❶ 計算機網路(四)網路層
主要任務是把分組從源端傳到目的端，為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網路層傳輸單位是數據報。
鏈路層數據幀可封裝數據的上限稱為最大傳送單元MTU
標識：同一數據報的分片使用同一標識。
中間位DF（Don』t Fragment）：
最低位MF（More Fragment）：
片偏移：指出較長分組分片後，某片在原分組中的相對位置。以8B為單位。除了最後一個分片，每個分片長度一定是8B的整數倍。
IP地址：全世界唯一的32位/4位元組標識符，標識路由器主機的介面。IP地址::={<網路號>,<主機號>}
有一些IP地址是不能用的，有其特殊的作用，如：
網路地址轉換NAT（Network Address Translation）：在專用網連接到網際網路的路由器上安裝NAT軟體，安裝了NAT軟體的路由器叫NAT路由器，它至少有一個有效的外部全球IP地址。
此外，為了網路安全，劃分出了部分IP地址和私有IP地址，私有IP地址網段如下：
路由器對目的地址是私有IP地址的數據報一律不進行轉發。
分類的IP地址的弱點：
某單位劃分子網後，對外仍表現為一個網路，即本單位外的網路看不見本單位內子網的劃分。
路由器轉發分組的演算法：
無分類域間路由選擇CIDR：
CIDR記法：IP地址後加上「/」，然後寫上網路前綴（可以任意長度）的位數。e.g. 128.14.32.0/20
CIDR把網路前綴都相同的連續的IP地址組成一個「CIDR地址塊」。
使用CIDR時，查找路由表可能得到幾個匹配結果（跟網路掩碼按位相與），應選擇具有最長網路前綴的路由。前綴越長，地址塊越小，路由越具體。
將多個子網聚合成一個較大的子網，叫做構成超網，或路由聚合。方法：將網路前綴縮短（所有網路地址取交集）。
由於在實際網路的鏈路上傳送數據幀時，最終必須使用MAC地址。
ARP協議：完成主機或路由器IP地址到MAC地址的映射。
ARP協議使用過程：
ARP協議4種典型情況：
動態主機配置協議DHCP是 應用層 協議，使用 客戶/伺服器 方式，客戶端和服務端通過 廣播 方式進行交互，基於 UDP 。
DHCP提供即插即用聯網的機制，主機可以從伺服器動態獲取IP地址、子網掩碼、默認網關、DNS伺服器名稱與IP地址，允許地址重用，支持移動用戶加入網路，支持在用地址續租。
DHCP工作流程如下：
ICMP協議支持主機或路由器：包括差錯（或異常）報告和網路探詢，分部發送特定ICMP報文
ICMP差錯報告報文（5種）：
不應發送ICMP差錯報文的情況：
ICMP詢問報文:
ICMP的應用：
32位IPv4地址空間已分配殆盡，這時，可以採用更大地址空間的新版本的IPv6，從根本上解決地址耗盡問題
IPv6數據報格式如下圖
IPv6的主要特點如下：
IPv6地址表示形式：
零壓縮：一連串連續的0可以被一對冒號取代。雙冒號表示法在一個地址中僅可出現一次。
IPv6基本地址類型：
IPv6向IPv4過渡的策略：
R1的路由表/轉發表如下：
最佳路由：「最佳」只能是相對於某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。
路由演算法可分為
由於網際網路規模很大且許多單位不想讓外界知道自己的路由選擇協議，但還想連入網際網路，可以採用自治系統來解決
自治系統AS：在單一的技術管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS內部的路由選擇協議和共同的度量以確定分組在該AS內的路由，同時還使用一種AS之間的路由協議以確定在AS之間的路由。
一個AS內的所有網路都屬於一個行政單位來管轄，一個自治系統的所有路由器在本自治系統內都必須連通。
路由選擇協議
RIP是一種分布式的基於距離向量的路由選擇協議，是網際網路的協議標准，最大優點是簡單。
RIP協議要求網路中每一個路由器都維護從它自己到其他每一個目的網路的唯一最佳距離 [1] 記錄（即一組距離）。 RIP協議只適用於小互聯網。
