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计算机网络知识

晚风
2021-02-25 / 0 评论 / 19 阅读 / 正在检测是否收录...
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本文最后更新于2021年03月19日,已超过53天没有更新,若内容或图片失效,请留言反馈。

分层的概念

问题1:OSI有哪几层?

  1. 应用层(数据):确定进程之间通信的性质——满足用户需要以及提供网络与用户应用。
  2. 表示层(数据):主要解决用户信息的语法表示问题,比如说加密解密。
  3. 会话层(数据):提供包括访问校验和会话管理在内的建议和维护应用之间的通信机制,传输层的错误校验,流量控制等。
  4. 传输层(段):实现网络不同主机上用户进程之间的数据通信
  5. 网络层(包):提供逻辑地址(IP)、选路,数据从源端到目的端。
  6. 物理层(比特流):设备之间比特流的传输,物理接口,电气特性等。

问题2:知道各个层使用的是哪个数据交换设备。(交换机、路由器、网关)

  1. 网关:应用层、传输层(网关在传输层上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关即可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连)
  2. 路由器:网络层(路由选择,储存转发)
  3. 交换机:数据链路层、网络层(识别数据包中的MAC信息,根据MAC信息进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中)
  4. 网桥:数据链路层(讲两个LAN连起来,根据MAC地址转发帧)
  5. 集线器(Hub):物理层(纯硬件设备,只要用来连接计算机等网络终端)
  6. 中继器:物理层(在比特级别网络信号进行再生和重定时,从而使得它们能够在网络上传输更长的距离)

数据链路层

APR协议

APR协议的作用?

APR为IP地址到对应的硬件地址提供动态映射

点对点链路使用APR吗?

不需要,因为只有一个对端,不需要用地址来标识,所以发送的时候根本不需要链路层地址,当然也就不要ARP了

APR高效运行的关键是什么?

关键是每个主机上都有APR的高速缓存

ARP报文的各个字段以及含义?【图21-7】

20136-n1ov5cljyv.png

帧类型:ARP:0x0806 (2)
ARP首部:
硬件类型:硬件地址的类型,1表示以太网地址(2)
协议类型:协议地址的类型,0x0800表示IP地址(2)
硬件地址长度:字节为单位 6(1)
协议地址长度:字节为单位 491
操作类型:2个字节。ARP请求1,ARP回复2,RARP请求3,RARP应答4 (2)
发送者硬件地址:6个字节 (6)
发送者IP地址:4个字节 (4)
目标硬件地址:6个字节(6)
目标IP地址:4个字节(4)
CRC校验:4个字节(4)

总结:

ARP总共28个字节
记忆方法:以太网先目的后源,ARP先发送端后目的源。先硬件后协议。

ARP协议有什么弱点?
  1. 缓存:主机的地址映射是给予告诉缓存的,动态更新的。地址刷新是有时间限制的。可以通过下次更新之前修改计算机上的地址缓存,造成拒绝服务攻击或者ARP欺骗。
  2. 广播:攻击者可以伪装ARP应答。
  3. ARP应答没有认证,都是合法的。可以在不接受到请求的时候就发出应答包。

ARP代理的概念和应用场景

若ARP请求是从一个网络的主机发送给另一个网络上的主机,那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求,这个过程叫做ARP代理。ARP代理路由器响应ARP请求的MAC地址为路由器的MAC地址而非ARP请求的主机的MAC地址。
ARP代理的应用环境:
两个物理网络之间的路由是使用相同的网络号,两个路由器设置成ARP代理,实现相互隐瞒物理网络。

数据链路层MTU的最大值和最小值是多少

数据链路层的最小MTU为64字节。对于IEEE802.3,两个站点的最远距离不超过2500m,由4个中继器连接而成,其冲突窗口为52.2us(2倍电缆传播延迟加上4个中继器的双向延迟)。对于10Mbps的IEEE802.3来说,这个时间等于发送64字节,即512位的时间,64字节就是由此而来。如果一个站点已经传输了512bit,就认为它已经占用了这个信道。

数据链路层的最大MTU为1500字节,即数据字段的最大长度。

网络层

IP协议

如何理解IP的不可靠和无连接

不可靠:指的是不能保证数据报能成功地到达目的地。

发生错误时候,丢弃该数据包,发送ICMP消息给信源端。可靠性由上层提供。

无连接:IP不维护关于后续数据报的状态信息。

体现在,IP数据可以不按顺序发送和接收。A发送连续的数据报,到达B不一定是连续的,来回路由选择可能不一样,路线也不一样,到达先后顺序也不一样。

IP报文的格式和各个字段的含义

73192-oj2o16pe6wg.png
版本号:IPV4就是4,IPV6就是6(4)
首部长度:4个字节为单位。最小为5,最大为15。所以最小长度20个字节,最大为60个字节。(4)
服务类型:QoS用,目前不怎么使用。(8)
总长度:字节为单位。最多可以传送65535字节的IP数据包。(16)
表示字段(8)
标志(3)
段偏移(5)与分片有关。
生存时间TTL:经过一个路由器减一。字段为0时,数据报被丢弃,并且发送ICMP报文通知源主机。目的是防止数据报在选路是无休止地在网络中流动。(8)
协议:区分上层协议(8)
首部校验和:仅对首部进行校验。(16)【对比:ICMP、IGMP、TCP、UDP:对首部和数据进行校验】
源地址:(32)
目的地址:(32)

为什么IP首部中要有总长度字段?

因为一些数据链路(以太网)需要填充一些数据以达到最小长度。因为以太网帧的最小长度是46个字节,但是ip长度可能更短,所以需要总长度来确定IP数据部分的内容。

IP首部校验和怎么计算的?与ICMP、IGMP、TCP、UDP的首部校验和有什么区别和共同点?

  1. 先把校验和字段置0
  2. 对首部中每个16位比特进行二进制反码和求和
  3. 结构存在校验和字段中
  4. 收到一份IP数据包后,同样对首部中每个16比特二进制反码求和
  5. 最后结果全为1,表示正确,否则表示错误
  6. 如果是错误的,IP就丢弃该数据报,但是不生成差错报文,由上层去处理

共同点:用到的算法都是一样的。
区别:IP计算的时候没有将数据包括在内。
ICMP、IGMP、TCP、UDP同事覆盖首部和数据校验码

主机和路由器本质区别是什么?

主机从不把数据报从一个接口转发到另一个接口 ,而路由器则要转发数据报。

IP路由选择的过程是怎么样的? 根据最长匹配原则,找到条目,发送到指定的路由器。如果找不到,返回一个“主机不可达”或者“网络不可达”的错误。

IP地址的分类是如何划分的

  1. A类地址:首位为0,1.0.0.1~126.255.255.254;主机号24位
  2. B类地址:首位为10,128.0.0.1~192.255.255.254;主机号位16位
  3. C类地址:首位为110,192.0.0.1~223.255.255.254;主机号8位
  4. D类地址:(多播地址,也叫做组播地址):首位为1110,224.0.0.1~239.255.255.254
  5. E类地址:此类地址是保留地址,首位为11110,240.0.0.1~254.255.255.254

本文作者 [之安]丨网络
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