❶ 《計算機網路-自頂向下方法》第四章-網路層 要點
網路層的作用：實現主機到主機的通信服務，將分組從一台發送主機移動到一台接收主機。
1、轉發涉及分組在單一的路由器中從一條入鏈路到一條出鏈路的傳送。
2、路由選擇涉及一個網路的所有路由器，它們經路由選擇協議共同交互，以決定分組從源到目的地結點所採用的路徑。計算這些路徑的演算法稱為路由選擇演算法。
每台路由器都有一張轉發表，路由器通過檢查到達分組首部欄位的值來轉發分組，然後使用該值在該路由器的轉發表中索引查找。路由選擇演算法決定了插入路由器轉發表中的值。
路由選擇演算法可能是集中式的，或者是分布式的。但在這兩種情況下，都是路由器接收路由選擇協議報文，該信息被用於配置其轉發表。
網路層也能在兩台主機之間提供無連接服務或連接服務。同在運輸層的面向連接服務和無連接服務類似，連接服務需要握手步驟，無連接服務不需要握手。但它們之間也有差異：
1、 在網路層中，這些服務是由網路層向運輸層提供的主機到主機的服務。在運輸層中，這些服務則是運輸層向應用層提供的進程到進程的服務。
2、 在網路層提供無連接服務的計算機網路稱為數據報網路；在網路層提供連接服務的計算機網路稱為虛電路網路。
3、 在運輸層實現面向連接的服務與在網路層實現連接服務是根本不同的。運輸層面向連接服務是在位於網路邊緣的端系統中實現的；網路層連接服務除了在端系統中，也在位於網路核心的路由器中實現。（原因很簡單：端系統和路由器都有網路層）
虛電路網路和數據報網路是計算機網路的兩種基本類型。在作出轉發決定時，它們使用了非常不同的信息。
IP地址有32比特，如果路由器轉發表採用「蠻力實現」將對每個可能的目的地址有一個表項。因為有超過40億個可能的地址，這種選擇完全不可能（即使用二分查找也十分慢）。
我們轉發表的表項可以設計為幾個表項，每個表項匹配一定范圍的目的地址，比如有四個表項
（你可能也會考慮到，IP地址有32比特，如果每個路由器設計為只有2個表項，那麼也只需要有32個路由器就可以唯一確定這40億個地址中的一個。）
最長前綴匹配規則，是在轉發表中尋找最長的匹配項，並向與最長前綴匹配相關聯的鏈路介面轉發分組。這種規則是為了與網際網路的編址規則相適應。
1、輸入埠
「使用轉發表查找輸出埠」是輸入埠最重要的操作（當然還有其他一些操作）。輸入埠執行完這些所需的操作後，就把該分組發送進入交換結構。如果來自其他輸入埠的分組當前正在使用交換結構，一個分組可能會在進入交換結構時被暫時阻塞，在輸入埠處排隊，並等待稍後被及時調度以通過交換結構。
2、交換結構
交換結構的三種實現方式
3、輸出埠
分組調度程序 處理在輸出埠中排隊的分組
4、路由選擇處理器
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IP協議版本4，簡稱為IPv4；IP協議版本6，簡稱為IPv6。
如上圖所示，網路層有三個主要的組件
1、IP協議
2、路由選擇協議
3、ICMP協議 (Internet Control Message Protocol, 網際網路控制報文協議)
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不是所有鏈路層協議都能承載相同長度的網路層分組。有的協議能承載大數據報，而有的協議只能承載小分組。例如，乙太網幀能夠承載不超過1500位元組的數據，而某些廣域網鏈路的幀可承載不超過576位元組的數據。
一個鏈路層幀能承載的最大數據量叫做最大傳送單元(Maximun Transmission Unit, MTU)
所以鏈路層協議的MTU嚴格限制著IP數據報的長度。這也還不是主要的問題，問題在於發送方與目的地路徑上的每段鏈路可能使用不同的鏈路層協議，且每種協議可能具有不同的MTU。
舉個例子：假定從某條鏈路收到一個IP數據報，通過檢查轉發表確定出鏈路，並且該出鏈路的MTU比該IP數據報的長度要小。那麼如何將這個過大的IP分組壓縮進鏈路層幀的有效載荷欄位呢？
解決辦法是，將IP數據報中的數據分片成兩個或更多個較小的IP數據報，用單獨的鏈路層幀封裝這些較小的IP數據報；然後向輸出鏈路上發送這些幀。每個這些較小的數據報都被稱為片(fragment)。
