网络层

第二章 链路层 2.7 环回接口 大多数的产品都支持环回接口（ Loopback Interface），以允许运行在同一台主机上的客户程序和服务器程序通过 T C P / I P进行通信。A类网络号1 2 7就是为环回接口预留的。根据惯例，大多数系统把I P地址1 2 7 . 0 . 0 . 1分配给这个接口，并命名为 l o c a l h o s t。一个传给环回接口的 I P数据报不能在任何网络上出现。 我们想象，一旦传输层检测到目的端地址是环回地址时，应该可以省略部分传输层和所有网络层的逻辑操作。但是大多数的产品还是照样完成传输层和网络层的所有过程，只是当I P数据报离开网络层时把它返回给自己。图2 - 4是环回接口处理I P数据报的简单过程。 图中需要指出的关键点是： 传给环回地址（一般是1 2 7 . 0 . 0 . 1）的任何数据均作为I P输入。 传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。这是因为广播传送和多播传送的定义（第 1 2章）包含主机本身。 3 ) 任何传给该主机I P地址的数据均送到环回接口。看上去用传输层和 I P层的方法来处理环回数据似乎效率不高，但它简化了设计，因为环回接口可以被看作是网络层下面的另一个链路层。网络层把一份数据报传送给环回接口，就像传给其他链路层一样，只不过环回接口把它返回到 I P的输入队列中。 在图2

网络通信一般指网络协议 网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行连接，通过信息交换实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间的通信。 网络通信中最重要的就是网络通信协议。当今网络协议有很多，局域网中最常用的有三个网络协议：MICROSOFT的NETBEUI、NOVELL的IPX/SPX和TCP/IP协议。应根据需要来选择合适的网络协议。 一：名词定义 专业的定义，网络协议是计算机在网络中实现通信时必须遵守的约定，也就是通信协议。主要是对信息传输的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等作出规定并制定出标准。 而通俗的说，网络协议就是网络之间沟通、交流的桥梁，只有相同网络协议的计算机才能进行信息的沟通与交流。这就 好比人与人之间交流所使用的各种语言一样 ，只有使用相同语言才能正常、顺利地进行交流。 二：协议选择 网络协议有很多种，但每一种都有侧重点，都有其合适的用途。 NetBEUI（NetBIOS Enhanced UserInterface）网络基本输入输出系统扩展用户接口 NetBEUI协议是IBM于1985年提出。NetBEUI主要为20到200个工作站的小型局域网设计的，用于NetBEUI、LanMan网、Windows

当网络设备有数据要发送给另一台网络设备时，必须要知道对方的网络层地址（即IP地址）。IP地址由网络层来提供，但是仅有IP地址是不够的，IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。数据帧必须要包含目的MAC地址，因此发送端还必须获取到目的MAC地址。 通过目的IP地址来获取目的MAC地址 的过程是由ARP（Address Resolution Protocol）协议来实现的。 ARP 数据在链路层进行封装时需要目的MAC地址 。同一网段为目的MAC地址，不同网段为网关MAC地址。 ARP数据包格式 ARP是 广播类型 。例如图一所示，主机A发送一个ARP数据包询问谁的IP地址是10.1.1.2？10.1.1.2IP指向的主机（主机B）接收到该广播以后回复一个ARP数据包给发送端（主机A），发送端将10.1.1.2中的MAC地址缓存，这样就实现通过IP地址得到MAC地址的目的。 ARP报文不能穿越路由器，不能转发到其它广播域。 抓包显示： 如图所示，很容易就能看出10.1.1.2主机回复了它的MAC地址。 打开可看到： 下面再来看看回复的报文： 很明显能看到从主机B（10.1.1.2）回复的报文为单播报文。因为arp请求包中已经包含了主机A（10.1.1.1）的IP和MAC地址，所以此时回复只需要单播即可。 ARP缓存 如图所示，当主机A想要去请求主机C的MAC地址时

