• 异构网络互连

  异构网络指的是数据链路层和物理层均不同的网络

• 路由（选择）和（分组）转发
• 拥塞控制

  • 判断拥塞：网络负载增加，网络吞吐量明显小于正常吞吐量，或下降就可能进入了拥塞状态，下降为0，则进入死锁状态

  有如下2种方法

  • 开环控制：静态预防，力求不产生拥塞
  • 闭环控制：采用监测网络去监测，基于反馈环路，是一种动态的方法

流量控制是点对点之间对通信量的控制，拥塞控制是为了确保通信子网能够传送待发送的数据

• 静态路由算法：又称非自适应路由算法，人工手动配置路由表
• 动态路由算法：又称自适应路由算法，相互连接的路由器彼此交换信息

• 距离-向量路由算法：所有结点定期（每隔30秒）以广播的形式将整个路由表传给相邻的结点，同时如果一个路由在180s内未被更新则将相应的距离设置为无穷大（即16）并从路由表中删除该项，最常见的距离向量算法是RIP算法 路由表包含：

  • 路径目的地
  • 路径代价：即跳数，每经过一个路由器跳数+1，直连跳数为1，当代价数为16时表示当前结点不可达

  更新路由表的时机：

  • 被告知一条新的路由，且该路由在本节点的路由表中不存在
  • 有一个可以以更小的代价抵达某一结点的路由信息

  显然更新报文的大小和通信子网的结点数成正比，而且所有结点都会参加路由信息交换，通信子网上传递的路由选择信息数量容易变得很大，且此方法有可能遇到路由环路的问题，且RIP只适用于小型互联网，RIP使用UDP传输数据，且RIP是应用层协议，其选择的路径不一定是时间最短的，但一定具有最短的路由路径，RIP最大的优点是实现简单，开销少，收敛过程块，有如下缺点：

  • 限制了网络规模：最大距离为15
  • 路由器之间交换的是完整的路由表，所以网络规模越大，开销越大
• 链路状态路由算法：每个参与算法的结点都有完全的网络拓扑信息，典型的链路状态算法是OSPF算法，链路状态路由算法使用Dijkstra算法寻求最短路径，其有如下3个基本特征：

  • 采用泛洪法向本自治系统中所有结点发送信息，泛洪法就是所有路由器向相邻结点发送信息，然后这些相邻结点又向他们的相邻结点接着发送
  • 发送的信息是与路由器相连的所有路由器的链路状态，链路状态指的是链路状态的度量，即为费用、距离、时延、宽带等信息
  • 只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器发送消息

  OSPF有如下5种分组类型：

  • 问候分组：用来发现和维持邻站的可达性，通常每隔10s每两个相邻路由器要交换一次问候分组，以便知道哪些站可达
  • 数据库描述分组：向邻站给出自己的链路状态数据库中所有的链路状态项目的摘要信息
  • 链路状态请求分组
  • 链路状态更新分组：泛洪法发送对全网更新链路状态
  • 链路状态确认分组

  其有如下几个优点：

  • 链路状态报文不加以改变地传输
  • 易于查找故障
  • 每个路由结点使用同样的原始状态信息独立地计算路径，不依赖中间结点
  • 当同一目的网络有相同代价的路径时，OSPF可依据通信量分配给这几条路径，以实现负载均衡
  • 支持CIDR和可变长度的子网划分
  • OSPF没有“坏消息传的慢”的问题

  通过划分区域可以使OSPF适用于规模较大的自治系统，使得采用泛洪法交换信息的OSPF算法可以使每一个区域内部交换路由信息的通信量大大减少，这同样会使OSPF协议变得复杂。在一个区域内部的路由器只知道本区域的网络拓扑而不知道其他区域的网络拓扑，这样在自治系统内部有如下4种路由器：

