❶ 【计算机网络】学习笔记，第二篇：物理层（谢希仁版）
说明：
物理层的基本概念在于传输媒体，而不是具体的硬件设备或通讯手段。其作用是屏蔽差异，使数据链路层专注于协议和服务，而不考虑物理媒体和通讯手段。物理层的主要任务涉及传输媒体的特性。
数据通讯系统分为三部分：源系统、传输系统和目的系统。信息交互方式多样，调制是将基带信号转换为适合信道传输的信号形式。常用编码方式包括曼彻斯特编码和不归零制，其中曼彻斯特编码具有自同步能力。
信道的极限容量受频率范围和信噪比的影响。香农公式描述了数据传输速率与信噪比的关系，即信道的极限数据传输速率等于带宽乘以信噪比的对数。
传输媒体可以分为引导型和非引导型。引导型包括双绞线、同轴电缆和光缆，非引导型则依赖于无线传输。每种媒体都有其特点和应用范围。
复用技术包括频分复用、时分复用和统计时分复用，以及波分复用。它们允许多个用户共享同一信道，提高资源利用率。
数字传输系统早期采用模拟传输方式，随着技术发展，现代系统主要采用PCM数字传输方式。同步光纤网和同步数字系列是现代传输网络的重要组成部分。
带宽接入技术包括ADSL、第二代ADSL和FTTx技术。ADSL利用现有电话线提供宽带服务，第二代ADSL改进了数据传输率。FTTx技术，尤其是无源光网络（PON），为宽带接入提供了高效方案。
文章旨在全面介绍物理层的基本概念、数据通讯基础、信道容量、传输媒体、复用技术、数字传输系统以及带宽接入技术。欢迎留言交流，感谢支持。
❷ 计算机网络第1章（概述）
计算机网络微课堂 的笔记整理
笔记也放到了 我的github 和 我的gitee 上
代表着主机
代表服务器
代表着路由器
代表着网络
中国互联网络信息中心CNNIC
网络：网络（Network）由若干 结点（Node） 和连接这些结点的 链路（Link） 组成。
互连网（互联网）：多个网络通过路由器互连起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互连网（互联网）。因此，互联网又称为“网络的网络（Network of Networks）”。
因特网：因特网（Internet）是世界上最大的互连网络（用户数以亿计，互连的网络数以百万计）。
因特网服务提供者 ISP ( I nternet S ervice P rovider)
中国的三大 ISP ：中国电信，中国联通和中国移动
基于ISP的三层结构的因特网
端系统之间通信的含义
“主机 A 和主机 B 进行通信”实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。 即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。简称为“计算机之间通信”。
端系统之间的通信方式通常可划分为两大类：
客户-服务器方式：
对等连接方式：
网络核心部分是互联网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
在网络核心部分起特殊作用的是 路由器 (router)。
路由器 是实现 分组交换 (packet switching) 的关键构件，其任务是 转发 收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
发送方
路由器
接收方
报文交换中的交换结点也采用存储转发方式，但报文交换对报文的大小没有限制，这就要求交换结点需要较大的缓存空间。报文交换主要用于早期的电报通信网，现在较少使用， 通常被较先进的分组交换方式所取代 。
分析：
电路交换：
报文交换：
分组交换：
按交换技术分类：
按使用者分类：
按传输介质分类：
按覆盖范围分类：
作用范围通常为几十到几千公里，因而有时也称为远程网（long haul network）。广域网是互联网的核心部分，其任务是通过长距离（例如，跨越不同的国家）运送主机所发送的数据。
作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城市
一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连（速率通常在 10 Mbit/s 以上），但地理上范围较小（1 km 左右）
就是在个人工作的地方把个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络。
按拓扑结构分类：
时延时指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。
网络时延由几部分组成：
主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
主机或路由器在收到分组时要花费一定时间进行处理
分组在进过网络传输时，要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
互联网上的信息不仅仅单方向传输而是双向交互的。因此，我们有时很需要知道 双向交互一次所需的时间 。
利用率有 信道利用率 和 网络利用率 两种。
物理层问题
数据链路层问题
网络层问题
运输层问题
应用层问题
总结
例子：主机的浏览器如何与Web服务器进行通信
解析：
主机和Web服务器之间基于网络的通信，实际上是主机中的 浏览器应用进程 与Web服务器中的 Web服务器应用进程 之间基于 网络的通信
体系结构的各层在整个过程中起到怎样的作用？
1、发送方发送
❸ 计算机网络第4章（网络层）
计算机网络微课堂 的笔记整理