RIP是應用層協議，使用 UDP 傳送數據。一個RIP報文最多可包括25個路由，如超過，必須再用一個RIP報文傳送。
RIP協議的交換
路由器剛開始工作時，只知道直接連接的網路的距離（距離為1），接著每一個路由器也只和數目非常有限的相鄰路由器交換並更新路由信息。
經過若干次更新後，所有路由器最終都會知道到達本自治系統任何一個網路的最短距離和下一跳路由器的地址，即「收斂」。
RIP的特點：當網路出現故障時，要經過比較長的時間(例如數分鍾) 才能將此信息傳送到所有的路由器，「慢收斂」。
對地址為X的相鄰路由器發來的RIP報文，修改此報文中的所有項目：把「下一跳」欄位中的地址改為X，並把所有的「距離」欄位+1。
開放最短路徑優先OSPF協議：「開放」標明OSPF協議不是受某一家廠商控制，而是公開發表的；「最短路徑優先」是因為使用了Dijkstra提出的最短路徑演算法SPF。OSPF最主要的特徵就是使用分布式的鏈路狀態協議。 OSPF直接用IP數據報傳送。
OSPF的特點：
為了使OSPF 能夠用於規模很大的網路，OSPF 將一個自治系統再劃分為若干個更小的范圍，叫做區域。每一個區域都有一個32 位的區域標識符（用點分十進製表示）。區域也不能太大，在一個區域內的路由器最好不超過200 個。
BGP 所交換的網路可達性的信息就是要到達某個網路所要經過的一系列AS。當BGP 發言人互相交換了網路可達性的信息後，各BGP 發言人就根據所採用的策略從收到的路由信息中找出到達各AS 的較好路由。
一個BGP 發言人與其他自治系統中的BGP 發言人要交換路由信息，就要先建立TCP 連接，即通過TCP傳送，然後在此連接上交換BGP 報文以建立BGP 會話(session)，利用BGP 會話交換路由信息。 BGP是應用層協議，藉助TCP傳送。
BGP協議特點:
BGP-4的四種報文
組播提高了數據傳送效率。減少了主幹網出現擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同一個物理網路，也可以來自不同的物理網路（如果有組播路由器的支持）。
IP組播地址讓源設備能夠將分組發送給一組設備。屬於多播組的設備將被分配一個組播組IP地址（一群共同需求主機的相同標識）。
組播地址范圍為224.0.0.0～239.255.255.255（D類地址），一個D類地址表示一個組播組。只能用作分組的目標地址。源地址總是為單播地址。
同單播地址一樣，組播IP地址也需要相應的組播MAC地址在本地網路中實際傳送幀。組播MAC地址以十六進制值01-00-5E打頭，餘下的6個十六進制位是根據IP組播組地址的最後23位轉換得到的。
TCP/IP 協議使用的乙太網多播地址的范圍是:從01-00-5E-00-00-00到01-00-5E-7F-FF-FF .
收到多播數據報的主機，還要在IP 層利用軟體進行過濾，把不是本主機要接收的數據報丟棄。
ICMP和IGMP都使用IP數據報傳遞報文。組播路由器知道的成員關系只是所連接的區域網中有無組播組的成員。
IGMP工作的兩個階段：
只要有一個主機對某個組響應，那麼組播路由器就認為這個組是活躍的；如果經過幾次探詢後沒有一個主機響應，組播路由器就認為本網路上的沒有此組播組的主機，因此就不再把這組的成員關系發給其他的組播路由器。
組播路由協議目的是找出以源主機為根節點的組播轉發樹。構造樹可以避免在路由器之間兜圈子。對不同的多播組對應於不同的多播轉發樹；同一個多播組，對不同的源點也會有不同的多播轉發樹。
組播路由選擇協議常使用的三種演算法：
移動IP技術是移動結點(計算機/伺服器等)以 固定的網路IP地址 ，實現跨越不同網段的 漫遊 功能，並保證了基於網路IP的網路許可權在漫遊過程中不發生任何改變。
路由器是一種具有多個輸入埠和多個輸出埠的專用計算機，其任務是轉發分組。
若路由器處理分組的速率趕不上分組進入隊列的速率，則隊列的存儲空間最終必定減少到零，這就使後面再進入隊列的分組由於沒有存儲空間而只能被丟棄。 路由器中的輸入或輸出隊列產生溢出是造成分組丟失的重要原因。