路由器完成分片任務。同時，為了使得網路內核保持簡單，IPv4設計者把數據報的重組工作放到端系統中，而非放到網路路由器中。
前提：一個4000位元組的數據報(20位元組IP首部加上3980位元組IP有效載荷)到達一台路由器，且必須被轉發到一條MTU為1500位元組的鏈路上。假定初始數據報貼上的標識號為777。
這意味著初始數據報中3980位元組數據必須被分配到3個獨立的片(其中的每個片也是一個IP數據報)
IP分片：
IP地址有32比特，分為網路號和主機號。
IP地址的網路部分（即網路號）被限制為長度為8、16或24比特，這是一種稱為分類編址的編址方案。具有8、16和24比特子網地址的子網分別被稱為A、B和C類網路。
但是它在支持數量迅速增加的具有小規模或中等規模子網的組織方面出現了問題。一個C類(/24)子網僅能容納多大2^8 - 2 = 254台主機(2^8 = 256, 其中的兩個地址預留用於特殊用途)，這對許多組織來說太小了。然而一個B類(/16)子網可支持多達65534台主機，又太大了。這導致B類地址空間的迅速損耗以及所分配的地址空間的利用率低。
廣播地址255.255.255.255。當一台主機發出一個目的地址為255.255.255.255的數據報時，該報文會交付給同一個網路中的所有主機。
某組織一旦獲得了一塊地址，它就可以為本組織內的主機與路由器介面逐個分配IP地址。既可手工配置IP地址，也可以使用動態主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP)自動配置。DHCP還允許一台主機得知其他信息，如它的子網掩碼、它的第一跳路由器地址(常稱為默認網關)與它的本地DNS伺服器的地址。
由於DHCP具有能將主機連接進一個網路相關方面的自動能力，它又被稱為即插即用協議。
DHCP是客戶-伺服器協議。客戶通常是新達到的主機，它要活的包括自身使用的IP地址在內的網路配置信息。在最簡單的場合下，每個子網將具有一台DHCP伺服器。如果在某子網中沒有伺服器，則需要一個DHCP中繼代理(通常是一台路由器)，這個代理知道用於該網路的DHCP伺服器的地址。
DHCP協議工作的4個步驟：
網路地址轉換(Network Address Translation, NAT)
ICMP通常被認為是IP的一部分，但從體系結構上將它是位於IP之上的，因為ICMP報文是承載在IP分組中的。即ICMP報文是作為IP有效載荷承載的，就像TCP與UDP報文段作為IP有效載荷被承載那樣。
眾所周知的ping程序發送一個ICMP類型8編碼0的報文到指定主機。看到該回顯請求，目的主機發回一個類型0編碼0的ICMP回顯回答。大多數TCP/IP實現直接在操作系統中支持ping伺服器，即該伺服器不是一個進程。
新型IPv6系統可做成向後兼容，即能發送、路由和接收IPv4數據報，要使得已部署的IPv4系統能夠處理IPv6數據報，最直接的方式是採用一種雙棧方法。
1、鏈路狀態(Link State, LS)演算法：屬於全局式路由選擇演算法，這種演算法必須知道網路中每條鏈路的費用。費用可理解為鏈路的物理長度、鏈路速度，或與該鏈路相關的金融上的費用。鏈路狀態演算法採用的是Dijkstra演算法。
2、距離向量(Distance-Vector, DV)演算法：屬於迭代的、非同步的和分布式的路由選擇演算法。
「迭代的」，是因為此過程一直要持續到鄰居之間無更多信息要交換為止。
「非同步的」，是因為它不要求所有結點相互之間步伐一致地操作。
「分布式的」，是因為每個結點都要從一個或多個直接相連鄰居接收某些信息，執行計算，然後將其計算結果分發給鄰居。
DV演算法的方程：
其中，dx(y)表示從結點x到結點y的最低費用路徑的費用，c(x, v)是結點x到結點v的費用，結點v指的是所有x的相連結點，所以x的所有相連結點都會用minv方程計算。
（N是結點（路由器）的集合，E是邊（鏈路）的集合）
為了減少公共網際網路的路由選擇計算的復雜性以及方便企業管理網路，我們將路由器組織進自治系統。
在相同AS中的路由器全都運行同樣的路由選擇演算法，且擁有彼此的信息。在一個自治系統內運行的路由選擇演算法叫做自治系統內部路由選擇協議。