笔记也放到了 我的github 和 我的gitee 上
一种观点：让网络负责可靠交付
发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
另一种观点：网络提供数据报服务
发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送
A类地址
B类地址
C类地址
练习
IP 地址的指派范围
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是：
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口 。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：
如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路
所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号
基本思路
划分为三个子网后对外仍是一个网络
举例
例子1
例子2
默认子网掩码
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
举例
给定一个IPv4地址快，如何将其划分成几个更小的地址块，并将这些地址块分配给互联网中不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址
划分子网的IPv4就是定长的子网掩码
举例
无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码
举例
举例
源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中，是直接交付，还是间接交付？
主机C如何知道路由器R的存在？
路由器收到IP数据报后如何转发？
假设IP数据报首部没有出错，路由器取出IP数据报首部各地址字段的值
接下来路由器对该IP数据报进行查表转发
路由器是隔离广播域的
静态路由配置
举例
默认路由
举例
默认路由可以被所有网络匹配，但路由匹配有优先级，默认路由是优先级最低的
特定主机路由
举例
有时候，我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目
一般用于网络管理人员对网络的管理和测试
静态路由配置错误导致路由环路
举例
假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳
这导致R2和R3之间产生了路由环路
聚合了不存在的网络而导致路由环路
举例
正常情况
错误情况
解决方法
网络故障而导致路由环路
举例
解决方法
添加故障的网络为黑洞路由
❹ 计算机网络笔记——数据链路层（停等协议、GBN、SR）
流量控制：防止发送端发送和接收端接收速度不匹配造成传输错误
传输层和数据链路层均有流量控制，但是控制手法不一样
传输层：端到端，接收端向发送端发送一个窗口公告。告诉发送端目前我能接收多少
数据链路层：点到点，接收端接收不下的就不回复确认（ack），让发送端自己重传
涉及协议较多分批写
优点 ：最简单的控制协议
缺点 ：但是性能较弱,信道利用率低
控制方法 ：
发送方：发送一个帧
接收方：接收到帧后返回改帧的ack
发送方：接收到ack后发送下一个帧
差错控制 ：
注意 ：
滑动窗口协议是基于停止等待协议的优化版本
停止等待协议性能是因为需要等待ack之后才能发送下一个帧，在传送的很长时间内信道一直在等待状态
滑动窗口则利用缓冲思想，允许连续发送(未收到ack之前)多个帧，以加强信道利用
窗口 ：其实就是缓冲帧的一个容器，将处理好的帧发送到缓冲到窗口，可以发送时就可以直接发送，借此优化性能。一个帧对应一个窗口。
GBN是滑动窗口中的一种，其中 发送窗口 > 1 , 接收窗口=1 因发送错误后需要退回到最后正确连续帧位置开始重发，故而得名。
控制方法 ：
发送端：在将发送窗口内的数据连续发送
接收端：收到一个之后向接收端发送累计确认的ack
发送端：收到ack后窗口后移发送后面的数据
累计确认 ：累计确认允许接收端一段时间内发送一次ack而不是每一个帧都需要发送ack。该确认方式确认代表其前面的帧都以正确接收到
eg:发送端发送了编号 0,1,2,3,4,5 的帧，等待一段时间后（超过3的超时计时器）累计收到的ack对应 0,2 帧，则证明已经成功 0,1,2 均已经成功接收， 3 传输错误。并且哪怕 4,5 两个帧接收成功后也不会返回 4,5 的ack会一直等待从 3 开始重传
差错控制 ：
发送帧丢失、ack丢失、ack迟到 等处理方法基本和停等协议相同，不同的是采用累计确认恢复的方式，当前面的帧出错之后后面帧无论是否发送成功都要重传
优点：信道利用率高（利用窗口有增加发送端占用，并且减少ack回复次数）
缺点：累计确认使得该方法只接收正确顺序的帧，而不接受乱序的帧，错误重传浪费严重
发送窗口大小问题
窗口理论上是越多性能越好，但是窗口不能无限大，n比特编码最大只能2^(n-1)个窗口，否则会造成帧无法区分（本质就是留了一个比特区分两组帧）
SR协议可以说是GBN的plus版本，在GBN的基础上改回每一个帧都要确认的机制，解决了累计确认只接收顺序帧的弊端只需要重发错误帧。
其中 发送窗口 > 1 , 接收窗口 > 1 , 接收窗口 > 发送窗口 (建议接 收窗口 = 发送窗口 接收窗口少了溢出多了浪费).
