计算机网络知识点四

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我是靠谱客的博主积极网络，最近开发中收集的这篇文章主要介绍计算机网络知识点四，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

on虚电路交换：
物理链路共享引发的问题
存在问题：一旦建立两个终端之间的信道，该对终端将独占该信道经过的物理链路的带宽
解决方法：允许多对终端共享某段物理链路带宽

问题1：交换机如何转发数据的问题：
电路交换：完成了交换机两个端口之间的连接
交换机转发数据过程不存在问题
如果多对终端之间共享两个交换机之间的物理链路，由于交换机内部端口之间不允许存在连接，交换机如何转发数据就成为了一个问题

平滑流量的问题：
要求在一段时间内，三对终端之间传输的数据量必须小于交换机之间物理链路相同时间段内能够传输数据量
由于终端之间数据具有间歇性、突发性，在某一瞬间，可能发生三对终端之间的数据量短暂大于交换机之间物理链路能够传输数据量的情况

交换机如何转发数据的问题平滑流量的问题：
标识符和分组、转发表、存储转发

标识符和分组
数据标识符：对每一对终端之间传输的数据分配唯一的标识符
数据和标识符为同一分组

转发表
建立不同终端对之间的传输路径，并将数据标识符与传输路径绑定在一起

标识符和转发表可以实现不同终端对之间数据的传输过程

存储转发：
交换机将通过输入端口接收到的信号还原成分组并存储在输入端口的输入队列中
从分组中分离出标识符，根据输入分组的端口和标识符在转发表中找到匹配的转发项
将分组从噢乖输入端口输入队列转移到输出端口输出队列
输出队列中的分组按照先到先输出的原则通过输出端口输出

分组交换机采用存储转发的原因：
由于多个端口输入的分组需要从同一个端口输出的情况，可能交换结构和输出端口来不及处理多个来自不同端口的分组，需要将来不及处理的分存储在输入队列或者输出队列
由于端口之间没有连接，无法将一个从端口输入的信号直接从另一个端口输出，需要完成将信号还原成分组，从分组中分离出标识符，根据标识符和接受分组的端口确定分组输出端口，并将分组从输入端口转移到输出端口的过程
虚电路含义：
指一对终端间的传输路径，且该传输路径通过转发表建立，并与唯一标识该对终端之间传输的数据的标识符绑定在一起

通过建立虚电路实现数据交换的方式成为虚电路交换：
1.数据标识符能够唯一确定数据传输路径，因此也称为虚电路标识符
2.虚电路与电路交换建立的两个终端之间的信道相对应，多对终端之间的虚电路可以共享某段物理连裤

建立数据传输通路机制：
数据标识符、转发表
控制数据传输过程机制：
存储转发

第二：
分组交换之数据报方式：
虚电路交换的缺陷
数据报交换机制
分组传输过程举例

虚电路交换的缺陷
建立虚电路的方式：
1.动态建立虚电路：a.建立虚电路
b.释放虚电路　　　得到－＞传输时延长

2.事先建好虚电路：a.两两之间建立
b.转发项数目大　　得到－＞存储空间大、处理时间长
虚电路交换的缺陷，在数据通信这噢乖会带来什么问题？与网络特效有关

不同类型的网络适应的通信对象是不一样的
１.适用于终端之间通信：连接的终端数量可能很大、每一个终端需要与哪些终端通信是不确定的、
终端之间通信的时间是不确定的、终端之间通信是传输的数据量也是不确定的

２.适用于路由器之间通信：

采用虚电路交换可能产生的问题：
事先两两之间建立电路：可能大量虚电路是长时间不作用的，浪费处理时间和存储空间。６×５／２＝１５
动态建立虚电路：可能发生终端之间实际传输数据的时间远小于终端之间建立、释放虚电路需要的时间情况

