第四章 网络层

引言

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2. 本文所参考的教材为：谢希仁. 计算机网络. 北京：电子工业出版社, 2021.

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重要知识点总结

1. IP地址都是32位的二进制代码，采用点分十进制记法。
2. 与IP协议配套使用的三个协议：1）地址解析协议ARP（无法穿透路由器）；2）网际控制报文协议ICMP；3）网际组管理协议IGMP。
3. 分类的IP地址：
   1）A类：网络号8位，其中固定位1位，为0。主机号24位。A类地址可指派的网络号是126个，即$2^7-2$，减去的两个，一个是表示”本网络“的全零IP地址；另一个是留作回环测试用的网络号为127的地址。A类网络的最大主机数是 $2^{24}-2$。
   2）B类：网络号16位，其中固定位2位，为10。主机号16位。可指派网络数为$2^{14}$，最大主机数为 $2^{16}-2$。
   3）C类：网络号24位，其中固定位3位，为110。主机号8位。可指派网络数为$2^{21}$，最大主机数为 $2^8-2$。
   4）D类：固定位4位，为1110。为多播地址。
   5）E类：固定位4位，为1111。保留今后使用。
4. 无分类编址CIDR记法：IP地址::={<网络前缀>,<主机号>}
5. 无分类编址的三个要点：网络前缀、地址块、地址掩码。
6. CIRD使用“斜线记法”，或称CIRD记法。
7. 把二进制的IP地址和地址掩码进行按位AND运算，即可得出网络地址。
8. 地址解析协议ARP用于解决的问题：已经知道了一个机器（主机或路由器）的IP地址，需要找出其相应的MAC地址。
9. 什么是基于终点的转发：分组在互联网上传送和转发是基于分组首部中的目的地址的转发方式。
10. 最长前缀匹配：如果一个分组在转发表中可以找到多个匹配的前缀，那么就应当选择前缀最长的一个作为匹配的前缀。
11. 分组转发算法：
    1）从收到的分组首部提取目的主机的IP地址D。
    2）若查到有特定主机路由，就按照这条路由的下一跳转发分组；否则从转发表中下一行开始检查，执行下一步。
    3）将此行的子网掩码与目的地址D按位进行AND运算。若结果与本行的前缀匹配，则查找结束，按照下一跳所指出的进行处理。否则，若转发表还有下一行，则对下一行进行检查，重复此步。否则，执行下一步。
    4）若转发表有一个默认路由，则按照指明的接口传送分组；否则，报告转发分组出错。
12. ICMP的一个重要应用是分组网间探测PING，用来测试两台主机之间的连通性。另一个非常有用的应用是 traceroute（UNIX中的命令），用来跟踪一个分组从源点到终点的路径，在Windows操作系统中这个命令是tracert。
13. IPv6地址为128位，使用冒号十六进制记法。
14. 距离向量算法：P160
15. BGP路由的一般格式：
    
    $$\boxed{BGP路由=“前缀，BGP属性”=“前缀，AS-PATH，NEXT-HOP”}$$
    
16. VPN：利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网称为虚拟专用网VPN。