计算机网络(谢希仁第五版) 第四章 网络层

1. 网络层只向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

2. 虚电路服务（VCVirtual Circuit）与数据报服务的主要区别，P109

3. 网际协议IP是TCP/IP系统中两个最主要的协议之一，也是最重要的因特网标准协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：1.地址解析协议ARP（address resolution protocol）；2.逆地址解析协议RARP（reverse address resolution protocol）；3.网际控制报文协议ICMP（Internet control message protocol），网际组管理协议IGMP（intern group management protocol）

4. TCO/IP体系中，网络层常常称为网络层或IP层。

5. 网络相互连接起来要使用一些中间设备。根据中间设备所在的层次，可以有以下四种不同的中间设备：1.网络层使用的中间设备叫做转发器；2.数据链路层使用的叫网桥；3.网络层使用的叫路由器；4.在网络层以上使用的叫网关。用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议的转换。

6. IP地址的编址方法共经历了三个历史阶段：1.分类的IP地址；2.子网的划分；3.构成超网。

7. A类、B类、C类地址都是单播地址，D类地址是多播地址。E类地址保留为以后用。

8. IP地址的指派范围

9. IP地址的重要特点：（1）IP地址是一种分等级的地址结构。分2个等级的好处是：

1.地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下主机号则由得到该网络号的单位自行分配。2.路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组，从而减少了路由表所占用的存储空间以及查找路由表的时间。（2）IP地址是标志一个主机和一条链路的接口。由于一个路由器至少应当连接到两个网络，因此路由器至少应当有两个不同的IP地址。（3）网络是指具有两个相同网络号的主机集合，因此，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。具有不同网络号的局域网必须使用路由器。（4）所有分配到网络号的网络都是平等的。

10. IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层及一下使用的是硬件地址。整个IP数据报成为MAC帧的数据。

11. IP地址>ARP>物理地址；物理地址>RARP>IP地址。每个主机都设有ARP高速缓存。

12. IP数据报首部由20字节的固定部分和可变部分组成。最常用的首部字节是20字节，首度最大字节是60字节。数据报的最大长度为2^16-1。

13. 每一种数据链路层都有自己的帧格式，帧格式中的数据字段的最大长度称为最大传送单元MTU。

14. 标识字段的值被复制到所有的数据报片的标识字段中，相同的标识字段使分片后的数据报片最后能正确的重装成为原来的数据报。

15. MF=1，还有分片；MF=0，没有分片；DF=0，允许分片。片偏移

16. 直接交付、默认路由、IP层分组转发算法。

17. 划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号，当然主机号也就减少了相应的位数。子网掩码包含子网划分的信息，同样的IP地址和不同的子网掩码可以得出相同的网络地址。

18. 划分子网IP地址：：={<网络号>，<子网号>，<主机号>}

19. 无分类域间路由选择CIDR。CIDR无分类的两级编址：：={<网络前缀>，<主机号>}。CIDR使用斜线记法或CIDR记法，IP地址后面加“/”表示网络前缀所占的位数。

20. CIDR消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念；CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。CIDR使用地址掩码。

21. 由于一个CIDR地址块中有很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合常称为路由聚合，路由聚合也称为构成超网。路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息交换，从而提高了整个英特网的性能。

22. CIDR地址块只能以/8，/16，/24为单位来分配。

23. 最长前缀匹配原则：网络前缀越长，其路由就越具体。

24. 网际控制报文协议ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

25. ICMP差错报告报文共有五种：1.终点不可达；2.源点抑制；3.时间超过；4.参

数问题；5.改变路由。

26. 对ICMP差错报告报文不发送ICMP差错报告报文；对具有多播地址的数据报及具有特殊地址的数据报不发送差错报告报文；对第一个数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文。

27. ICMP询问报文有两种：回送请求和回答；时间戳请求和回答。

28. ICMP的一个重要应用就是分组网间探测PING（PacketInterNet Groper），用来探测两个主机之间的连通性。PING是应用层直接使用网络层ICMP的一个例子，它没有通过运输层的TCP或UDP。另一个应用是traceroute，用来跟踪一个分组从源点到终点的路径。

29. 路由选择协议的核心就是路由算法，即需何种算法来获得路由表中的各项目。倘若从路由算法能否随网络的通信量或拓扑结构自适应的进行调制变化来划分，则只有两大类，即静态路由选择策略和动态路由选择策略。静态路由选择又叫非自适应路由选择，动态路由选择又叫自适应路由选择。

30. 因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统（autonomous system），一般记为AS。

31. 因特网把路由选择协议划分为两大类：内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol），如RIP和OSPE；外部网关协议EGP（External Gateway Protocol），如BGP。

32. 自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择，自治系统内部的路由选择叫做域

内路由选择。

33. 路由信息协议RIP（Routing Information Protocol），基于距离向量的路由选择协议。RIP协议允许一条路径最多只能包含15个路由器，可见RIP只适用于小型互联网。

34. RIP协议仅和相邻路由器交换信息；路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表；按固定的时间间隔交换路由信息。

35. 距离向量算法。P148

36. RIP协议使用运输层的用户数据报UDP进行传送。一个RIP报文最多包括25个路由，因而RIP报文的最大长度是首部4字节+路由部分20字节*25=504。

37. 开放最短路径优先OSPF协议（open shortest path first），其最主要特征就是使用分布式的链路状态协议。OSPF不用UDP而是直接使用IP数据报传送。OSPF使用可靠的洪泛法更新路由信息。

38. 外部网关协议BGP只能是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用了路径向量路由选择协议。

39. BGP发言人—TCP连接—BGP会话—交换路由信息。

40. BGP四种报文：打开报文、更新报文、保活报文、通知报文。

41. 整个路由器结构可划分为路由选择部分和分组转发部分。路由选择部分也叫控制部分，其核心构件时路由选择处理机。分组转发部分由交换结构、一组输入端口和一组输

出端口。

42. 采用专用IP地址的互联网称为专用互联网或本地互联网，简称专用网。利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体，则称为虚拟专用网VPN。

43. 网络地址转换NAT。