1. 簡述計算機網路的分類
計算機網路可以按覆蓋的地理范圍,網路的拓撲結構和傳輸技術分類。
一、按照覆蓋的地理范圍分類:
可以分為區域網、城域網和廣域網三類。
1、區域網(LAN)。區域網是一種在小區域內使用的,由多台計算機組成的網路,覆蓋范圍通常局限在10 千米范圍之內,屬於一個單位或部門組建的小范圍網。
2、城域網(MAN)。城域網是作用范圍在廣域網與區域網之間的網路,其網路覆蓋范圍通常可以延伸到整個城市,藉助通信光纖將多個區域網聯通公用城市網路形成大型網路,使得不僅區域網內的資源可以共享,區域網之間的資源也可以共享。
3、廣域網(WAN) 。廣城網是一種遠程網,涉及長距離的通信,覆蓋范圍可以是個國家或多個國家,甚至整個世界。由於廣域網地理上的距離可以超過幾千千米,所以信息衰減非常嚴重,這種網路一般要租用專線,通過介面信息處理協議和線路連接起來,構成網狀結構,解決尋徑問題。
二、按網路的拓撲結構分類:
可以分為匯流排型網路、星型網路、環型網路、樹型網路。
1、星型網路(常用)
優點:容易維護管理,配置靈活,故障檢測方便。
缺點:採用廣播式傳播,各節點都能收到。
2、匯流排型(共享帶寬)
優點:安裝比較方便,成本低,某一站點發生故障,不會影響整個網路。
缺點:傳輸介質發生故障,會使整個網路癱瘓。
3、環型(不常用)
優點:安裝方便。
缺點:容量有限,網路建好後很難增加新站點。
4、樹型(常用)
優點:易於擴展,故障隔離方便。
缺點:跟星型類似,根節點發生故障,容易引起全網不能工作。
三、按傳輸技術分類:
1、廣播式連接
廣播網路只有一個通信信道,網路上所有的機器都共享該信道,在機器之間傳遞包。任何一台機器發送的包都可以被其他的機器接收。在包中有一個地址域,指明了該包的目標接受者,一台機器收到了一個包以後,它檢查地址域。如果該包正是發送給它的,那麼就處理該包;如果不是就會忽略。
廣播系統往往也允許將一個包發送給所有的目標主機,那麼網路中每一台機器都將接收該包,並進行處理,這種操作模式成為廣播。有些廣播系統也支持傳輸給一組機器,即所有機器的子集,這種模式成為多播。
2、點到點連接
點到點網路則是由許多連接構成的,每一個連接對應一台機器。在這種網路中,為了將一個分組從源端傳送到目的地,該分組可能要經過一台或者多台中間機器。
通常有可能存在多條不同長度的路徑,所以找到一條好的路徑對於點對點網路非常重要的。只有一個發送方和一個接收方的點到點的傳輸模式有時稱為單播。
一般原則,越小的、地理位置局部化的網路傾向於使用廣播傳輸模式,而大的網路通常使用點到點傳輸模式。
2. 計算機網路-網路層-IPv6數據報格式
IPv6:解決IP地址耗盡的根本措施就是採用具有更大地址空間的新版本的IP,即IPv6。
IPv6仍支持無連接的傳送,但將協議數據單元PDU稱為分組,而不是Pv4的數據報。IPv6所引進的主要變化如下:
(1)更大的地址空間,Pv6把地址從Pv4的32位增大到4倍,即增大到128位,使地址空間增大了2^96倍,這樣大的地址空間在可預見的將來是不會用完的。
(2)擴展的地址層次結構。IPv6由於地址空間很大,因此可以劃分為更多的層次。
(3)靈活的首部格式。IPv6數據報的首部和Pv4的並不兼容。IPv6定義了許多可選的擴展首部,不僅可提供比Pv4更多的功能,而且還可提高路由器的處理效率,這是因為路由器對擴展首部不進行處理(除逐跳擴展首部外)。
(4)改進的選頂。Pv6允許數據報包含有選項的控制信縣,因而可以包含一些新的選項。但IPv6的首部長度是固定的,其選項放在有效載荷中。IPv4所規定的選項放在首部的可變部分。
(5)允許協議繼續擴充。這一點很重要,因為技術總是在不斷地發展(如網路硬體的更新)而新的應用也還會出現。但我們知道,IP4的功能是固定不變的。
(6)支持即插即用(即自動配置),因此IPv6不需要使用DHCP。
(7)支持資源的預分配。Pv6支持實時視像等要求保證一定的帶寬和時延的應用。