當然，將AS彼此互聯是必需的，因此在一個AS內的一台或多台路由器將有另外的任務，即負責向在本AS之外的目的地轉發分組。這些路由器被稱為網關路由器。
分為自治系統內部的路由選擇和自治系統間的路由選擇
1、網際網路中自治系統內部的路由選擇：路由選擇信息協議(Routing Information Protocol, RIP)
2、網際網路中自治系統內部的路由選擇：開放最短路優先(Open Shortest Path First, OSPF)
3、自治系統間的路由選擇：邊界網關協議(Broder Gateway Protocol, BGP)
為什麼要使用不同的AS間和AS內部路由選擇協議？
實現廣播的方法
1、無控制洪泛。該方法要求源結點向它的所有鄰居發送分組的副本。當某結點接收了一個廣播分組時，它復制該分組並向它的所有鄰居（除了從其接收該分組的那個鄰居）轉發之。
致命缺點： 廣播風暴 ，如果圖具有圈，那麼每個廣播分組的一個或多個分組副本將無休止地循環。
2、受控洪泛。用於避免廣播風暴，關鍵在於正確選擇何時洪泛分組，何時不洪泛分組。受控洪泛有兩種方法：序號控制洪泛、反向路徑轉發(Reverse Path Forwarding, RPF)
3、生成樹廣播。雖然序號控制洪泛和RPF能避免廣播風暴，但是它們不能完全避免冗餘廣播分組的傳輸。
多播：將分組從一個或多個發送方交付到一組接收方
每台主機有一個唯一的IP單播地址，該單播地址完全獨立於它所參與的多播組的地址。
網際網路網路層多播由兩個互補組件組成：網際網路組管理協議(Internet Group Management Protocol, IGMP)和多播路由選擇協議
IGMP只有三種報文類型：membership_query報文，membership_report報文，leave_group報文。
與ICMP類似，IGMP報文也是承載在一個IP數據報中。
網際網路中使用的多播路由選擇
1、距離向量多播路由選擇協議
2、協議無關的多播路由選擇協議
❷ 計算機網路技術簡單題「附答案」
計算機網路技術簡單題「附答案」
一、簡答題:
1.維修計算機應遵循哪些原則?
1.遵循如下原則：⑴先軟後硬⑵硬體故障宜先查外設後查主機⑶先電源後負載⑷先一般後特殊 ⑸先公用後專用⑹先簡單後復雜。
2.計算機ATX電源PG信號的作用。
.PG電源好信號，系統啟動前(電源打開後0.1～0.5 s發出該信號)進行內部檢查和測試，測試通過則發給主板一個信號，故電源的開啟受控於主板上的電源監控部件。PG信號非常重要，即使各路輸出都正常，如果沒有PG信號，主板仍舊無法工作;如果PG信號的時序不對，也不會開機。
3.顯示晶元組的作用是什麼?
為什麼說它直接影響顯卡的性能? 顯示晶元組的主要任務是處理系統輸入的視頻信息並將其進行構建、渲染等工作。在電腦的數據處理過程中，CPU將其運算處理後的顯示信息通過數據匯流排傳輸到GPU下，GPU再進行運算處理，最後通過顯卡的15針的接頭顯示在屏幕上。因此，GPU性能是決定整個顯卡性能的關鍵。
4.機箱的作用是什麼?
應從哪些方面綜合評價機箱的優劣?機箱的哪些問題可以造成人身傷害和器件損壞? 機箱的主要作用是放置和固定各電腦配件，起到一個承托和保護作用;此外，電腦機箱還具有屏蔽電磁輻射的重要作用。機箱的製作工藝不良，可能贊成人員皮膚;電磁屏蔽不良，可造成機箱內輻射外泄而影響作用者身體健康;若機箱電源有問題，可造成使用觸電
5.什麼是CCC認證?
如何辨認電源是否符合CCC標准?國家認監委制定了《強制性產品認證標志管理
辦法》將原有的`產品安全認證(CCEE)、進口安全質量許可制度(CCIB)和電磁兼容認證(EMC)整合，整體認證法則與國際接軌，這就是CCC(ChinaCompulsoryCertification，又稱3C)認證的內容。符合CCC標準的電源上必須貼有CCC認證標記。
6.電腦最小系統包含哪些基本配件?
為什麼在完全組裝電腦前先要測試最小系統?最小系統正常工作的標志是什麼?電腦最小系統包含電源、主板、CPU、內存、顯卡和顯示器。在組裝電腦前先測試最小系統可以確定這些關鍵部件本身運行正常，以免放入機箱後再插撥容易造成其他配件損壞。最小系統正常工作的標志是顯示器可以正常點亮，再接上鍵盤便可以進行BIOS設置
7.微機電源常見有哪些故障?
