三、網絡層(封裝協議、網絡設備&控制層面協議)
IPv4:定義了三層封裝格式和地址信息(可手工配置或DHCP自動獲取)。
IPV4地址格式:點分十進制,共32比特;分為網絡位和主機位ipv4地址的主要表示格式是,網絡位表示PC所屬的廣播域,主機位表示廣播域內的某一節點。
二進制表示:
十進制表示:
二進制、十進制、十六進制間的轉換:
IPV4地址的主類分類:
A類地址:0.0.0.0--127.255.255.255;其中0.0.0.0表示未指定地址/默認路由/缺省路由;127.0.0.0網段為環回測試地址。
B類地址:128.0.0.0--191.255.255.255
C類地址:192.0.0.0--223.255.255.255
D類地址:224.0.0.0--239.255.255.255(組播地址)
E類地址:240.0.0.0--255.255.255.255;保留地址,其中255.255.255.255為全網廣播地址。
網絡號/前綴:XXXX.XXXX.XXXX.0;主機不可用,用于標識某一網絡。
網關地址:用來轉發來自不同網段之間的數據包。
定向廣播地址:XXXX.XXXX.XXXX.255;主機不可用,用于跨廣播域發送廣播。
全向廣播地址:255.255.255.255;主機不可用ipv4地址的主要表示格式是,用于主機所在廣播域內發送廣播。
注:某一網絡內主機可用地址數量=2的N次方減2。
IP子網化/借位:
子網掩碼:
注:網絡地址/網絡號=IP地址*子網掩碼(與運算)
FLSM: 定長子網掩碼;要求IP子網劃分后的每一個子網的內主機數量必須相同,這就表示一個主類子網段只能做一次的子網劃分;
注:在有類時代,只支持有類設備;其中全0、全1子網段不可用。
VLSM:不定長子網掩碼;允許使用多個子網掩碼劃分子網,每一個子網內主機數量可以不同,VLSM使IP地址空間得到更有效的利用。
CIDR:無類域間路由,又稱超網路由;路由匯總和路由聚合(路由匯總只能在主類中匯總;路由聚合可以打破主類分類限制);將網絡前綴相同的連續IP地址組成CIDR地址塊;消除了自然分類地址和子網劃分的界限;支持強化地址匯聚。
注:當去往多個目的網絡對應相同的出接口和下一跳地址且這些目的網絡前綴連續時,就可以進行路由匯總;使用CIDR也可能會產生路由黑洞,產生路由環路。
IPV4報文報頭:
注:數據包頭總長度為60字節,其中基本字段20字節,共12個字段;40字節的可選項字段,用于管理員網絡測試;報頭長度必須能被4字節整除;
第一行::版本4-IPv4 :報頭長度
DS Field(TOS):服務質量QOS Total :數據包總長度
第二行::標識符 Flags:標記(DF、MF)
:分段偏移量(本行為執行三層數據切片;效率低)
第三行:Time to live:存活時間,TTL跳數 :傳輸層協議(TCP 6 UDP 17 ICMP 1 IGMP 2 EIGRP 88 OSPF 89 PIM 103) :數據包校驗和
第四行: IP :源IP地址
第五行: IP :目的IP地址
第六行:IP :可選字段(詳細內容參照TCP/IP協議卷一詳解)
注:TOS字段包含了ip 優先級和DSCP區分服務碼點;其中ip 使用TOS前3bit,取值范圍0--7;DSCP使用TOS前6bit,其中第6bit恒為0,左邊3bit為x bit,右邊2bit為y bit