(8)IPv6首部改為8位元組對齊(即首部長度必須是8位元組的整數倍)。原來的IPv4首部是4位元組對齊。
IPv6數據報由兩大部分組成,即基本首部(base header)和後而的有效載荷(payload) ,有效載荷也稱為凈負荷。有效我荷允許有零個或多個擴展首部(extension header),再後面是數據部分(圖4-46)。
IPv6各個欄位:
(1)版本(version)佔4位。它指明了協議的版本,對IPv6該欄位是6。
(2)通信量類(traffic class)佔8位。這是為了區分不同的IPv6數據報的類別或優先順序。目前正在進行不同的通信量類性能的實驗。
(3)流標號(flow labe)佔20位。IPv6的一個新的機制是支持資源預分配,並且允許路由器把每一個數據報與一個給定的資源分配相聯系。IPv6提出流(flow)的抽象概念。所謂「流」就是互聯網路上從特定源點到特定終點(單播或多播)的一系列數據報(如實時音頻或視頻傳輸),而在這個「流」所經過的路徑上的路由器都保證指明的服務質量。所有屬於同一個流的數據報都具有同樣的流標號小因此,流標號對實時音煩/視頻數據的傳送特別有用。對於傳統的電子郎件或非實時數據,標號則沒有用處,把它置為0即可。
(4)有效載荷長度(payload length)佔16位。它指明IPv6數據報除基本首部以外的位元組數(所有擴展首部都算在有效載荷之內)。這個欄位的最大值是64KB(65535位元組).
(5)下一個首部(next header)佔8位。它相當於IPv4的協議欄位或可選欄位。
① 當Pv6數據報沒有擴展首部時,下一個首部欄位的作用和Pv4的協議欄位一樣,它的值指出了基本首部後面的數據應交付P層上面的哪一個高層協議(例如:6或17分別表示應交付運輸層TCP或UDP)。
② 當出現擴展首部時, 下一個首部欄位的值就標識後面第一個擴展首部的類型 。
(6)跳數限制(hop limit)佔8位。用來防止數據報在網路中無限期地存在。源點在每
個數據報發出時即設定某個跳數限制(最大為255跳)。每個路由器在轉發數據報時,要先
把跳數限制欄位中的值減1。當跳數限制的值為零時,就要把這個數據報丟棄。
(7)源地址佔128位。是數據報的發送端的IP地址。
(8)目的地址佔128位。是數據報的接收端的IP地址。
擴展首部
IP4的數據報如果在其首部中使用了選項,那麼沿著數據報傳送的路徑上的每一個路由器都必須對這些選項一一進行檢查,這就降低了路由器處理數據報的速度。然而實際上很多的選項在途中的路由器上是不需要檢查的(因為不需要使用這些選項的信息)。IPv6把原來IPv4首部中選項的功能都放在擴展首部中,並把擴展首部留給路徑兩端的源點和終點的主機來處理,而數據報途中經過的路由器都不處理這些擴展首部(只有一個首部例外,即逐跳選項擴展首部),這樣就大大提高了路由器的處理效率。
在RFC2460中定義了以下六種擴展首部:(1)逐跳選項:(2)路由選擇:(3)分片:(4)鑒別:(5)封裝安全有效載荷:(6)目的站選項。
每一個擴展首部都由若干個欄位組成,它們的長度也各不同。但所有擴展首部的第一個欄位都是8位的「下一個首部」欄位,此欄位的值指出了在該擴展首部後面的欄位是什麼。當使用多個擴展首部時,應按以上的先後順序出現。高層首部總是放在最後面。
3. 啥是分片技術
寫在文前:視頻版本和文字版本略有不同,想要看我深情並茂演繹,請看視頻版本 (喵懂區塊鏈22期|分片(Sharding):以太坊太慢,「盤」他!),思維邏輯怪,請看文案加長版。
最近以太坊由於君士坦丁堡升級(Constantinople)而出現了壓倒性的積極走勢,而以太坊的升級之路則猶如升級打怪一般,落入了rabbithole,誰也不知道這洞有多深。既然是「路漫漫其修遠兮」,則把腳下的每一步走好走准,則成了至關重要的點。攻破這一難點之後,以太坊的下一技術難點---Sharding分片,則又被擺到了檯面上。本期《喵懂區塊鏈》會帶大家走進讓以太坊快起來的法寶--- Sharding分片。
什麼是sharding分片?