燒保險、開機無任何反應、開機低頻叫聲等。
8.計算機常見故障的判斷方法有哪些?
直接觀察、清潔檢查法、拔插法、替換法、測量法比較法等。
9.什麼是CMOS?
什麼情況下需要與CMOS打交道?CMOS電池無電，須換電池;CMOS供電電路壞，須修供電電路;CMOS本身壞，須換CMOS等。
10、CRT顯示器由哪些部分組成?
CRT顯示器由顯像管、控制電路、機殼等三部分組成。顯像管由電子槍、偏轉線圈和熒光屏構成。控制電路主要包含6大功能電路：電源電路;視頻及信號處理電路;行掃描電路;場掃描電路;顯像管電路
;❸ 計算機網路（原書第7版）讀後感100字
《計算機網路（原書第7版）》是一本由James F. Kurose / Keith W. Ross著作，機械工業出版社出版的平裝圖書，本書定價：89.00元，頁數：480，特精心從網路上整理的一些讀者的讀後感，希望對大家能有幫助。
《計算機網路（原書第7版）》讀後感(一)：習題翻譯的真拉
第四章課後習題，p19「數據包從輸出埠2發送到輸入埠1」第多少次把輸出和輸入翻譯反了？習題錯誤根本數不過來，有的壓根不成句，還有的名詞和正文不一致，還有的不指明條件和問題，還有的完全和英文原文意思相反。翻譯的東西自己看過一遍嗎？不想翻可以不翻，弄這么多誤人子弟的東西，這是教科書不是小說，請態度稍微認真一點好嗎？
《計算機網路（原書第7版）》讀後感(二)：廢話太多 真的不是一本好書
很多東西一句話就能說明白 為什麼要重復那麼多遍呢。此書不利於建立對計算機網路系統性的深入認識，了解個大概還可以。大量借鑒TCP/IP suite 一書，但是卻是低配廢話冗餘版。
真的不是一本好書，誤人子弟。當科普讀物可以，拿來學習理解提升系統認知還是應付考試都是不值得的。本科看了這本書硬是把簡單的弄復雜了，碩士期間重讀發現甚至比不上謝希仁老師的中文版。翻譯倒是很良心，佩服譯者是怎麼忍耐如此多的廢話的。
《計算機網路（原書第7版）》讀後感(三)：垃圾翻譯！
譯者虧你還是個大學老師，翻譯得這么垃圾！！！！！！！！！！！！！！！ 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。 我建議你轉行不要當老師了。
❹ 計算機網路第4章（網路層）
計算機網路微課堂 的筆記整理
筆記也放到了 我的github 和 我的gitee 上
一種觀點：讓網路負責可靠交付
發送方 發送給 接收方 的所有分組都沿著同一條虛電路傳送
另一種觀點：網路提供數據報服務
發送方 發送給 接收方 的分組可能沿著不同路徑傳送
A類地址
B類地址
C類地址
練習
IP 地址的指派范圍
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特點
(1) IP 地址是一種分等級的地址結構 。分兩個等級的好處是：
(2) 實際上 IP 地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的介面 。
(3) 用轉發器或網橋連接起來的若干個區域網仍為一個網路 ，因此這些區域網都具有同樣的網路號 net-id。
(4) 所有分配到網路號 net-id 的網路，無論是范圍很小的區域網，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網，都是平等的。
在 ARPANET 的早期，IP 地址的設計確實不夠合理：
如果想要將原來的網路劃分成三個獨立的網路
所以是否可以從主機號部分借用一部分作為子網號
基本思路
劃分為三個子網後對外仍是一個網路
舉例
例子1
例子2
默認子網掩碼
無分類域間路由選擇 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
舉例
給定一個IPv4地址快，如何將其劃分成幾個更小的地址塊，並將這些地址塊分配給互聯網中不同網路，進而可以給各網路中的主機和路由器介面分配IPv4地址
劃分子網的IPv4就是定長的子網掩碼
舉例
無分類編址的IPv4就是變長的子網掩碼
舉例
舉例
源主機如何知道目的主機是否與自己在同一個網路中，是直接交付，還是間接交付？
主機C如何知道路由器R的存在？
路由器收到IP數據報後如何轉發？
假設IP數據報首部沒有出錯，路由器取出IP數據報首部各地址欄位的值
接下來路由器對該IP數據報進行查表轉發
路由器是隔離廣播域的
靜態路由配置
舉例
默認路由
舉例
默認路由可以被所有網路匹配，但路由匹配有優先順序，默認路由是優先順序最低的
特定主機路由
舉例