TCP/IP协议族，是在IP协议的通信过程中，使用到的协议族的统称。HTTP属于其内部的一个子集。 1 TCP/IP的分层管理 依次分为一下4层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。 应用层 应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。 FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议） DNS（Domain Name System，域名系统） HTTP 传输层 传输层对上层应用层，提供处于网络连接中 的两台计算机之间的数据传输。 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议） UDP（User Data Protocol，用户数据报协议） 网络层 网络层用来处理在网络上流动的数据包。 IP（Internet Protocol），IP协议（和IP地址区分开） 链路层 用来处理链接网络的硬件部分。 数据在层与层之间会有数据信息的包装起来的做法称为 封装 （encapsulate）。 2 与HTTP关系密切的协议 2.1 负责传输的IP协议 作用：把各种数据包传送给对方。 为了满足传输的准确，需要 IP地址 和 MAC地址 （Media Access Control Address） IP地址指明了节点被分配到的地址，MAC地址是指网卡所属的固定地址。（这其中还会采用ARP协议，通过通信方的IP地址反查出对应的MAC地址） 2.2

一、链路层转发 　　交换机：根据Mac地址 转发数据帧 。 交换机内 有一张 记录着局域网 主机MAC地址与交换机接口的对应关系的表 ，交换机就是根据这张表负责将数据帧传输到指定的主机上的。 　　工作原理：交换机在接收到数据帧以后，首先、会记录数据帧中的源MAC地址和对应的接口到MAC表中，接着、会检查自己的MAC表中是否有数据帧中目标MAC地址的信息，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去(单播)，如果没有，则会将该数据帧从非接受接口发送出去(广播)。 　　单个交换机传输数据帧过程： 在pc1上ping pc2的ip，在构造icmp报文前，需要知道目标主机的mac地址，由于此时pc1上没有匹配的mac地址条目，pc1将会先发送广播报文。 交换机收到此数据帧后，首先将数据帧中的源MAC地址和对应的接口(接口为feth26) 记录到MAC地址表中。 然后交换机会检查自己的MAC地址表中是否有数据帧中的目标MAC地址的信息，如果有，则从MAC地址表中记录的接口发送出去，如果没有，则会将此数据帧从非接收接口的所有接口发送出去(也就是除了feth26接口)。 这时，局域网的所有主机都会收到此数据帧，但是只有主机B收到此数据帧时会响应这个广播，并回应一个数据帧，此数据帧中包括主机B的MAC地址。 当交换机收到主机B回应的数据帧后，也会记录数据帧中的源MAC地址

1、网络层功能 2、路由算法与路由协议 3、IP数据报格式 4、IP数据报分片 5、IPV4地址 6、网络地址转换NAT 7、子网划分与子网掩码 8、无分类编址CIDR（构成超网） 9、ARP协议 10、DHCP协议 11、ICMP协议 12、IPV6 13、RIP协议与距离向量算法 14、OSPF协议及链路状态算法 15、BGP协议 16、IP组播 17、移动IP 18、网络层设备 本文参考 https://www.bilibili.com/video/av70228743 来源： oschina 链接： https://my.oschina.net/u/4451096/blog/3166059

一、OSI与TCP/IP各层的结构与功能,都有哪些协议? OSI的7层协议和TCP/IP的四层协议的优点折中出了——五层协议体系结构 1.1、应用层 作用：进程间通信的规则，不同的网络应用需要不同的应用层协议 有两个应用层协议需要了解： 域名系统DNS: 以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串. 例如：一个公司的 Web 网站可看作是它在网上的门户，而域名就相当于其门牌地址，通常域名都使用该公司的名称或简称。比如：IBM 公司的域名是 www.ibm.com、Oracle 公司的域名是 www.oracle.com HTTP协议（超文本传输协议） ： 所有的 WWW（万维网） 文件都必须遵守这个标准 1.2、传输层 作用：负责向两台主机进程之间的通信提供 通用的数据传输服务 传输控制协议TCP ： 面向连接、可靠 用户数据协议UDP： 面向无连接、不可靠、尽最大努力传输服务 1.3、网络层 作用：在 计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。 以下是IP层协议： IP协议 1.4、数据链路层 作用：两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议