分片技術其實並不是什麼新概念,起初是針對大型中心資料庫提出的優化方案,具體來說就是將大型資料庫中的數據劃按照某種規則分成很多數據分片(shard),再將這些數據分片分別存放在不同的伺服器中,以減小每個伺服器的數據訪問壓力,從而提高整個資料庫系統的性能。
我們舉一個通俗的小例子:
比如我們平時經常使用的美團,滴滴打車等軟體,就可以按照「城市」來進行分片,由於不同城市的數據不需要互通,就可以將不同城市的數據存放在不同資料庫中,這樣既可以把資料庫伺服器部署到離對應城市最近的節點上,還可以提高訪問速度,何樂而不為呢?!
從上面的例子中,我大家應該對分片的概念有了初步了解,那麼對應到區塊鏈場景中來說,分片又是怎麼樣的呢?
以以太坊分片為例,在原有的單鏈系統中,公鏈整體的性能取決於單個節點的性能,進行分片之後,每個節點只需要承當全網部分工作,各個分片並行工作,按照Vitalik的話來說,each shard is like a separate galaxy每個分片都像是獨立的小宇宙,這樣效率自然噌噌噌提升!原本以太坊鏈全網TPS約為20,現在若增加到100個分片,那麼全網TPS可以提升至2000,同理,全網容量也將提升至原來的100倍。
「每個節點只需要承擔全網部分工作」,這就會引出幾大問題,1.怎麼確定這個節點是負責哪個分片的工作?2.哪些交易應該歸類到哪些分片當中去?3.每個節點是否只需要儲存自己所在分片的交易信息(賬本)?
根據以上問題的實現與否,我們可以將分片依次分為三種類型:網路分片,交易分片,狀態分片。
網路分片:如何將全網節點劃分到不同分片當中去。
交易分片:如何將全網交易劃分到不同分片當中去。
狀態分片:如何讓各個節點只維護各自分片內的賬本,但又不影響整個系統的安全性。
主鏈和分片鏈的區別和聯系?
分片的類型我們已經明白了,那麼主鏈(Main chain)和分片鏈(shard chain)有什麼不同呢?