有時候，我們可以給路由器添加針對某個主機的特定主機路由條目
一般用於網路管理人員對網路的管理和測試
靜態路由配置錯誤導致路由環路
舉例
假設將R2的路由表中第三條目錄配置錯了下一跳
這導致R2和R3之間產生了路由環路
聚合了不存在的網路而導致路由環路
舉例
正常情況
錯誤情況
解決方法
網路故障而導致路由環路
舉例
解決方法
添加故障的網路為黑洞路由
❺ 計算機網路謝希仁編著的第六版第四章課後習題答案
第4 章 網路層
4-01網路層向上提供的服務有哪兩種？試比較其優缺點。
答案：虛電路服務和數據報服務。
虛電路的優點：虛電路服務是面向連接的，網路能夠保證分組總是按照發送順序到達目的站，且不丟失、不重復，提供可靠的端到端數據傳輸；目的站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號，使分組的控制信息部分的比特數減少，減少了額外開銷；端到端的差錯處理和流量控制可以由分組交換網負責，也可以由用戶機負責。虛電路服務適用於通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合。
虛電路的缺點：虛電路服務必須建立連接；屬於同一條虛電路的分組總是按照同一路由進行轉發；當結點發生故障時，所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作。
數據報的優點：數據報服務不需要建立連接；每個分組獨立選擇路由進行轉發，當某個結點發生故障時，後續的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性。數據報服務的靈活性好，適用於傳輸可靠性要求不高、通信子網負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合。
數據報的缺點：數據報服務是面向無連接的，到達目的站時不一定按發送順序，傳輸中的分組可能丟失和重復，提供面向無連接的、不可靠的數據傳輸；每個分組都要有目的站的全地址；當網路發生故障是，出故障的結點可能會丟失數據，一些路由可能會發生變化；端到端的差錯處理和流量控制只由主機負責。
答案太多傳不上來，留下郵箱可以發給你..........
❻ 計算機網路第四章（網路層）
4.1、網路層概述
簡介
網路層的主要任務是 實現網路互連 ，進而 實現數據包在各網路之間的傳輸
這些異構型網路N1~N7如果只是需要各自內部通信，他們只要實現各自的物理層和數據鏈路層即可
但是如果要將這些異構型網路互連起來，形成一個更大的互聯網，就需要實現網路層設備路由器
有時為了簡單起見，可以不用畫出這些網路，圖中N1~N7，而將他們看做是一條鏈路即可
要實現網路層任務，需要解決一下主要問題：
網路層向運輸層提供怎樣的服務（「可靠傳輸」還是「不可靠傳輸」）
在數據鏈路層那課講過的可靠傳輸，詳情可以看那邊的筆記：網路層對以下的 分組丟失 、 分組失序 、 分組重復 的傳輸錯誤採取措施，使得接收方能正確接受發送方發送的數據，就是 可靠傳輸 ，反之，如果什麼措施也不採取，則是 不可靠傳輸
網路層定址問題
路由選擇問題
路由器收到數據後，是依據什麼來決定將數據包從自己的哪個介面轉發出去？
依據數據包的目的地址和路由器中的路由表
但在實際當中，路由器是怎樣知道這些路由記錄？
由用戶或網路管理員進行人工配置，這種方法只適用於規模較小且網路拓撲不改變的小型互聯網
另一種是實現各種路由選擇協議，由路由器執行路由選擇協議中所規定的路由選擇演算法，而自動得出路由表中的路有記錄，這種方法更適合規模較大且網路拓撲經常改變的大型互聯網
補充 網路層（網際層） 除了 IP協議 外，還有之前介紹過的 地址解析協議ARP ，還有 網際控制報文協議ICMP ， 網際組管理協議IGMP
總結
4.2、網路層提供的兩種服務
在計算機網路領域，網路層應該向運輸層提供怎樣的服務（「 面向連接 」還是「 無連接 」）曾引起了長期的爭論。
爭論焦點的實質就是： 在計算機通信中，可靠交付應當由誰來負責 ？是 網路 還是 端系統 ？
面向連接的虛電路服務
一種觀點：讓網路負責可靠交付
這種觀點認為，應藉助於電信網的成功經驗，讓網路負責可靠交付，計算機網路應模仿電信網路，使用 面向連接 的通信方式。
通信之前先建立 虛電路 (Virtual Circuit)，以保證雙方通信所需的一切網路資源。
如果再使用可靠傳輸的網路協議，就可使所發送的分組無差錯按序到達終點，不丟失、不重復。
發送方 發送給 接收方 的所有分組都沿著同一條虛電路傳送
虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲轉發方式傳送，而並不是真正建立了一條物理連接。
請注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。
因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但並不完全一樣
無連接的數據報服務
另一種觀點：網路提供數據報服務
互聯網的先驅者提出了一種嶄新的網路設計思路。
網路層向上只提供簡單靈活的、 無連接的 、 盡最大努力交付 的 數據報服務 。
網路在發送分組時不需要先建立連接。每一個分組（即 IP 數據報）獨立發送，與其前後的分組無關（不進行編號）。
網路層不提供服務質量的承諾 。即所傳送的分組可能出錯、丟失、重復和失序（不按序到達終點），當然也不保證分組傳送的時限。
發送方 發送給 接收方 的分組可能沿著不同路徑傳送
盡最大努力交付
如果主機（即端系統）中的進程之間的通信需要是可靠的，那麼就由網路的 主機中的運輸層負責可靠交付（包括差錯處理、流量控制等） 。
採用這種設計思路的好處是 ：網路的造價大大降低，運行方式靈活，能夠適應多種應用。
互連網能夠發展到今日的規模，充分證明了當初採用這種設計思路的正確性。
虛電路服務與數據報服務的對比
對比的方面 虛電路服務 數據報服務
思路 可靠通信應當由網路來保證 可靠通信應當由用戶主機來保證
連接的建立 必須有 不需要
終點地址 僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號 每個分組都有終點的完整地址
分組的轉發 屬於同一條虛電路的分組均按照同一路由進行轉發 每個分組獨立選擇路由進行轉發
當結點出故障時 所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作 出故障的結點可能會丟失分組，一些路由可能會發生變化
分組的順序 總是按發送順序到達終點 到達終點時不一定按發送順序
端到端的差錯處理和流量控制 可以由網路負責，也可以由用戶主機負責 由用戶主機負責
4.3、IPv4
概述
分類編制的IPv4地址
簡介
每一類地址都由兩個固定長度的欄位組成，其中一個欄位是 網路號 net-id ，它標志主機（或路由器）所連接到的網路，而另一個欄位則是 主機號 host-id ，它標志該主機（或路由器）。
主機號在它前面的網路號所指明的網路范圍內必須是唯一的。
由此可見， 一個 IP 地址在整個互聯網范圍內是唯一的 。
A類地址
B類地址
C類地址
練習
總結
IP 地址的指派范圍
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特點
(1) IP 地址是一種分等級的地址結構 。分兩個等級的好處是：
第一 ，IP 地址管理機構在分配 IP 地址時只分配網路號，而剩下的主機號則由得到該網路號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。
第二 ，路由器僅根據目的主機所連接的網路號來轉發分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數大幅度減少，從而減小了路由表所佔的存儲空間。
(2) 實際上 IP 地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的介面 。
當一個主機同時連接到兩個網路上時，該主機就必須同時具有兩個相應的 IP 地址，其網路號 net-id 必須是不同的。這種主機稱為 多歸屬主機 (multihomed host)。
由於一個路由器至少應當連接到兩個網路（這樣它才能將 IP 數據報從一個網路轉發到另一個網路），因此 一個路由器至少應當有兩個不同的 IP 地址 。
(3) 用轉發器或網橋連接起來的若干個區域網仍為一個網路 ，因此這些區域網都具有同樣的網路號 net-id。
(4) 所有分配到網路號 net-id 的網路，無論是范圍很小的區域網，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網，都是平等的。
劃分子網的IPv4地址
為什麼要劃分子網
在 ARPANET 的早期，IP 地址的設計確實不夠合理：
IP 地址空間的利用率有時很低。
給每一個物理網路分配一個網路號會使路由表變得太大因而使網路性能變壞。
兩級的 IP 地址不夠靈活。