  • 区域内部路由器
  • 主干路由器：在主干区域的路由器
  • 区域边界路由器：用于连接主干区域和其他下层区域（连接各个域之间）
  • 自治域边界路由器

  主干区域路由器指的是只要在主干区域的路由器都算主干路由器，区域边界路由器也连接了主干区域，所以主干区域路由器也可以做区域边界路由器

• 直接交付：直接给当前路由器所连主机
• 间接交付：还需要跳跃路由器

此处的分组的源IP地址也就是路由器接收端口的IP地址

BGP协议首次交换的为整个路由表，非首次为有变化的部分。其交换的网络可达性信息是到达某个网络所经过的路径（自治系统序列）。

• 首部长度：占4位，首部的固定部分长度为20B，以4B为基本单位，算上首部的可选字段长度（可变）首部长度的最大值为60B
• 标识：占16位
• 标志：占3位，MF=1表示后面还有分片，MF=0表示这是最后一个分片，DF=0是允许分片
• 总长度：占16位，故数据报的最大长度为65535B，总长度的基本单位为1B

  数据报的总长度（包含首部和数据部分）不能超过数据链路层的MTU（最大传送单元）的大小，比如以太网的MTU为1500字节，则一个IP数据报封装成帧之后的大小就比如小于等于1500字节，数据部分多的就只能分片

• 片偏移：占13位，较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置，以8B为偏移单位，也就是每个分片的长度也一定是8B的整数倍
• 首部检验和：占16位，只检验首部而不检验数据
• 协议：占8位，IP数据报中的协议字段指的是上层协议，也就是分组所携带数据是使用的何种协议，例如值6代表TCP，值17代表UDP

• 片在目的地的网络层被重新组装
• 当收到一批分片时，通过标识号来确定哪些分片是属于一个IP数据报
• 使用片偏移字段来确定该分片在原始数据报中的位置

• 提取目的地址D，与子网掩码进行与运算得出目的网络地址N
• 如果网络N与此路由器直连，那么把数据报直接交付给目的主机
• 如果有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传给下一路由器
• 否则传给路由表中指明的默认路由器

• 主机号全为0代表本网络，全为1代表广播地址
• 127.0.0.0的网络是环回自检地址
• 0.0.0.0代表本网络上的本主机
• 255.255.255.255代表整个TCP/IP网络的广播地址，因路由器会隔离广播域，所以其等效为本网络的广播地址
• IP地址管理单位只分配网络号，主机号由本单位自行分配

• ICMP差错报告报文：用于目标主机或路由器向源主机报告差错和异常情况，共有如下5种类型：

  • 终点不可达：路由器和主机不能交付数据报
  • 源点抑制：路由器和主机由于拥塞而丢弃数据报
  • 时间超时：路由器收到TTL为0的数据报
  • 改变路由（重定向）：让主机知道下次就别发给他了，有更好的路由

  不发送ICMP差错报文的几种情况

  • 对ICMP差错报文不发送ICMP差错报文
  • 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片不发送ICMP差错报文
  • 对具有组播地址的数据报不发送ICMP差错报文
  • 对特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）不发送ICMP差错报文
• ICMP询问报文

  • 回送请求和回答报文
  • 时间戳请求和回答报文
  • 掩码地址请求和回答报文
  • 路由器询问和通告报文

• 使用IPv6：从根本上解决
• 使用无类别编址CIDR：使IP分配更加合理
• 使用NAT技术：节省IP地址

由此可见，32个组播地址可映射成一个MAC地址，所以两个不同的IP地址转换成的组播MAC地址可能是相同的

10进制转换成16进制可以使用类似于10进制转换成2进制的短除法，只不过10进制转换成16进制短除的余数是从上往下写的，而10进制转换为2进制短除的余数是从下往上写的

2进制转换为16进制，可直接4个一组分，然后转换拼接

如二进制0101 0111转换为16进制：

0101->5，0111->7，转换的16进制结果即为57

可以这样记忆地址范围，A类是从0-127，B类是在127的基础上加了64，C类是在B类末尾的基础上加了32

1. 1.

   有效子网数：给定一IP地址，以及其对应的子网掩码，求其有效子网数： 假设给定IP：136.62.2.55以及子网掩码255.255.128.0： 首先目测IP地址发现其为B类IP，B类IP对应的子网掩码是255.255.0.0，有16个1，其给定的子网掩码为255.255.128.0有17个1，所以其有效子网数就等于

   $2^{17-16}-2=0$

   个，-2的原因是去掉网络号及广播地址。

   注：子网号不能全为0或者全为1，因为全为0的话，这个子网号就与网络号相同的，如果全为1的话，这个子网号就跟整个网络的广播地址一样了。

2. 2.

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