向左轉|向右轉
以太坊分片的實現是一個漫長的過程,就連Vitalik自己也說將會分階段來逐步實現,分片到底能不能從理論走向實踐,我們還是小小期待一下吧。
4. 計算機網路中IP數據報的片偏移計算
答案是A,偏移量的意思就是這個數據包是從源數據包哪個地方開始的,因為IP報文有40個位元組的IP報文頭,所以1300個位元組的數據會被分成以下三個包: A數據包:包含40個位元組的IP報文頭,0-460位元組的數據,偏移量為0; B數據包:包含40個位元組的IP報文頭,460-920位元組的數據,偏移量為460; C數據包:包含40個位元組的IP報文頭,920-1300位元組的數據,偏移量為920
5. 計算機網路的分類有哪些
依據網路的規模和所跨的地域,可以將計算機網路劃分為區域網、城域網和廣域網。
區域網,一般是指網路的規模相對較小,通信線路不長,覆蓋面的直徑一般為幾百米,至多幾千米。整個網路通常安裝在一個建築物內,或一個單位的大院里。城域網是指一個城市范圍的計算機網路,而廣域網則是指更大范圍的網路,可以大到一個國家,甚至整個世界。
雖然區域網、城域網和廣域網這些詞是著眼於所跨地域的,但是人們更多的是從網路組建技術上去區分它們。一般認為,用區域網技術組建的網路是區域網,而用廣域網技術組建的網路是廣域網。自然,城域網是用城域網技術組建的,但單獨提出城域網技術的比較少見。這些技術的差別主要是在於所用通信線路及其通信協議上。
在區域網出現之前的計算機網路中,計算機之間的連接主要使用電信部門提供的電話線路。電話線路本來是用來傳輸講話聲音這種模擬信號的,為了能夠傳輸數字,必須在線路兩端各加一台專門的設備——數據機。由於線路和當時技術條件的限制,數據機的傳輸速率比較低,很長時間維持在每秒600比特到9600比特的速率上,電話線上近幾年才達到每秒33?6K比特(1k=1000)和每秒56K比特。概括地講,廣域網的特點是傳輸距離長、傳輸速率低、技術復雜、計算機設備規模大、建網成本高等。
區域網的產生和普及,得益於個人計算機的出現和它的迅速發展。當時,PC機的能力很小,開始時尚沒用硬碟,即使有硬碟,容量也很小,如幾M、10M、20M個位元組;一般也不配列印機;只使用簡單的操作系統,如DOS。如果能有一種簡單的方法將幾台PC機連在一起,使大家能夠共享昂貴的磁碟和列印機,那再好不過了。區域網較好地滿足了這個需要。每台PC機配一塊網卡,使用一根電纜和一些收發器就能把幾個辦公室里的PC機聯成一個網路了,再裝上簡單的網路軟體就可以使用了。由於使用專門的纜線,傳輸距離又短,因而能獲得較高的速率,如乙太網早先的速率是每秒10M比特,後來達到每秒100M比特,現在已有每秒10億比特了。按照國際標准,區域網有乙太網、令牌環網、令牌匯流排網等幾種。由於乙太網技術簡單、安裝方便,而且技術革新快,現在乙太網已經成為主流,幾乎佔領了所有的市場。區域網的特點正好與廣域網相反:傳輸距離短、傳輸速率高、技術簡單、計算機設備規模比較小、建網成本低等。
近幾年,隨著計算機技術、通信技術和計算機網路技術的迅速發展,微機、區域網和廣域網的性能都大大提高。特別是使用光纜後,傳輸速率可以達到每秒幾十億至幾萬億比特了。今後的計算機網路將是區域網和廣域網的互聯,兩者的界限將會越來越模糊。網路通訊協議TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫,中文譯名為傳輸控制協議/網際協議,又叫網路通訊協議,這個協議是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網路的基礎。簡單地說,就是由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成的。