如果想要將原來的網路劃分成三個獨立的網路
所以是否可以從主機號部分借用一部分作為子網號
但是如果未在圖中標記子網號部分，那麼我們和計算機又如何知道分類地址中主機號有多少比特被用作子網號了呢？
所以就有了劃分子網的工具： 子網掩碼
從 1985 年起在 IP 地址中又增加了一個「 子網號欄位 」，使兩級的 IP 地址變成為 三級的 IP 地址 。
這種做法叫做 劃分子網 (subnetting) 。
劃分子網已成為互聯網的正式標准協議。
如何劃分子網
基本思路
劃分子網純屬一個 單位內部的事情 。單位對外仍然表現為沒有劃分子網的網路。
從主機號 借用 若干個位作為 子網號 subnet-id，而主機號 host-id 也就相應減少了若干個位。
凡是從其他網路發送給本單位某個主機的 IP 數據報，仍然是根據 IP 數據報的 目的網路號 net-id，先找到連接在本單位網路上的路由器。
然後 此路由器 在收到 IP 數據報後，再按 目的網路號 net-id 和 子網號 subnet-id 找到目的子網。
最後就將 IP 數據報直接交付目的主機。
劃分為三個子網後對外仍是一個網路
優點
1. 減少了 IP 地址的浪費 2. 使網路的組織更加靈活 3. 更便於維護和管理
劃分子網純屬一個單位內部的事情，對外部網路透明 ，對外仍然表現為沒有劃分子網的一個網路。
子網掩碼
(IP 地址) AND (子網掩碼) = 網路地址 重要，下面很多相關知識都會用到
舉例
例子1
例子2
默認子網掩碼
總結
子網掩碼是一個網路或一個子網的重要屬性。
路由器在和相鄰路由器交換路由信息時，必須把自己所在網路（或子網）的子網掩碼告訴相鄰路由器。
路由器的路由表中的每一個項目，除了要給出目的網路地址外，還必須同時給出該網路的子網掩碼。
若一個路由器連接在兩個子網上，就擁有兩個網路地址和兩個子網掩碼。
無分類編址的IPv4地址
為什麼使用無分類編址
無分類域間路由選擇 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特點
CIDR使用各種長度的「 網路前綴 」(network-prefix)來代替分類地址中的網路號和子網號。
IP 地址從三級編址（使用子網掩碼）又回到了兩級編址 。
如何使用無分類編址
舉例
路由聚合（構造超網）
總結
IPv4地址的應用規劃
給定一個IPv4地址快，如何將其劃分成幾個更小的地址塊，並將這些地址塊分配給互聯網中不同網路，進而可以給各網路中的主機和路由器介面分配IPv4地址
定長的子網掩碼FLSM（Fixed Length Subnet Mask）
劃分子網的IPv4就是定長的子網掩碼
舉例
通過上面步驟分析，就可以從子網1 ~ 8中任選5個分配給左圖中的N1 ~ N5
採用定長的子網掩碼劃分，只能劃分出2^n個子網，其中n是從主機號部分借用的用來作為子網號的比特數量，每個子網所分配的IP地址數量相同
但是也因為每個子網所分配的IP地址數量相同，不夠靈活，容易造成IP地址的浪費
變長的子網掩碼VLSM（Variable Length Subnet Mask）
無分類編址的IPv4就是變長的子網掩碼
舉例
4.4、IP數據報的發送和轉發過程
舉例
源主機如何知道目的主機是否與自己在同一個網路中，是直接交付，還是間接交付？
可以通過 目的地址IP 和 源地址的子網掩碼 進行 邏輯與運算 得到 目的網路地址
如果 目的網路地址 和 源網路地址 相同 ，就是 在同一個網路 中，屬於 直接交付
如果 目的網路地址 和 源網路地址 不相同 ，就 不在同一個網路 中，屬於 間接交付 ，傳輸給主機所在網路的 默認網關 （路由器——下圖會講解）,由默認網關幫忙轉發
主機C如何知道路由器R的存在？
用戶為了讓本網路中的主機能和其他網路中的主機進行通信，就必須給其指定本網路的一個路由器的介面，由該路由器幫忙進行轉發，所指定的路由器，也被稱為 默認網關
例如。路由器的介面0的IP地址192.168.0.128做為左邊網路的默認網關
主機A會將該IP數據報傳輸給自己的默認網關，也就是圖中所示的路由器介面0
路由器收到IP數據報後如何轉發？
檢查IP數據報首部是否出錯：
若出錯，則直接丟棄該IP數據報並通告源主機
若沒有出錯，則進行轉發
根據IP數據報的目的地址在路由表中查找匹配的條目：
若找到匹配的條目，則轉發給條目中指示的嚇一跳
若找不到，則丟棄該數據報並通告源主機
假設IP數據報首部沒有出錯，路由器取出IP數據報首部各地址欄位的值
接下來路由器對該IP數據報進行查表轉發