虚电路交换不适用于面向终端之间的通信的网络
－改变虚电路交换＞数据报交换　１.一是数据传输路径建立机制
２.二是控制数据传输过程的机制　　　　　做的改进

数据传输路径建立机制：
虚电路标识符改为每个终端地址
每一对终端之间传输路径改为指向终端的传输路径

控制数据传输过程的机制：
数据　标识符　　虚电路分组格式（原来）
用源和目的终端地址取代分组中的虚电路标识符　　　　　数据　源地址　目的地址　（修改后）
用分组目的地址查找转发表确定通往目的终端的传输路径

数据报交换的交换机制：
为终端分配地址，修改分组格式
转发表中的转发项给出通往每一个终端的传输路径
以分组目的地址查找转发表，确定分组转发端口
具有以上特征的交换方式称为数据报分组交换，简称数据报交换

分组传输过程举例：分组独立选择传输路径，分组发送与接收顺序可能不一致
优点：１.均衡网络负载
２.容错性好

小结：
数据报交换：建立数据传输路径机制：
终端地址、转发表
数据报交换：控制数据传输过程机制：
分组控制信息：源地址和目的地址
存储转发机制
数据报交换方式适合面向终端通信的网络

网际协议IP
视频知识
网络协议IP：
IP数据报：网络层协议：互联网层、网络层
传送数据包（分组），提供主机到主机连接，解决网际互连的问题
编址和路由
为传输层提供服务的，解决如何使数据包通过各结点传送的问题
通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地
典型协议：IP、ARP、ICMP

网络层知识：互联网层、网际层：
网络层提供的两种服务
虚电路：

互连网络与互联网
互联网采用的设计思路：
网络层向上只提供简单灵活、无连接、尽最大努力交付的数据报服务
网络在发送分组时不需要先建立连接
网络层不提供服务质量的承诺

互连网络和互联网：
互连网络（具体、实体）；互联网（虚拟、逻辑）

IP协议：
利用IP协议，使得性能各异网络就好像为一个网络
IP网
思考：从网络层看IP数据报的传送
IP数据报文：首部+数据
IP数据报文首部的固定部分各字段：首部长度4个比特，可表示最大数值是15个单位（一个单位为4字节）因此IP首部长度的最大值是60字节
区分服务：占8位，用来获得更好的服务
总长度：占16位，值首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报最大长度为65535字节
标识：占16位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识
标志，占3位，目前只有前两位有意义、标志字段最低位是MF
MF=1标识后面还有分片，MF=0，则表示最后一个分片
标志字段中间的一位是DF
只有DF=0时才允许分片
片偏移（12位）指出，较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置，片偏移以8个字节位偏移单位
生存时间（8位）记为TTL数据报在网络中可通过的路由器数的最大值
协议（8位）字段指出此数据报携带的数据报使用何种协议以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个处理过程
数据部分：协议字段指出应将数据部分上交给哪个处理过程

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
不采用循环冗余方式

源地址和目的地址都各占4字节

IP数据报首部的可变部分：
IP首部可变部分就是一个选项字段，用来支持排错，测量以及安全等措施，内容很丰富
选项字段的长度可变，从1个字节到40个字节不等，取决于所选择的项目
增加首部的可变部分是为了增加IP数据报的功能，但这同时也使得IP数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销
实际上这些选项很少被使用

思考：一个需要分片的数据报（头部位固定长度），其中数据报部分4000字节。采用以太网数据帧传输。请问。此数据报需要分几片？是如何分片的？
IP编址之“IP地址特点”：
那区别这些进入互联网终端的标识是什么呢？
物理地址和逻辑地址
思考：
计算机中的物理地址（硬件地址）的作用是什么？和网络层的IP地址相比较，分析两种地址在IP数据包传输过程中的变化情况

编址和路由：位传输层提供服务的，解决如何使数据包通过各结点传送的问题；
通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地。
典型协议：IPARPICMP
本节组要内容：
分类的IP地址
常用IP地址、特殊IP地址、私有IP地址
IP编址:给主机分片一个在全世界范围是唯一的32位的标识符，通常以点分十进制表示
分类的IP地址
由两个固定长度的字段组成：
网络位，它标志网络设备所连接到的网络；
主机位，它标志IP互联网上的网络设备
IP地址中的网络号字段和主机号字段：A、B、C、D、E类地址
特殊IP地址：
主机位全0，代表网络地址
主机位全1，代表广播地址
……
以下特俗IP地址的用途：
0.0.0.0、255.255.255.255、127.0.0.1~127...*
244.0.0.0~239.255.255.255
169.254..

