计算机网络华南理工大学期末重点第四章网路层

《计算机网络（第七版）》谢希仁

前言

笔者是自动化专业，以下是大二上学期期末时，整理的一些复习笔记，既一些常考点，这是第四章《网络层》如有错误和需要补充的地方，欢迎留言指正。

基础概念

网络层负责将网络协议数据单元或分组从源计算机经过适当的路径发送到目的地计算机。

①虚电路：面向连接的通信方式，建立逻辑上的链接。

②IP{网络号，主机号}32位

③ARP（地址解析协议）：IP->MAC

④ICMP（网际控制报文协议）：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。

⑤差错报告报文：重点不可达、原点抑制、时间超过、参数问题、改变路由（重定向）

⑥询问报文：回送请求和回答报文、时间戳请求和回答报文

⑦子网掩码：对应网络号和子网号

⑧CIDR（无分类编址）：指定任意长度的前缀的可变长子网掩码技术。

⑨默认路由：是对IP数据包中的目的地址找不到存在的其他路由时，路由器所选择的路由。

⑩路由选择算法：常见的有RIP、OSPF、EGP等

⑪自治系统（AS）：在单一的技术管理下的一组路由器

⑫IGP（内部网关协议）：在一个自治系统内部使用的路由选择协议

⑬RIP：一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。

⑭OSPF：分布式链路协议

⑮EGP（外部网关协议）：将路由选择信息传递到另一个自治系统中

⑯BGP：力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由

⑰VPN（虚拟专用网络）：在公用网络上建立专用网络，进行加密通讯。

⑱NAT（网络地址转换）：所有使用本地地址的主机在和外界通信时都要在 NAT 路由器上将其本地地址转换成 IPG 才能和因特网连接。

⑲IPv6：解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍（组成见简答题）

简答题

①　网络层的任务。
网络层负责将网络协议数据单元或分组从源计算机经过适当的路径发送到目的地计算机。

②　网络层有那两类服务？各有何优缺点？因特网采纳了何种服务？

③　IP协议的用途。IP是否提供可靠的网络通讯。
设计IP的目的是提高网络的可扩展性；不能。

④　IP地址的编址方法有那三类？
分类的IP地址、子网的划分、无分类编址

⑤　三种编址模式下，IP地址的格式特点。
分类的IP地址：{网络号，主机号}
子网的划分：{网络号，子网号，主机号}
无分类编址：{网络前缀，主机号}

⑥　会正确计算三种编址方法下，一个IP网络的有效地址范围。
A类：2^(8-1) 1
B类：2^(16-2) 128.1
C类：2^(24-3) 192.0.1
另外两种：2^n-2

⑦　掌握三种编址方法下，路由器的分组转发的流程。
分类的IP地址：按主机所在的网络地址来制作路由表（普通路由、特定主机路由、缺省路由）
子网的划分：多了个掩码匹配
无分类编址：最长前缀匹配

⑧ ARP的工作原理。路由器是如何确定下一站的物理地址的？
当主机A要向主机B发送P数据报时，就先在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址，如有，就在ARP高速缓冲中查出对应的硬件地址，再把硬件地址写入 MAC帧，然后再通过局域网把MAC帧发往此硬件地址。如无，就在网络上用广播方式发送ARP请求分组，B主机在收到请求分组时便向主机A发送响应分组，并写入自己的硬件地址。其余主机不理睬这个ARP请求分组。主机A 收到主机B的ARP响应分组后，就在其ARP高速缓存中写入主机B的硬件地址的映射。

⑨ IP数据报的格式。IP分段（或分片）与重组。分段与重组的发生位置。

首部和数据组成
IP分片发生在发送主机及中间路由器，重组只发生在接受主机

⑩ RIP中“距离”的含义是什么？RIP的工作原理。
也称为“跳数”(hop count)，因为每经过一个路由器，跳数就加 1。
按固定的时间间隔和相邻路由器交换路由表信息

⑪ OSPF中“链路状态”的含义是什么。OSPF的工作原理。
“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”
两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各自根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表。

⑫ 路由器的结构及工作原理。
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地（即目的网络），把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。

⑬ 什么是自治系统AS。域内路由选择与域间路由选择有何应用区别。各有哪些代表协议。
在单一的技术管理下的一组路由器。
前者在自治系统内，后者在自治系统之间。
RIP,OSPF;BGP

⑭ 路由选择协议与路由转发策略是否是一回事？路由器中路由表与转发表的区别？
***“转发”(forwarding)***就是路由器根据转发表将用户的 IP 数据报从合适的端口转发出去。
***“路由选择”(routing)***则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。
路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。

⑮ 本地地址与全球地址。VPN工作原理。NAT地址转换工作原理。
本地地址——仅在机构内部使用的 IP 地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。
全球地址——全球唯一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。
VPN：路由器R1收到内部数据报后，把整个的内部数据报进行加密，然后重新加上数据报首部，封装成为在互联网上发送的外部数据报，其源地址是路由器R1的全球地址，其目的地址是路由器R2的全球地址。
NAT：NAT路由器把发出去的IP数据报的源IP地址（本地地址）转换为新的源IP地址（全球地址）。收到的反之。

⑯ IPv6的地址格式地址类别，如何自动分配IPv6地址。
IPv6地址128位，用十六进制表示，分为8段，中间用“：”隔开
{前缀+接口标识}；
单播地址、组播地址、任播地址；
自动配置技术：赋予主机自己的地址参数、赋予主机其他的相关参数；

⑰ IPv6的数据报格式。基本报头长度？有效载荷组成？流标号用途？
基本报头+【（扩展报头）+上层协议单元】
【】为有效载荷
基本报头：40字节
所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号；

其他章节

第一章概论
第二章物理层
第三章数据链路层
第四章网络层
第五章传输层
第六章应用层
第七章网络安全

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