路由器(網路層)可以互聯兩個不同網路層協議的網段。
網橋(鏈路層)可以互聯兩個物理層和鏈路層不同的網段。
集線器(物理層)不能互聯兩個物理層不同的網段。
路由表根據路由選擇演算法得出的，主要用途是路由選擇，總用軟體來實現。
轉發表由路由表得來，可以用軟體實現，也可以用特殊的硬體來實現。轉發表必須包含完成轉發功能所必需的信息，在轉發表的每一行必須包含從要到達的目的網路到輸出埠和某些MAC地址信息的映射。
❷ 計算機網路原理
計算機網路原理按廣義定義一個計算機網路組成包括傳輸介質和通信設備。 ... 有它調用完成用戶所調用的資源，而整個網路像一個大的計算機系統一樣，對用戶是透明的。
一個比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連接起來，以功能完善的網路軟體及協議實現資源共享和信息傳遞的系統。
ISBN:7040196492
書名:計算機網路原理
出版時間:2006年6月1日
出版社:高等學校教材
開本:16開
《計算機網路原理》是一本採用全新體系結構的計算機網路基礎教材。全書共分為3篇，分別從3個角度觀察計算機網路，理解計算機網路的工作原理：
第1篇是在平面上觀察計算機網路，把計算機網路看做由節點、鏈路和協議三個元素組成的系統，並介紹了鏈路和節點上的基本通信技術；
第2篇是立體地觀察計算機網路，認識計算機網路體系結構，介紹了ISO/OSI參考模型和IEEE 802、TCP/IP兩種計算機網路主流體系結構；
第3篇介紹計算機網路應用程序的C/S工作模式和基於C/S模式的計算機網路應用程序的開發方法。這3篇將計算機網路的基本原理分解成相對獨立的3個層次。
每完成一個層次內容的學習，對計算機網路工作原理的認識就會上升到一個新的高度，並最後歸結到計算機網路應用層的實現上來。
❸ 什麼是鏈路聚合鏈路聚合的功能是什麼
鏈路聚合（英語：Link Aggregation）是一個計算機網路術語，指將多個物理埠匯聚在一起，形成一個邏輯埠，以實現出/入流量吞吐量在各成員埠的負荷分擔，交換機根據用戶配置的埠負荷分擔策略決定網路封包從哪個成員埠發送到對端的交換機。
進一步用來描述該方法的總括術語還包括port trunking，link bundling，乙太網/網路/ NIC綁定（Ethernet/network/NIC bonding）或網卡綁定（NIC teaming）。
這些總括術語不僅包括與供應商無關的標准，如定義於IEEE 802.1ax和IEEE 802.3ad用於乙太網的鏈路聚合控制協議（LACP），或以前的IEEE 802.3ad定義，也包括各種有專利的解決方案。
功能：當交換機檢測到其中一個成員埠的鏈路發生故障時，就停止在此埠上發送封包，並根據負荷分擔策略在剩下的鏈路中重新計算報文的發送埠，故障埠恢復後再次擔任收發埠。鏈路聚合在增加鏈路帶寬、實現鏈路傳輸彈性和工程冗餘等方面是一項很重要的技術。
(3)計算機網路原理什麼是網路聚合擴展閱讀：
鏈路聚合生成樹協議：
生成樹協議（英語：Spanning Tree Protocol，STP），是一種工作在OSI網路模型中的第二層(數據鏈路層)的通信協議，基本應用是防止交換機冗餘鏈路產生的環路.用於確保乙太網中無環路的邏輯拓撲結構.從而避免了廣播風暴,大量佔用交換機的資源.
生成樹協議工作原理:任意一交換機中如果到達根網橋有兩條或者兩條以上的鏈路.生成樹協議都根據演算法把其中一條切斷,僅保留一條.從而保證任意兩個交換機之間只有一條單一的活動鏈路.因為這種生成的這種拓撲結構.很像是以根交換機為樹乾的樹形結構.故為生成樹協議
生成樹協議是基於Radia Perlman在DEC工作時發明的一種演算法被納入了IEEE 802.1d中，2001年IEEE組織推出了快速生成樹協議(RSTP)在網路結構發生變化時其比STP更快的收斂網路,還引進了埠角色來完善了收斂機制,被納入在IEEE 802.1w中.