逐條檢查路由條目，將目的地址與路由條目中的地址掩碼進行邏輯與運算得到目的網路地址，然後與路由條目中的目的網路進行比較，如果相同，則這條路由條目就是匹配的路由條目，按照它的下一條指示，圖中所示的也就是介面1轉發該IP數據報
路由器是隔離廣播域的
4.5、靜態路由配置及其可能產生的路由環路問題
概念
多種情況舉例
靜態路由配置
舉例
默認路由
舉例
默認路由可以被所有網路匹配，但路由匹配有優先順序，默認路由是優先順序最低的
特定主機路由
舉例
有時候，我們可以給路由器添加針對某個主機的特定主機路由條目
一般用於網路管理人員對網路的管理和測試
多條路由可選，匹配路由最具體的
靜態路由配置錯誤導致路由環路
舉例
假設將R2的路由表中第三條目錄配置錯了下一跳
這導致R2和R3之間產生了路由環路
聚合了不存在的網路而導致路由環路
舉例
正常情況
錯誤情況
解決方法
黑洞路由的下一跳為null0，這是路由器內部的虛擬介面，IP數據報進入它後就被丟棄
網路故障而導致路由環路
舉例
解決方法
添加故障的網路為黑洞路由
假設。一段時間後故障網路恢復了
R1又自動地得出了其介面0的直連網路的路由條目
針對該網路的黑洞網路會自動失效
如果又故障
則生效該網路的黑洞網路
總結
4.6、路由選擇協議
概述
網際網路所採用的路由選擇協議的主要特點
網際網路採用分層次的路由選擇協議
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 之間的路由選擇協議用以確定分組在 AS之間的路由。
自治系統之間的路由選擇簡稱為域間路由選擇，自治系統內部的路由選擇簡稱為域內路由選擇
域間路由選擇使用外部網關協議EGP這個類別的路由選擇協議
域內路由選擇使用內部網關協議IGP這個類別的路由選擇協議
網關協議 的名稱可稱為 路由協議
常見的路由選擇協議
❼ 計算機網路第4章
《計算機網路》第04章在線測試
《計算機網路》第04章在線測試
第一題、單項選擇題（每題1分，5道題共5分）
1、1. TCP/IP體系結構的網路層提供的服務是（ C）。
A、虛電路服務 B、電路服務
C、數據報服務 D、無差錯服務
2、2. IP地址202.196.64.4的類型是（B ）。
A、D類 B、C類
C、B類 D、A類
3、3. 如果想組建一個約可以連接四萬多台主機的網路，進行網路規劃時，需要選擇的IP地址類型為（C ）。 A. B. C. D.
A、D類 B、C類
C、B類 D、A類
4、4. 主機A發送IP分組給B，中間經過3個路由器。那麼在IP分組的發送過程中，需要使用的ARP的次數為（ D）。
A、1次 B、2次
C、3次 D、4次
5、5. 某自治系統採用RIP協議，若該自治系統內的路由器R1收到其鄰居路由器R2的距離向量中包含信息＜net1,16＞，則可能得出的結論是（D ）。
A、R1可以經過R2到達net1，跳數為17 B、R1可以到達net1，跳數為16
C、R2可以經過R1到達net1，跳數為17 D、R1不能經過R2到達net1
第二題、多項選擇題（每題2分，5道題共10分）
1、1. IP提供的服務有（ BCD）。
A、面向連接
B、面向無連接
C、不可靠
D、盡最大努力
E、保證數據不丟失
2、2. 進行IP數據報分片的設備是（ ）。ACE / ACDE是錯誤的
A、源主機
B、目的主機
C、交換機
D、網卡
E、路由器
3、3. 導致發送ICMP目的地不可達報告報文的情況有（ ABCD）。
A、網路不可達
B、主機不可達
C、協議不可達
D、埠不可達
E、路由器不可達
4、4. 劃分子網後IP地址的組成部分有（ ABD）。
A、網路號
B、子網號
C、層次號
D、主機號
E、子網掩碼
5、5. IP數據報首部中，控制分片和重組的欄位有（ABC ）。
A、標識
B、標志
C、片偏移
D、協議
E、報頭長度
第三題、判斷題（每題1分，5道題共5分）
1、1. 一個主機可以有多個公用IP地址，多個主機也可以使用同一個公用IP地址。（F ）
正確 錯誤
2、2. 假設一個IP數據報的首部長度為20位元組，數據部分為3000位元組，「DF」標志位等於0。現在要通過一個MTU＝1520位元組的網路傳送IP數據報，則該數據報需要劃分2個分片。（ F）
正確 錯誤
3、3. OSPF報文不使用UDP，而是直接使用IP數據報進行傳送的。 （ T）
正確 錯誤
4、4. 採用默認路由，路由器可以減少路由表所佔用的空間和搜索路由表所用的時間。（ T）
正確 錯誤
5、5. IP數據報中「首部校驗和」欄位僅對首部進行校驗，不對數據區進行校驗。(T )
正確 錯誤