网络互联设备

常用网络互联设备

• 1层物理层：中继器、集线器
  • 中继器（Repeater）、集线器（Hub），又叫多端口中继器，传输比特0 1，可放大信号，延长传输距离
• 2层链路层：网桥、交换机
  • 网桥（Bridge）、交换机（Switch），又叫多端口网桥，用来传输MAC帧；有源地址、目的地址和自己的MAC地址
• 3层网络层：路由器、三层交换机
  • 路由器（Router），用于选择网络路径，传输分组，有自己的逻辑地址——IP地址

• 4层以上：网关
  
  

因特网协议IP

TCP/IP协议簇

OSI		TCP/IP
7	应用层	4	进程/应用层
6	表示层
5	会话层
4	传输层	3	主机-主机层
3	网络层	2	网络互联层
2	数据链路层	1	网络访问层
1	物理层

• TCP/IP报文封装

  Ethernet帧头

  IP头部

  TCP头部

  上层数据

  FCS

UDP的主要协议STDD

• S——SNMP（简单网络管理协议）
• T——TFTP（简单文件传输协议）
• D——DNS（域名系统）

• D——DHCP（动态主机控制协议）

常用协议端口号

IP协议

• 因特网协议，是网络层最重要的协议

• 无连接、不可靠的

IP协议数据单元

• IHL
  • IP头长度，20字节
• 服务类型
  • 区分优先级
• 总长度
  • 包含IP头在内
• 头检验和
  • 只校验IP头，不包括数据
• 源地址：IP地址
• 目的地址：IP地址
• 生存周期
  • 路由器个数+1，超过定值丢弃
• 用户数据
  • ==MAC帧长1518，MTU1500==
  • IP层：$1518-14-4-20=1480$
    • 14为6个字节的目的地址，6个字节的源地址，2个字节长度字段
    • 4为FCS4位的帧校验码
    • 20位IP头长度20字节
  • TCP层还要再$1480-20=1460$

网络层IP地址

• 四个字节32位，采用点分割法，十进制表示，即点分十进制

IP私有地址

• 不可用于公网，只能在内部局域网使用，它们在Internet上也不会被路由，但可以通过NAT等技术与公网通信

特殊IP地址

1. 0.0.0.0；不确定地址，一般设备刚启动尚无IP临时使用，表示本机，也叫 默认路由地址
2. 255.255.255.255：限制广播地址，通一广播域内的主机，表示本网所有主机。即 广播地址
3. 127.0.0.1： 回环地址 ，Localhost，向本机发送本机IP测试数据
4. 169.254.x.x： 自动专用地址 ，找不到DHCP服务器，主机给自己分配一个IP
5. 224.0.0.1： 组播地址，从224.0.0.0到239.255.255.255表示一个组内的主机

控制报文协议ICMP

什么是ICMP？

• 因特网控制报文协议，网络层的协议，协议号为1，传送有关通信控制和差错报文，就想侦查员。封装在IP包中，因此也不可靠。ICMP的校验和是整个ICMP

ICMP协议报文类型及功能

ICMP报文类型	描述	类型的值	ICM报文的类型	功能
差错报告报文	拐两个弯不大，堵塞事故源抑制；拐一个弯重定向	3	终点不可达	当路由器不能把数据报转交给目的站时，就向源站方式终点不可达报文
		4	源站抑制	当路由器由于拥塞而丢弃数据报时，就向源站发生源站抑制报文，是源站放慢数据报的发送速度
		5	改变路由	当路由器发现主机可以把数据报发送给另外一个路由器，使数据报沿着更短更好的路由被转发
		11	时间超时	当路由器收到一个IP数据报时，发现它的生存时间为0，或主机在预定的时间内无法完成数据报的重装，则向源站发送时间超时报文
		12	参数问题	当路由器或目的站发现收到的数据报首部字段中有不正确的字段时，就向源站点发送参数问题报文
询问报文	喇叭口有回声么，一生一世时间戳	8或10	回送请求或回答	当需要测试某一目的站点是否可达时，就发送一个ICMP回送请求报文，然后目的站点会向发送站回送一个ICMP回答报文
		13或14	时间戳请求或回答	当需要每个路由器或主机给出当前的时间和日期时，就发送时间戳请求报文，然后被请求方会回送一个时间戳回答报文，告知自己当前的日期和时间，用来测试通信延迟

练习例题

1. 各种联网设备的功能不同，路由器的主要功能是 []{.gap}。{.quiz}

   • 根据路由表进行分组转发 {.correct}
   • 负责网络访问层的安全 {.options}
   • 分配VLAN成员 {.options}
   • 扩大局域网覆盖范围 {.options}
     {.options}

2. 以下地址中属于自动专用IP地址（APIPA）的是 []{.gap}。{.quiz}

   • 224.0.0.1 {.options}
   • 127.0.0.1 {.options}
   • 192.168.0.1 {.options}
   • 169.254.1.15 {.correct}
     {.options}

     • A、C为私有地址，B为回环地址

3. ICMP协议属于因特网中的 []{.gap}协议。{.quiz}

   • 数据链路层 {.options}
   • 网络层 {.correct}
   • 传输层 {.options}
   • 会话层 {.options}
     {.options}

4. ICMP协议数据单元封装在 []{.gap}中传送。{.quiz}

   • 以太帧 {.options}
   • TCP段 {.options}
   • UDP数据报 {.options}
   • IP数据报 {.correct}
     {.options}

5. 下面哪个地址可用于公共互联网中？[]{.gap} {.quiz}

   • 10.172.12.56 {.options}
   • 172.64.12.23 {.correct}
   • 192.168.22.78 {.options}
   • 172.16.33.124 {.options}
     {.options}

6. 01未来防止因出现未来路由环路，而导致IP数据报在网络中无休止地转发，IP协议在IP报头设置了表示[]{.gap} 的TTL位 {.quiz}

   • 过期值 {.options}
   • 数据报生存期 {.correct}
   • 总时间 {.options}
   • 计时位 {.options}
     {.options}

7. 02（续第6题）它是一个计数器，每经过 []{.gap} ，其值加1。 {.quiz}

   • 一台交换机 {.options}
   • 一台主机 {.options}
   • 一台路由器 {.correct}
   • 1秒钟 {.options}
     {.options}