IP協議的英文名直譯就是網際協議。從這個名稱我們就可以知道IP協議的重要性。在現實生活中,我們進行貨物運輸時都是把貨物包裝成一個個的紙箱或者是集裝箱之後才進行運輸,在網路世界中各種信息也是通過類似的方式進行傳輸的。IP協議規定了數據傳輸時的基本單元和格式。如果比作貨物運輸,IP協議規定了貨物打包時的包裝箱尺寸和包裝的程序。除了這些以外,IP協議還定義了數據包的遞交辦法和路由選擇。同樣用貨物運輸作比喻,IP協議規定了貨物的運輸方法和運輸路線。
在IP協議中,它定義的傳輸是單向的,也就是說發出去的貨物對方有沒有收到我們是不知道的。這怎麼辦呢?由TCP協議來解決。TCP協議提供了可靠的面向對象的數據流傳輸服務的規則和約定。簡單地說,在TCP模式中,對方發一個數據包給你,你要發一個確認數據包給對方。通過這種確認來提供可靠性。通俗而言,TCP負責發現傳輸的問題,一有問題就發出信號,要求重新傳輸,直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網際網路的每一台電腦規定一個地址。
TCP/IP協議並不完全符合OSI的七層參考模型。傳統的開放式系統互聯參考模型,是一種通信協議的七層抽象的參考模型,其中每一層執行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬體在相同的層次上相互通信。這七層是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求。這4層分別為:
應用層:應用程序間溝通的層,如簡單電子郵件傳輸(SMTP)、文件傳輸協議(FTP)、網路遠程訪問協議(Telnet)等。
傳輸層:在此層中,它提供了節點間的數據傳送,應用程序之間的通信服務,主要功能是數據格式化、數據確認和丟失重傳等。如傳輸控制協議(TCP)、用戶數據包協議(UDP)等,TCP和UDP給數據包加入傳輸數據並把它傳輸到下一層中,這一層負責傳送數據,並且確定數據已被送達並接收。
互連網路層:負責提供基本的數據封包傳送功能,讓每一塊數據包都能夠到達目的主機(但不檢查是否被正確接收),如網際協議(IP)。
網路介面層(主機-網路層):接收IP數據報並進行傳輸,從網路上接收物理幀,抽取IP數據報轉交給下一層,對實際的網路媒體的管理,定義如何使用實際網路(如Ethernet、Serial Line等)來傳送數據。
6. 什麼是IP分片技術
在計算機網路中IP分片的情況發生在IP層,不僅源端主機會進行分片,中間的路由器也有可能分片,因為不同的網路的MTU是不一樣的,如果傳輸路徑上的某個網路的MTU比源端網路的MTU要小,路由器就可能對IP數據報再次進行分片。而分片數據的重組只會發生在目的端的IP層。
在網路中IP首部有4個位元組是用於分片的,如下圖所示。前16位是IP數據報的標識,同一個數據報的各個分片的標識是一樣的,目的端會根據這個標識來判斷IP分片是否屬於同一個IP數據報。中間3位是標志位,其中有1位用來表示是否有更多的分片,如果是最後一個分片,該標志位為0,否則為1。後面13位表示分片在原始數據的偏移,這里的原始數據是IP層收到的傳輸的TCP或UDP數據,不包含IP首部。
避免IP分片在網路編程中,我們要避免出現IP分片,那麼為什麼要避免呢?原因是IP層是沒有超時重傳機制的,如果IP層對一個數據包進行了分片,只要有一個分片丟失了,只能依賴於傳輸層進行重傳,結果是所有的分片都要重傳一遍,這個代價有點大。由此可見,IP分片會大大降低傳輸層傳送數據的成功率,所以我們要避免IP分片。對於UDP包,我們需要在應用層去限制每個包的大小,一般不要超過1472位元組,即乙太網MTU(1500)—UDP首部(8)—IP首部(20)。對於TCP數據,應用層就不需要考慮這個問題了,因為傳輸層已經幫我們做了。在建立連接的三次握手的過程中,連接雙方會相互通告MSS(Maximum Segment Size,最大報文段長度),MSS一般是MTU—IP首部(20)—TCP首部(20),每次發送的TCP數據都不會超過雙方MSS的最小值,所以就保證了IP數據報不會超過MTU,避免了IP分片。
7. 一個網段內的計算機是怎麼劃分的是分片的嗎還是別的