控制方法 ：
发送端：将窗口内的数据连续发送
接收端：收到一个帧就将该帧缓存到窗口中并回复一个ack
接收端：接收到顺序帧后将数据提交给上层并接收窗口后移（若接收到的帧不是连续的顺序帧时接收窗口不移动）
发送端：接收到顺序帧的ack后发送窗口后移（同理发送窗口接收到的ack不连续也不移动）
差错控制 ：
发送帧丢失、ack丢失、ack迟到 三类处理方式仍然和停等协议相同，不同的是SR向上层提交的是多个连续帧，停等只提交一个帧（不连续的帧要等接收或重传完成后才会提交）
发送窗口大小问题
同GBN一样，发送窗口和接收窗口都不能无限多，且不说缓存容量问题，当两组帧同时发送时会造成无法区分，大小上限仍然是2^(n-1)个窗口（本质就是留了一个比特写组号）
窗口大小这里留一张截图，方便理解
假设窗口大小都为3（图中编号到了3是借4窗口的图，正常应编号到2,但是不妨碍理解）
左边是错误重发，第一组的0帧ack丢失了
右边是正常收发
三种协议对比：
停等协议：单线程的傻子，简单不易出错，但是效率极其低下
GBN：假的多线程(接收端太坑啦)，接收端是情种，只等待自己哪一个帧，丢弃了后来的帧
SR：多线程，接收端有收藏癖，等待集齐一套召唤神龙（提交给上层这只神龙……）
❺ 计算机网络总结:计算机网络重点知识总结
《计算机网络》课程总结
目录
一、 对老师的印象
二、 对计算机网络的认识
三、 计算机网络实践课程的学习历程与收获
四、灶悉丛 计算机网络笔记整理
五、 总结
对老师的印象
一、 整体印象
对于老师的印象应该追溯到上个学期，上个学期选了短学期的课《数据结构课程设计》，当时选择这门课的时候并没有考虑自己是否对它了解
只是为了单纯的凑学分。但是通过第一节课的了解，感觉天都塌了下来。这个课的基础是C 语言和《数据结构》，这两门课我其实都没有学过，我感觉老师说的真的很对，没有学过这些就可以退掉这门课，我们果断退掉了这门课。当时对老师的印象就是很严格，要求很高，后来我们想想其实是对课程本身的一种恐惧感。
二、二次印象
老师真是太敬业啦，其实从老师进教室的那一刻就看出老师挺着肚子，有了宝宝。当时就想，老师都这样了为什么还要来上课，很是佩服老师的敬业精神。而且以前陆大严格的影响全都被老师的讲课的内容所掩盖，我没有上过老师的课，但第一次上老师的就感觉老师教的很好，其实大学里好多老师的学历很高，但有些老师真的不会讲课，至少让大部分同学感觉他讲的不好。但是我感觉老师在讲课方面很有自己的想法。
三、对同学的态度
在《计算机网络课程设计》的实验课上，老师给我们操作演示，为每一个学生悉心指导，我觉得老师真的很亲民，对于网络的搭建，老师给我们演示了web 服务的构建，DNS 服务器和FTP 的设置，以及最终的客户端设置，很少有老师这样耐心指导。最后老师收作业的方式也是很好，避免了有的同学投机，我觉得很不错。
对计算机网络的认识
一、定义
计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
二、发展历程
1. 第一代计算机网络
其实计算机的发展速度远超过人们的想象，在20世纪50年代，人们利用通信线路，将多台终端设备连接到一台计算机上，构成“主机-终端”系统，这里的终端不能够单独进行数据处理，仅能完成简单的输入输出，所有数据处理和通信处理任务均由计算机主机完成。现在的终端指的就是一台独立的计算机，不仅可以输入输出，还可以处理数据。其实这个时期并不算是真正的计算机网络，应该称为伪计算机网络。
2. 第二代计算机网络
到了上个世纪60年代，独立的终端有了处理数据的能力，例如美国的
ARPAnet 网络。第二代计算机网络主要用于传输和交换信息，因为没有成熟的操作系统，资源共享不高。
3. 第三代计算机网络
70年代，出现了许多协议，比如TCP/IP协议。其主要特征就是所有的计算机遵守同一种网络协议，突出资源共享（硬件、软件和数据）。
4. 第四代计算机网络
90年代开始，微电子技术、大规模集成电路技术、光通技术和计算机技术不断发展，为计算机网络技术的发展提供了有力的支持。信息综合化和传输高速化是第四代计算机网络的特点。
三、网络传输媒体
网络传输媒体也称，传输介质或传输媒介。就好像一条条水管，所有的自来水从自来水厂到家里，都要经过水管，水管相当于一种媒介。分为有线传输和无线传输。在传输过程中要尽可能保证信号的真实性，所以对于有线传输的材质等要求比较高。
四、网络拓扑
由于在大二时没有学《网络技术基础》，所以这个学期同时学《网络技术基础》和《计算机网络》，前一门课是后一门课的基础，在学习网络拓扑机构的时候，了解到其实总体分为，星型和总线型，对于这个为了更好的理解拓扑结构，我们搭建了一个小型的网络。可以实现三个实验室，每个实验室中的计算机可以相互通信，不同实验室中计算机不可以通信，其实可以形成了树型结构。以下是我利用思科的一个软件做的一个网络拓扑结构：
计算机网络课程设计的学习过程与收隐樱获
一、小组的建立
1. 一开5个人，对于实验任务一直不太理解，只知道要配置三个服务器，分别是DNS 服务器配置、FTP 配置、WEB 服务器配置，一个客户端的配置。在还有一周的时间就要叫作业的时候，我们重新组队，进行认真分析。
2. 实验内容对于实验的能容，每个配置都讲了很多，比较详细。但最让人不能理解的就是必须在Windows server 2003系统下进行操作，这就带来了一个问题，只能在实验室做，其实我们的能力有限，在实验室的两节课根本不够。我们通过学习老师的操作过程，大致了解了配置方法，但是并没有真正理解最后的内在关系。我们在周一晚课时，去实验室进行实验。在操作的过程中，我们不断遇到各种问题，我们通过网络查资料，翻看老师的课件和实验例子，不断的改进，后来我突然明白了他们的内在联系。
