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  • 【Study】 TCP/IP协议 -- 计算机网络之网络篇(02)

1.网络层

数据路由,决定数据在网络中的路径。

虚拟互连网络

①实际的计算机网络是错综复杂的;

②物理设备通过使用IP协议,屏蔽了物理网络之间的差异;

③当网络中的主机使用IP协议连接时,则无需关注网络细节;

④IP协议使得复杂的网络变为一个虚拟互连的网络;

⑤IP协议使得网络层可以屏蔽底层细节而专注网络层的数据转发

⑥IP协议解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题

 

2.IP协议

IP地址的长度和表示方式:

 

 

 

IP协议的头部中的内容详解如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.路由表

 

4.IP协议的转发流程

 

上图是仅从网络层的层次去看待IP协议转发的过程的:

此过程中最重要的是路由表,通过查询路由表可以得出下一跳的地址。

 

下面结合数据链路层网络层来理解转发的过程:

 

 

 

 

 

 

 

总结IP协议的转发过程中:

1.数据帧每一跳的MAC地址都在变化;

2.IP数据报每一跳的IP地址始终不变;

5.ARP协议与RARP协议

ARP协议概念:

ARP协议负责将网络层IP32的地址转化为数据链路层MAC48位地址:

 

 

 

在传输的过程中涉及到如下的ARP缓存表:

ARP缓存表是ARP协议和RARP协议运行的关键;

ARP缓存表缓存了IP地址到硬件地址之间的映射关系;

ARP缓存表的记录并不是永久有效的,有一定的期限(由于IP地址会发生变化,随着IP地址变化而变化)

 

 

 

传输过程中有两种情况:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.查看ARP与MAC地址的映射

Cmd命令:arp -a

 

 

 

6.RARP协议

RARP协议概念:(与ARP协议做的相反的工作)---现在用的比较少

把MAC48位地址转化为IP32位地址:

 

 

 

 

总结ARP与RARP协议:

 

 

 

7.IP地址子网的划分

根据总长度32位,按照网络号的主机号的不同长度进行划分:

 

 

 

 

 

 

排除特殊的主机号和网络号之后:

 

 

 

7.1特殊的主机号

 

 

 

7.2.特殊的网络号

 

 

 

8.本地回环地址(127.0.0.1)

 

 

 

9.网络地址转换NAT技术

主要是解决网络地址IPV4不够用的问题。

 

 

 

9.1.内网地址与外网地址:

 

 

 

 

 

 

内网地址主要是给内部机构所使用的,所以A公司与B公司可以使用一样的内网地址,不会引起冲突,A家庭和B家庭也可以使用同样的内网地址。

 

 

 

NAT就是解决内网中多个设备使用同一个外网IP来访问外网服务的。

 

 

 

9.2.NAT地址转换与外界进行通讯示意图

 

 

 

10.ICMP协议

网络控制报文协议(Internet Control Message Protocol),ICMP协议可以报告错误信息或者异常情况。

需要知道的是:ICMP协议是封装在IP的数据报里面的,是通过IP协议来进行数据的传输的,主要进行网络中的传输错误以及异常的报告。

 

 

 

 

ICMP报文的首部:

 

 

 

10.1.ICMP协议的应用

①Ping应用    ②Traceroute应用

Ping应用:

 

 

 

 

具体使用ping ICMP协议的方式:

通常使用ping www.baidu.com类似这种命令来判断网路状况,是否通的

 

Traceroute应用:

可以探测IP数据报在网络中走过的路径

Traceroute应用了TTL状态,为TTL=0时,收集对端的IP地址信息(ICMP终点不可达差错报文)

 

实际应用:

Cmd命令:tracert  github.com

 



原文:https://www.cnblogs.com/yif0118/p/13289337.html


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