同一網段的計算機如果想劃分成多個區域網的話,可以使用子網掩碼劃分,同一區域網內還有兩種分級----工作組 和 域
8. 為什麼要採用分層網路計劃的方法
計算機網路是一個極其復雜的工程,之所以使用分層,最主要的思想在於把整個復雜的問題分成若干個部分進行處理,主要優點在於:
①各層之間相互獨立,只需要完成本層要求的任務:某一層通過和下層的介面實現信息交流,下層也能提供相應服務給上層,並且計算機網路的復雜程度還表現在要使得不同的網路進行連接,分層的話,其他就不要考慮另外一層是怎麼進行網路連接和協商通信的(比如應用層可以搭載udp或tcp);
②使得接入網路設備容易製造,且成本大幅度降低:比如交換機(二層)就根本不需要考慮網路層和以上的數據,所以在硬體(邏輯控制電路)的設計難度就會大幅度降低;
計算機網路分層設計方法主要原則:
①層與層之間必須相對對立,不允許出現兩層對同一控制(差錯控制,流量控制,分片和組裝,復用分用,連接釋放控制)的重復;
②分層必須把握好層的數量和層與層的關系。分層時必須使每一層的功能非常明確,層數太少會使得每一層任務太過復雜,在設計協議的時候,設計工程會遇到很多困難,但層數太多會使得網路的傳輸效率下降。
9. 計算機網路(四)網路層
主要任務是把分組從源端傳到目的端,為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網路層傳輸單位是數據報。
鏈路層數據幀可封裝數據的上限稱為最大傳送單元MTU
標識:同一數據報的分片使用同一標識。
中間位DF(Don』t Fragment):
最低位MF(More Fragment):
片偏移:指出較長分組分片後,某片在原分組中的相對位置。以8B為單位。除了最後一個分片,每個分片長度一定是8B的整數倍。
IP地址:全世界唯一的32位/4位元組標識符,標識路由器主機的介面。IP地址::={<網路號>,<主機號>}
有一些IP地址是不能用的,有其特殊的作用,如:
網路地址轉換NAT(Network Address Translation):在專用網連接到網際網路的路由器上安裝NAT軟體,安裝了NAT軟體的路由器叫NAT路由器,它至少有一個有效的外部全球IP地址。
此外,為了網路安全,劃分出了部分IP地址和私有IP地址,私有IP地址網段如下:
路由器對目的地址是私有IP地址的數據報一律不進行轉發。
分類的IP地址的弱點:
某單位劃分子網後,對外仍表現為一個網路,即本單位外的網路看不見本單位內子網的劃分。
路由器轉發分組的演算法:
無分類域間路由選擇CIDR:
CIDR記法:IP地址後加上「/」,然後寫上網路前綴(可以任意長度)的位數。e.g. 128.14.32.0/20
CIDR把網路前綴都相同的連續的IP地址組成一個「CIDR地址塊」。
使用CIDR時,查找路由表可能得到幾個匹配結果(跟網路掩碼按位相與),應選擇具有最長網路前綴的路由。前綴越長,地址塊越小,路由越具體。
將多個子網聚合成一個較大的子網,叫做構成超網,或路由聚合。方法:將網路前綴縮短(所有網路地址取交集)。
由於在實際網路的鏈路上傳送數據幀時,最終必須使用MAC地址。
ARP協議:完成主機或路由器IP地址到MAC地址的映射。
ARP協議使用過程:
ARP協議4種典型情況:
動態主機配置協議DHCP是 應用層 協議,使用 客戶/伺服器 方式,客戶端和服務端通過 廣播 方式進行交互,基於 UDP 。
DHCP提供即插即用聯網的機制,主機可以從伺服器動態獲取IP地址、子網掩碼、默認網關、DNS伺服器名稱與IP地址,允許地址重用,支持移動用戶加入網路,支持在用地址續租。
DHCP工作流程如下:
ICMP協議支持主機或路由器:包括差錯(或異常)報告和網路探詢,分部發送特定ICMP報文
ICMP差錯報告報文(5種):
不應發送ICMP差錯報文的情況:
ICMP詢問報文:
ICMP的應用:
32位IPv4地址空間已分配殆盡,這時,可以採用更大地址空間的新版本的IPv6,從根本上解決地址耗盡問題
IPv6數據報格式如下圖