3. 具体的原理：首先要配置web 和ftp ，在设置IP 地址时要选择自身计算机的IP 地址，web 需要建立一个网站首页，其实就是一个简单的html 文件。ftp 可以传输文件，所以要在设置ftp 的电脑上新建一个路径，按照老师的要求将小组作业存放在这个路径下。此时可以通过访问web 和ftp 的IP 进行网页的浏览和作业的检查。但是IP 地址不方便记忆，所以要通过DNS 服务器为每个IP
设
置域名。DNS 设置域名是从后往前设置的，依次是新建域，新建区域，新建主机，例如 ，这样就可以通过域名进行访问。最后就是客户端，其实这个是最简单的，只需要将首选DNS 服务器的IP 地址改成配置DNS 服务器的那台计算机的IP 地址就可以啦，这样就可以在任何一台电脑上访问web 和ftp 。
4. 收获：最大的收获就是一定要去做，亲自动手去做才能发现问题。实践去做才能有所收获，在最后成功的那一刻，会有一种成就感。这种成就感是无法被任何其他事情所代替，困难问题是有，但这不是一个奋斗的年纪吗？
计算机网络笔记整理
总结
一、认识
对于计算机的认识是在小学开始，但从小学到大学基本上没有什么深刻的认识改变。只是特别浅层次的认识，比如可以用计算机打字，可以上网查资料，可以玩游戏，可以看视频，可以听歌等等。随着计算机的快速发展，网络的搭建使计算机的价值得到了最大的体现。计算机网络到底怎么连接计算机的，到底是什么组成了那个看不见的网络。
二、收获
1. 首先我知道计算机网络的分类组成，知道局域网，城域网，广域网是什么意思。知道学校其实就是一个局域网，我们每天都会用到的172.18.20.5无线网其实就是局域网。
2. 知道计算机之间是通过传输媒体完成传输，有形媒介和无形媒介，知道双绞线是什么，我们宿舍里用的网线就是双绞线，里面有八根线，每两根在一起。
3. 计算机的数据在传输过程中其实要经过一个复杂的程序，从一个用户到另一个用户，数据分别要经过应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，最终的物理层。
4. 所有的资源共享得益于遵照相同的协议，例如TCP/IP协议，不同的层次之间也会有一个标准的协议进行传输。
5．了解IP 地址的组成，网络号，主机号，A 类、B 类、C 类。路由器IP 地址的配置，网络传输过程中的加密等问题。
❻ 计算机网络第四章（网络层）
4.1、网络层概述
简介
网络层的主要任务是 实现网络互连 ，进而 实现数据包在各网络之间的传输
这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信，他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可
但是如果要将这些异构型网络互连起来，形成一个更大的互联网，就需要实现网络层设备路由器
有时为了简单起见，可以不用画出这些网络，图中N1~N7，而将他们看做是一条链路即可
要实现网络层任务，需要解决一下主要问题：
网络层向运输层提供怎样的服务（“可靠传输”还是“不可靠传输”）
在数据链路层那课讲过的可靠传输，详情可以看那边的笔记：网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施，使得接收方能正确接受发送方发送的数据，就是 可靠传输 ，反之，如果什么措施也不采取，则是 不可靠传输
网络层寻址问题
路由选择问题
路由器收到数据后，是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去？
依据数据包的目的地址和路由器中的路由表
但在实际当中，路由器是怎样知道这些路由记录？
由用户或网络管理员进行人工配置，这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网
另一种是实现各种路由选择协议，由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法，而自动得出路由表中的路有记录，这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网
补充 网络层（网际层） 除了 IP协议 外，还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ，还有 网际控制报文协议ICMP ， 网际组管理协议IGMP
总结
4.2、网络层提供的两种服务
在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”）曾引起了长期的争论。
争论焦点的实质就是： 在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责 ？是 网络 还是 端系统 ？
面向连接的虚电路服务
一种观点：让网络负责可靠交付
这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付，计算机网络应模仿电信网络，使用 面向连接 的通信方式。
通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。
如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。
发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送
虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。
请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。
因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样
无连接的数据报服务
另一种观点：网络提供数据报服务
互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。
