[计算机网络] 网络层


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一、前言

[计算机网络] 计算机网络和协议
[计算机网络] 物理层
[计算机网络] 数据链路层

二、常见问题

2.1.IP

2.1.1.IP 组成
计算机在和其他计算机通信之前,首先要判断目标 IP 地址和自己的 IP 地址是否在同一个网段,这决定了数据链路层的目标 MAC 地址是目标计算机(同)的还是路由接口(异)的。
2.1.2.网关
如果计算机没有设置网关,跨网段通信时它就不知道谁是路由器,下一跳该给哪个设备。因此,计算机要实现跨网段通信,必须指定网关。

2.2.IP地址分类

这里写图片描述
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1.保留的 IP 地址
主机ID全0的地址:网络地址
而主机ID全部为1的地址:广播地址
127.0.0.1:回送地址,指本机地址,一般用作测试使用
2.组播:D类

2.3.判断 IP 地址所属的网段

规律:
如果一个子网地址块是原来网段的 ( )n,子网掩码就在原网段的基础上后移n位,不等长子网,子网掩码也不同
这里写图片描述

2.4.网段合并

2.4.1 判断连续的网段能否合并的规律
(1)判断两个子网
只要第一个网络号能被2整除,就能够通过左移1为子网掩码合并
(2)判断四个网段是否能合并
只要第一个网络号能被4整除,就能够通过左移2位子网掩码合并将这4个网段合并。

2.5.判断超网 / 子网

如果该网段的子网掩码比默认子网掩码长,就是子网,如果该网段的子网掩码比默认子网掩码短,则是超网。

2.6.私网地址

起始 子网掩码 结束 PS
A类 10.0.0.0 255.0.0.0 保留了一个A类网络
B类 172.16.0.0 255.255.0.0 172.31.0.0 保留了16个B类网络
C类 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.255.0 保留了256个C类网络

2.7.静态路由、动态路由

2.7.1.网络畅通的条件数据包能去能回
2.7.2.静态路由:管理员在每个路由器上添加到各个网络的路由,人为构建路由表。
2.7.3.动态路由:配置网络中的路由器使用动态路由协议(RIP、EIGRP 或 OSPF 等)自动构建路由表。

在路由表中设置一条默认路由, 目标地址子网掩码 应为 0.0.0.0 0.0.0.0

2.7.4.RIP(Routing Information Protocol)协议
① 每隔 30 秒就发送自己完整的路由表到所有激活的接口
② 认为到达目标经过的路由器的数量最少就是最佳路径
③ 默认它最大的跳数为 15
2.7.5.OSPF(Open Shortest Path First)协议
① 最短路径优先

2.8.网络层协议(ICMP、ARP、IGMP)

2.8.1.ICMP(Internet Control Message Protocol)
用于在 IP 主机、路由器之间传递控制消息。
控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。

2.8.2.ARP(Address Resolution Protocol)
功能:IP 地址到物理地址的解析

2.8.3.IGMP(Internet Group Management Protocol)
该协议运行在主机和组播路由器之间

类似现在热门的直播,观看组播视频没办法快进、暂停、
访问同一个网段的多播视频,不需要 IGMP 协议

三、常见案例

(1)一个 B 类地址的子网掩码是 255.255.240.0。试问每一个子网上的主机数最多是多少? 4094

二进制子网掩码 子网掩码 CIDR值
11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 28

2 4 × 256 2 = 4094

(2)以下(BCE)地址属于 115.64.4.0/22 网段。
A.115.64.8.32
B.115.64.7.64
C.115.64.6.255
D.115.64.3.255
E.115.64.5.128
F.115.64.12.128

二进制1的数量 22= 8+8+6
子网个数 2 6 = 64
256 ÷ 64 = 4
子网 0-3、4-7、8-9、…

(3)设有两个子网210.103.133.0/24和210.103.130.0/24如果进行路由汇聚,得到的网络地址是?210.103.128.0/21

算的子网掩码是255(11111111).255(11111111).255(11111111).0 一共是24个1
由此看出133和130是两个不同的网段,因为133和130对应是网络地址。
130的二进制是:10000010
133的二进制是:10000101
只有前5位相同,后三位不同,所以将24-3=21,
11111000(B)=248(D),
得到的子网掩码就是255.255.248.0,
10000000(B)=128(D)
也就是网段为 210.103.128.0/21

四、面试题

【2016 奇虎 360 Java 研发工程师内推笔试题】
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四、参考文献

韩立刚 《计算机网络原理创新教程》
谢希仁 《计算机网络》
网络协议系列之四:IGMP、ICMP和ARP

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