回顾： 物理层 定义了网络设备的机械特性，电气特性，功能特性，过程特性 数据通信的基础知识：数字信号，模拟信号...... 频分多路复用 时分多路复用 数据链路层 ：将数据包封装成帧，透明封装，无差错接收 点到点线路的数据链路层 ppp协议 广播信道的数据链路层 CSMA/CD 协议 以太网 集线器 网桥 交换机 100M 1000M 10000M 1、网络层其实就是： 负责在不同网络之间尽力转发数据包，基于数据包的IP的地址转发。 加上IP地址，在不同的网络路径中进行转发数据。不负责丢包，重传，以及转发数据包顺序的事。 传输层 将数据进行分段。 2、 路由器是三层设备： 因为路由器要选择路径，就得能看到网络层的地址。数据包在网络这一层，就会变得非常简单。 3、互联网络与虚拟互联网络： (1)互联网互联的设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 ->物理层中继系统：转发器(repeater)，有点像集线器。 ->数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 ->网络层中继系统：路由器(router)。 ->传输层/应用层中继系统：网关(gateway)器。 网关就是路由器接口的地址。一般是本网段第一个地址。 (2)网络需要解决的问题 (3)虚拟网络把复杂的Internet看成一个网络，化简问题。虚拟互联网络就是逻辑互联网络

OSI参考模型： 域名解析 使用的就是UDP，客户端和DNS服务器之间使用的~~ 网络聊天： 一般发的消息每一条一个数据包就可以发送~~ 1、传输层的两个协议 一个数据包最大1480字节 TCP（传输控制协议）： 需要将传输的文件分段进行传输，需要和服务器建立会话，可靠传输，流量控制功能， UDP（用户数据报协议）： 一个数据包就可以完成数据通讯，不需要建立会话，也不需要流量控制，因为就一个包，一下子就传完了，不可靠传输。 例子： 域名解析 使用的就是 UDP， 客户端和DNS服务器之间使用的~~ 网络聊天： 发的消息每一条一个数据包就可以发送~~ UDp 发的如果是文件就是TCP协议 发电子邮件和使用ftp下载邮件： tcp协议 屏幕广播 ：UDP 一个计算机在这里发送数据包，也不需要接收方是否可以接受得到。 虽然一个数据包传输不完，但是不建立会话和计算机之间。 查看会话：netstat -n 查看木马 netstat -nb 查看建立会话的进程 netstat -n 查看会话 2、传输层协议和应用层协议之间的关系 （1）常见应用层协议使用的端口 http=TCP+80 https=TCP+443 RDP=TCP+3389 ftp=TCP+21 共享文件夹=TCP+445 SMTP=TCP+25 发邮件 POP3=TCP+110 收邮件 telnet=TCP+23 SQL=TCP

网络协议随笔 OSI网络七层协议： 1 物理层 2 数据链路层 3 网络层 4 传输层 5 会话层 6 表示层 7 应用层 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tLHgwm1q-1582366046690)(网络协议随笔.assets/image-20200218230815389.png)] 五层体系结构 TCP/IP协议: 1 应用层 2 运输层 3 网络层 4 网络接口层 TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。 对比： 网络传输的流程 不同的协议层堆数据包有不同的称谓： 1.传输层：段 2.网络层：数据报 3.数据链路层：帧 当数据从上层到下层交付的时候，要进行封装，到了堆端之后要进行解包，在解包的时候要决定数据交给上层，还有一个动作叫分用。 数据必须通过物理层（硬件）。 来源： CSDN 作者： 黑白灰coder 链接： https://blog.csdn.net/qq_42068145/article/details/104447823