网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。
网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。
发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送
尽最大努力交付
如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。
采用这种设计思路的好处是 ：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。
互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
虚电路服务与数据报服务的对比
对比的方面 虚电路服务 数据报服务
思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立 必须有 不需要
终点地址 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址
分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责，也可以由用户主机负责 由用户主机负责
4.3、IPv4
概述
分类编制的IPv4地址
简介
每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是 网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是 主机号 host-id ，它标志该主机（或路由器）。
主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。
由此可见， 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。
A类地址
B类地址
C类地址
练习
总结
IP 地址的指派范围
一般不使用的特殊的 IP 地址
IP 地址的一些重要特点
(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是：
第一 ，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。
第二 ，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。
(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口 。
当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。
由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。
(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。
(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。
划分子网的IPv4地址
为什么要划分子网
在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：
IP 地址空间的利用率有时很低。
给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
两级的 IP 地址不够灵活。
如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路
所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号
但是如果未在图中标记子网号部分，那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢？
所以就有了划分子网的工具： 子网掩码
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”，使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。
这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。
划分子网已成为互联网的正式标准协议。
如何划分子网
基本思路
划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。
然后 此路由器 在收到 IP 数据报后，再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。
最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。
划分为三个子网后对外仍是一个网络
优点
1. 减少了 IP 地址的浪费 2. 使网络的组织更加灵活 3. 更便于维护和管理
划分子网纯属一个单位内部的事情，对外部网络透明 ，对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。
子网掩码
(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要，下面很多相关知识都会用到
举例
例子1
例子2
默认子网掩码
总结
子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上，就拥有两个网络地址和两个子网掩码。
无分类编址的IPv4地址
为什么使用无分类编址