即本地局域网上的IP，与之对应的是公有IP（在互联网上的IP）
私有地址不会被因特网分配，不能被因特网路由，使用私有IP地址的设备不能直接与因特网连接
思考：拥有私有IP地址的用户是利用什么技术访问公众互联网

IP地址特点：IP地址重要特点1：
IP地址是一种分等级的地址结构
分类IP地址、划分子网、构成超网的IP地址分别是怎样分级的呢？
怎样设计有啥好处呢？1.方便了IP地址的管理
2.减少路由表所占的存储空间

IP地址重要特点2：，
路由器总是具有两个或两个以上的IP地址，路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址

IP地址重要特点3：局域网仍为一个网络，因此局域网都具有同样的网络号net-id
局域网是如何组建的呢？
关于局域网的组建问题，这里需要大家了解一些网络互联设备
在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的，图中的网络号就是IP地址中的net-id
两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明IP地址
如指明IP地址，则这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特殊“网络”

IP地址重要特点4：所有分配到网络号Net-id的网络，不管是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的

IP编址之子网划分：
子网划分、子网掩码
IP地址中的网络号字段和主机号字段：
从两级IP地址到三级IP地址：
在ARPANET的早期，IP地址的设计确实不够合理：
1.地址空间利用率低；
2.路由表变的太大，因而使网络性能变坏
3.两级的IP地址不够灵活

三级的IP地址：
在IP地址中增加了一个子网号字段
这种做法叫做划分子网-已成为因特网的正式标准协议
划分子网后变成了三级结构：当没有划分子网时，IP地址是两级结构
划分子网后IP地址就变成了三级结构
划分子网只是把IP地址的主机号host-id这部分进行再划分，而不改变IP地址原来的网络号net-id
子网掩码：
从一个IP数据报的首部是无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分
使用子网掩码可以找出IP地址中的子网部分
IP地址的各字段和子网掩码
IP地址AND子网掩码=网络地址
默认子网掩码

子网掩码是一个重要属性：
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性
路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器
路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码
若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码

思考：已知IP地址是141,14.72.24，子网掩码是255.255.192.0。试求网络地址。若子网掩码改为255.255.244.0.试求网络地址，分析所得结果。

构成超网：
构成超网：即是无分类编址方法
VLSM：变长子网掩码，提高IP地址的利用率
CIDR：无分类域间路由选择
VLSM：可以缓解存在地址浪费问题
CIDR最主要的特点：1，消除了传统A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效的分配IPv4的地址空间
使用各种层长度的“网络前缀”来代替分类地址中的网络号和子网号
IP地址从三级编址（使用子网编码）又回到了两级编址

无分类的两级编址：
网络前缀+主机号
CIDR还使用“斜线记法”，它又称为CIDR记法
CIDR把网络前缀都相同的连续IP地址组成CIDR地址块

路由聚合：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，它使得路由表中的一个项目可以表示很多个原来传统分类地址的路由
路由聚合也称为构成超网
构成超网：前缀长度不超过23位的CIDR地址块都包含了多个C类地址，这些C类地址合起来就构成了超网
C类缺省子网掩码是什么啊？
网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多：在三级结构的IP地址中，划分子网就是使网络前缀变长
CIDR优点：
突破了传统IP地址的分类边界，将路由表中的若干路由聚合为一条路由，减少了路由表的规模，提高了路由器的可扩展性
VLSM应用举例：用一个C类网络地址段192.168.1.0/24,使用变成子网掩码给三个子网分配地址
192.168.1.0子网掩码是255.255.255.0
可用主机地址：2^n-2
结论：IP地址分配设计的结果可以是多样性的

思考：请依据此例题，再自行找出至少其他两种可行IP地址配置方案