网络层协议

网络层功能:实现端到端主机之间的数据传输。

关键词:路由(网络中选择路径);IP编址;分组转发

网络层的数据单位(PDU):包 packet

网络层协议的两个版本:

IPV4 和IPV6:

对比TCP/IPv4和TCP/IPv6 :


TCP/IPv6的网络层:没有ARP协议和IGMP,而出现了ND和MLD协议。

总体目前TCP/IPv4网络层的协议有:ARP、IP、ICMP、IGMP协议

IP协议(Internet Protocol)

1)寻址:寻找路由进行数据转发。

2)数据报的封装:封装后形成IP数据报。

3)分片与重组:IP数据报根据MTU的大小可以在源、目的节点进行拆分和重组。

   (MTU:不同数据链路层的MTU大小不同,若数据包大于即将要传输的链路就需要分片,然后再重组)

IP可实现分组交换:

是指在网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与数据报转发交付机制。

分组交付可分为直接交付间接交付两类:

    直接交付:对于主机来说,就是目的主机在一个网段的传输。对于路由器来说,就是无需借助其他路由器就可以到达的目的网络,即到达路由器的直连网络。

    间接交付:对于主机来说,就是目的主机在不同网段的传输。对于路由器来说,就是必须借助其他路由器才能到达目的网络。

IP的特点

1)IP是一种不可靠、无连接的数据报传送服务协议。

2)IP是点对点的网络层通信协议。

3)IP的介质无关性。

IPV4报头:(范围:20-60B)


IP包:{IP报头+传输层分段}

  对各报头字段要认真领会!

  认真理解标识、标志、片偏移!

          生存时间TTL!

ICMP协议(Internet Control Message Protocol)即Internet控制报文协议。

功能:

TCP/IPv4网络层的一个协议。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息,以提高成功发送率。

ICMP报文的类型和代码所代表的含义:


ICMP的应用举例:

  • ICMP使用分组网间探测命令ping测试两个主机之间的连通性。
  • ping命令使用ICMP回应请求与应答报文。

Ping命令:网络中测试主机间的连通性。

!使用仿真模拟器,抓包去分析来细致体会协议要素。

IGMP(Internet Group Management Protocol),Internet组管理协议。

功能:在IPv4环境中提供组管理的协议,参加多播的主机和路由器利用IGMP交换多播成员资格信息,以支持主机加入或离开多播组播。

工作原理:

IGMP报文主要进行组成员的查询和报告,IGMP采用两种消息报文。

  1. 成员关系查询:路由器周期性地向自己的所有接口发送一般查询报文,以了解多播组的存在。
  2. 成员关系报告:主机用该消息响应路由器的查询,报告自己加入的组,主动发送成员关系报告。