无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。
CIDR 最主要的特点
CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。
IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址 。
如何使用无分类编址
举例
路由聚合（构造超网）
总结
IPv4地址的应用规划
给定一个IPv4地址快，如何将其划分成几个更小的地址块，并将这些地址块分配给互联网中不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址
定长的子网掩码FLSM（Fixed Length Subnet Mask）
划分子网的IPv4就是定长的子网掩码
举例
通过上面步骤分析，就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5
采用定长的子网掩码划分，只能划分出2^n个子网，其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量，每个子网所分配的IP地址数量相同
但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同，不够灵活，容易造成IP地址的浪费
变长的子网掩码VLSM（Variable Length Subnet Mask）
无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码
举例
4.4、IP数据报的发送和转发过程
举例
源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中，是直接交付，还是间接交付？
可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址
如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ，就是 在同一个网络 中，属于 直接交付
如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ，就 不在同一个网络 中，属于 间接交付 ，传输给主机所在网络的 默认网关 （路由器——下图会讲解）,由默认网关帮忙转发
主机C如何知道路由器R的存在？
用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信，就必须给其指定本网络的一个路由器的接口，由该路由器帮忙进行转发，所指定的路由器，也被称为 默认网关
例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关
主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关，也就是图中所示的路由器接口0
路由器收到IP数据报后如何转发？
检查IP数据报首部是否出错：
若出错，则直接丢弃该IP数据报并通告源主机
若没有出错，则进行转发
根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目：
若找到匹配的条目，则转发给条目中指示的吓一跳
若找不到，则丢弃该数据报并通告源主机
假设IP数据报首部没有出错，路由器取出IP数据报首部各地址字段的值
接下来路由器对该IP数据报进行查表转发
逐条检查路由条目，将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址，然后与路由条目中的目的网络进行比较，如果相同，则这条路由条目就是匹配的路由条目，按照它的下一条指示，图中所示的也就是接口1转发该IP数据报
路由器是隔离广播域的
4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题
概念
多种情况举例
静态路由配置
举例
默认路由
举例
默认路由可以被所有网络匹配，但路由匹配有优先级，默认路由是优先级最低的
特定主机路由
举例
有时候，我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目
一般用于网络管理人员对网络的管理和测试
多条路由可选，匹配路由最具体的
静态路由配置错误导致路由环路
举例
假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳
这导致R2和R3之间产生了路由环路
聚合了不存在的网络而导致路由环路
举例
正常情况
错误情况
解决方法
黑洞路由的下一跳为null0，这是路由器内部的虚拟接口，IP数据报进入它后就被丢弃
网络故障而导致路由环路
举例
解决方法
添加故障的网络为黑洞路由
假设。一段时间后故障网络恢复了
R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目
针对该网络的黑洞网络会自动失效
如果又故障
则生效该网络的黑洞网络
总结
4.6、路由选择协议
概述
因特网所采用的路由选择协议的主要特点
因特网采用分层次的路由选择协议
自治系统 AS ：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。
自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择
域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议
域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议
网关协议 的名称可称为 路由协议
常见的路由选择协议