STP的工作過程如下：首先進行根網橋的選舉，其依據是網橋優先順序（bridge priority）和MAC地址組合生成的橋ID，橋ID最小的網橋將成為網路中的根橋（bridge root）。
在此基礎上，計算每個節點到根橋的距離，並由這些路徑得到各冗餘鏈路的代價，選擇最小的成為通信路徑（相應的埠狀態變為forwarding），其它的就成為備份路徑(相應的埠狀態變為blocking)。
STP生成過程中的通信任務由BPDU完成，這種數據包又分為包含配置信息的配置BPDU（其大小不超過35B）和包含拓撲變化信息的通知BPDU（其長度不超過4B）。
❹ 網路中說的聚合是什麼意思
埠聚合就是將交換機上的多個埠在物理上連接起來，在邏輯上捆綁在一起，形成一個擁有較大帶寬的埠，形成一條幹路，可以實現均衡負載，並提供冗餘鏈路
❺ 計算機網路中最大可能性的聚合
隨著網路規模不斷擴大，用戶對骨幹鏈路的帶寬和可靠性提出了越來越高的要求。在傳統技術中，常用更換高速率的介面板或更換支持高速率介面板的設備的方式來增加帶寬，但這種方案需要付出高額的費用，而且不夠靈活。
採用鏈路聚合技術可以在不進行硬體升級的條件下，通過將多個物理介面捆綁為一個邏輯介面，來達到增加鏈路帶寬的目的。在實現增大帶寬目的的同時，鏈路聚合採用備份鏈路的機制，可以有效的提高設備之間鏈路的可靠性。
在企業網路中，所有設備的流量在轉發到其他網路前都會匯聚到核心層，再由核心區設備轉發到其他網路，或者轉發到外網。因此，在核心層設備負責數據的高速交換時，容易發生擁塞。在核心層部署鏈路聚合，可以提升整個網路的數據吞吐量，解決擁塞問題。本示例中，兩台核心交換機SWA和SWB之間通過兩條成員鏈路互相連接，通過部署鏈路聚合，可以確保SWA和SWB之間的鏈路不會產生擁塞。
鏈路聚合是把兩台設備之間的多條物理鏈路聚合在一起，當做一條邏輯鏈路來使用。這兩台設備可以是一對路由器，一對交換機，或者是一台路由器和一台交換機。一條聚合鏈路可以包含多條成員鏈路，在一般網路設備默認最多為8條，高端的交換機可以支持8、16、32、64、128條。
鏈路聚合能夠提高鏈路帶寬。理論上，通過聚合幾條鏈路，一個聚合口的帶寬可以擴展為所有成員口帶寬的總和，這樣就有效地增加了邏輯鏈路的帶寬。
鏈路聚合為網路提供了高可靠性。配置了鏈路聚合之後，如果一個成員介面發生故障，該成員口的物理鏈路會把流量切換到另一條成員鏈路上。
鏈路聚合還可以在一個聚合口上實現負載均衡，一個聚合口可以把流量分散到多個不同的成員口上，通過成員鏈路把流量發送到同一個目的地，將網路產生擁塞的可能性降到最低。
鏈路聚合包含兩種模式：手動負載均衡模式和LACP（Link Aggregation Control Protocol）模式。
手工負載分擔模式下，Eth-Trunk的建立、成員介面的加入由手工配置，沒有鏈路聚合控制協議的參與。該模式下所有活動鏈路都參與數據的轉發，平均分擔流量，因此稱為負載分擔模式。如果某條活動鏈路故障，鏈路聚合組自動在剩餘的活動鏈路中平均分擔流量。當需要在兩個直連設備間提供一個較大的鏈路帶寬而設備又不支持LACP協議時，可以使用手工負載分擔模式。ARG3系列路由器和X7系列交換機可以基於目的MAC地址，源MAC地址，或者基於源MAC地址和目的MAC地址，源IP地址，目的IP地址，或者基於源IP地址和目的IP地址進行負載均衡。
在LACP模式中，鏈路兩端的設備相互發送LACP報文，協商聚合參數。協商完成後，兩台設備確定活動介面和非活動介面。在LACP模式中，需要手動創建一個Eth-Trunk口，並添加成員口。LACP協商選舉活動介面和非活動介面。LACP模式也叫M:N模式。M代表活動成員鏈路，用於在負載均衡模式中轉發數據。N代表非活動鏈路，用於冗餘備份。如果一條活動鏈路發生故障，該鏈路傳輸的數據被切換到一條優先順序最高的備份鏈路上，這條備份鏈路轉變為活動狀態。
兩種鏈路聚合模式的主要區別是：在LACP模式中，一些鏈路充當備份鏈路。在手動負載均衡模式中，所有的成員口都處於轉發狀態。
1、如果一個管理員希望將千兆以太口和百兆以太口加入同一個Eth-trunk，會發生什麼？
2、哪種鏈路聚合方法可以使用鏈路備份？