计网-4.网络层
第四章 网络层
一、网络层功能
二、⭐IPv4
IPv4分组
IP数据报=首部+数据部分
首部结构：
必背
- 首部长度——单位4B
- 总长度——单位1B
- 段偏移——单位8B（相对于用户数据字段的起点）
- 标识、标志和段偏移字段用于IP数据报的分段和重组
【例】一个3800B长的UDP报文传到IP层，加上20B的首部后成为IP数据报，下面的互连网由两个局域网通过路由器连接起来，但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分（MTU）只有1420B，因此IP数据报在路由器必须进行分段。试问分成几段？每个分段的大小为多少？每个分段的固定首部中相关字段如何变化？
子网划分与子网掩码
CIRD无分类编制
基础
CIDR记法：`128.14.32.0/21``21指的是网络前缀长度
两种子网划分方法
定长子网划分
变长子网划分
最小的子网也至少保留2bit主机号
【例题】定长子网划分
前缀：16位，主机号16位
∴ 需要7bit作为定长子网号，每个子网中主机号占位
可分配IP数
【例题】变长子网划分
前缀：20位，主机号12位
最小子网：20位前缀+子网号1000，剩余位主机号，可分配IP地址数为
【例题】某ISP已拥有地址块206.0.64.0/18（相当于有64个C类网络），现在某大学需要900个IP地址。在不使用CIDR时，ISP或者给大学分配一个B类地址（这将浪费64734个IP地址），或者分配4个C类地址（这会在路由表中出现对应该大学的4个表项）。在使用CIDR时，ISP可以给大学分配一个地址块206.0.68.0/22（包括1024个IP地址），相当于4个连续的C类（/24）地址块，且在路由表中对应该大学的表项只有一个。这个大学可自由地对本校的各系分配地址块，而各系还可再划分本系的地址块，这提高了地址空间的利用率。
路由聚合
减少路由表大小
- 最长前缀匹配
三、路由算法
（内部网关协议）RIP协议（路由信息协议）
好的路由——跳数最少的
RIP允许一条合法路径距离≤15，只适用于小型自治系统
路由表包含3个字段<目的网络N，距离d，下一跳路由器地址X>
（内部网关）OSPF协议（开放最短路径优先协议）
使用IP协议提供的服务，IP首部协议字段=89
基于迪杰斯特拉算法
使用洪泛法探测链路信息
支持等价多路径转发
支持鉴别功能
支持变长子网划分、CIDR
OSPF分组类型
（外部网关）BGP协议（边界网关协议）
采用路径向量路由算法
不仅告知目的地，还告知达到该目的地的完整路径
BGP是应用层协议，基于TCP
⭐流量整形
【考】流量整形技术：漏桶、令牌桶、令牌桶+漏桶（用途、算法、会计算各部分时间：突发、平稳、空闲）
【例】计算机以25MB/s速率产生数据，数据以每秒有40ms（1MB）的突发数据输入。为平稳输出、允许突发流量和减少速率峰值，在一个令牌到达率R令牌桶=2MB/s、桶容量B=500KB的令牌漏桶后跟一个恒定速率R漏桶=10MB/s的漏桶。
⭐加权公平队列算法（WFQ）
五、IP地址
- A类
- B类
- C类
默认子网掩码
【例】一个具有B类地址的组织需要至少12个子网，试找出子网掩码和每一个子网的配置。
10+14位网络+16位主机
主机号位：位
∴ 子网掩码
11111111,11111111,11110000,00000000即
255.255.240.0
