新报文 - 通知某一路由信息，列出要撤销的多条路由
        3. 保活报文 - 周期性验证邻站的连通性
        4. 通知报文 - 发送检测到的错误

  11. IP多播

    1. 源主机发送的单个分组可以抵达用一个组地址表示的若干目标主机
    2. 使用D类IP地址作为目的地址
    3. 不提供可靠交付
    4. 多播地址只能用于目的地址
    5. 多播数据不产生ICMP差错报文
    6. 需要用到网纪组管理协议IGMP及多播路由选择协议
    7. 多播路由实际是找到以源主机为根节点的多播转发树

  12. 移动IP 移动IP的过程可简要分为以下几个关键步骤：

    1. 代理发现：移动节点接入新网络时，通过接收代理通告消息（或主动发送代理请求），识别本地代理和外地代理，确定自身是否处于归属网络或外地网络。
    2. 注册：若处于外地网络，移动节点向归属代理发送注册请求，告知当前的转交地址（由外地代理分配或自身配置），完成注册后，归属代理会记录该映射关系。
    3. 数据传输：
    • 对端节点向移动节点的归属地址发送数据，数据先到达归属代理。
    • 归属代理将数据封装，通过隧道转发至移动节点的转交地址。
    • 移动节点通过外地代理（或直接）接收数据，并可直接向对端节点发送响应。
    1. 注销与切换：移动节点返回归属网络或切换至新的外地网络时，向原归属代理或外地代理发送注销请求，更新位置信息以确保通信连续。

混淆点

  1. IPv4与IPv6的区别
    1. IPv6有更大的地址空间
    2. IPv6由灵活的首部格式
    3. IPv6支持即插即用(无需配置)，不需要DHCP协议
    4. IPv6不允许出现路由分片
    5. IPv6首部长度是固定的40B,IPv4首部长度可变且为4B的整数倍