网络层相关技术
可以让不在统一数据链路上的主机通信
4.1
主机
具有IP地址,但不进行路由转发的主机
网络层的功能
IP地址
屏蔽数据链路层相关的帧的格式,
将标识主机的唯一形式变为:IP地址
路由控制
IP数据包依靠路由器转发,
IP数据包从路由器A到路由器B,成为一跳
注意一跳内 在数据链路层可能进过了多次转发,
在一跳的范围内是依靠数据链路转发的(与路由器无关)
多跳路由通常 数据转发时通常只指定下一跳的地址
一个数据包转发大概是这样的
源MAC 不变 目的MAC在数据链路层转发 会变
源IP 和目的IP不变
下一跳的IP地址 会变
路由控制表
每个路由器依据自己的路由表进行转发
ip层的分片处理
数据链路层的最大传输单元不同,
在数据拦路层可能会分片,但是在ip层会根据序号 重新组合分片
4.2.4 IP属于面向无连接的
接收端不知道发送端是否发了
发送端不知道接收端是否接受了
这样的好处 1.简化, 2 提速
在其上层的tcp保证建立可靠连接
4.3 IP地址基础知识
4.3.1 ip地址定义
IPV4采用4字节 32比特位表示,一共可以表示
43亿计算机(但是如今却不够用了)
一般采用点分十进制比较直观
从 0.0.0.0 到 255.255.255.255
4.3.2 IP地址组成
IP地址组成如下
网络地址+ 主机地址
在同一网络地址下等于是在同一个网段
(通信使用数据链路层即可,也就是局域网)
在同一网段下,主机地址标识了不同的主机
(局域网内nm量)
4.3.3 IP地址分类
A类地址
0开始
0000 0000 0000 0000
0111 1111 1111 1111
a类地址所有范围
0.0.0.0
127.255.255.255
其中后24位是主机地址 每一个ip下可以有2^24个主机
所以网络地址是
0.0.0.0 ~ 127.0.0.0
这么分是因为当时认为 网段少,所以主机可以尽情多一点
B类地址
10开始
1000.0000.0000.0000
1011.1111.1111.1111
网络地址从1到16位,
剩下16为标识主机
C类地址
110开始
1100.0000.0000.0000
1101.1111.1111.1111
网络地址是1到24位 从这开始发现 网段太少不够用了,网段扩充到25位
但相应的主机地址就 8位, 256台 -2 = 254( - 全1 -全0)
D类地址
1110开始
1110.0000.0000.0000
1111.1111.1111.1111
D类地址没有主机地址 通常用于广播
注意主机地址全1和全0 的ip地址不可用,主机地址全1是该网段内的广播地址
主机地址全为0表示对应的网络地址或者IP地址不可获知
广播地址
该网段下主机号全为1的地址
172.20.x.x /16
广播地址是
172.20.255.255/ 16
两种广播方式
本地广播
网络地址是 192.168.0
目的地址是 192.168.255
这个广播地址IP包会被路由器屏蔽,不会到达其路由器上
直接广播
网络发送地址是192.168.0.0/24
目的地址 192.186.1.0/24 ( 该网段)
所以收到这个包的路由器转发给 192.168.1.255(广播)
但是 直接广播不安全,所以路由器默认不转发直接广播的报文
也就是广播无法穿透路由器
4.3.5 IP多播
以前使用广播来模拟多播,
但是 广播无法穿透路由器,只能在同一网段内传递消息
而且 每个主机都要分辨是不是给自己发送的报文,增加主机负荷
多播使用D类地址
4.3.6 子网掩码
将主机地址变为网络地址
1表示网络地址 0表示主机地址
可以缓网络地址紧张的问题
子网掩码相同,网络地址不一定相同
子网掩码不同,网络地址一定不同
192.168.1.0/24
192.168.0.0/24 不是同一个网络
ip地址 按位& 上子网掩码就是 网络号
4.3.8 全剧地址和私有地址
A类私有地址
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255(10/8)
B类私有地址
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255(172.16/12)
C类私有地址
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255(192.168/16)
私有IP和共有IP通过NAT转换