IPv6的主要特點如下:
IPv6地址表示形式:
零壓縮:一連串連續的0可以被一對冒號取代。雙冒號表示法在一個地址中僅可出現一次。
IPv6基本地址類型:
IPv6向IPv4過渡的策略:
R1的路由表/轉發表如下:
最佳路由:「最佳」只能是相對於某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。
路由演算法可分為
由於網際網路規模很大且許多單位不想讓外界知道自己的路由選擇協議,但還想連入網際網路,可以採用自治系統來解決
自治系統AS:在單一的技術管理下的一組路由器,而這些路由器使用一種AS內部的路由選擇協議和共同的度量以確定分組在該AS內的路由,同時還使用一種AS之間的路由協議以確定在AS之間的路由。
一個AS內的所有網路都屬於一個行政單位來管轄,一個自治系統的所有路由器在本自治系統內都必須連通。
路由選擇協議
RIP是一種分布式的基於距離向量的路由選擇協議,是網際網路的協議標准,最大優點是簡單。
RIP協議要求網路中每一個路由器都維護從它自己到其他每一個目的網路的唯一最佳距離 [1] 記錄(即一組距離)。 RIP協議只適用於小互聯網。
RIP是應用層協議,使用 UDP 傳送數據。一個RIP報文最多可包括25個路由,如超過,必須再用一個RIP報文傳送。
RIP協議的交換
路由器剛開始工作時,只知道直接連接的網路的距離(距離為1),接著每一個路由器也只和數目非常有限的相鄰路由器交換並更新路由信息。
經過若干次更新後,所有路由器最終都會知道到達本自治系統任何一個網路的最短距離和下一跳路由器的地址,即「收斂」。
RIP的特點:當網路出現故障時,要經過比較長的時間(例如數分鍾) 才能將此信息傳送到所有的路由器,「慢收斂」。
對地址為X的相鄰路由器發來的RIP報文,修改此報文中的所有項目:把「下一跳」欄位中的地址改為X,並把所有的「距離」欄位+1。
開放最短路徑優先OSPF協議:「開放」標明OSPF協議不是受某一家廠商控制,而是公開發表的;「最短路徑優先」是因為使用了Dijkstra提出的最短路徑演算法SPF。OSPF最主要的特徵就是使用分布式的鏈路狀態協議。 OSPF直接用IP數據報傳送。
OSPF的特點:
為了使OSPF 能夠用於規模很大的網路,OSPF 將一個自治系統再劃分為若干個更小的范圍,叫做區域。每一個區域都有一個32 位的區域標識符(用點分十進製表示)。區域也不能太大,在一個區域內的路由器最好不超過200 個。
BGP 所交換的網路可達性的信息就是要到達某個網路所要經過的一系列AS。當BGP 發言人互相交換了網路可達性的信息後,各BGP 發言人就根據所採用的策略從收到的路由信息中找出到達各AS 的較好路由。
一個BGP 發言人與其他自治系統中的BGP 發言人要交換路由信息,就要先建立TCP 連接,即通過TCP傳送,然後在此連接上交換BGP 報文以建立BGP 會話(session),利用BGP 會話交換路由信息。 BGP是應用層協議,藉助TCP傳送。
BGP協議特點:
BGP-4的四種報文
組播提高了數據傳送效率。減少了主幹網出現擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同一個物理網路,也可以來自不同的物理網路(如果有組播路由器的支持)。
IP組播地址讓源設備能夠將分組發送給一組設備。屬於多播組的設備將被分配一個組播組IP地址(一群共同需求主機的相同標識)。
組播地址范圍為224.0.0.0~239.255.255.255(D類地址),一個D類地址表示一個組播組。只能用作分組的目標地址。源地址總是為單播地址。
同單播地址一樣,組播IP地址也需要相應的組播MAC地址在本地網路中實際傳送幀。組播MAC地址以十六進制值01-00-5E打頭,餘下的6個十六進制位是根據IP組播組地址的最後23位轉換得到的。
TCP/IP 協議使用的乙太網多播地址的范圍是:從01-00-5E-00-00-00到01-00-5E-7F-FF-FF .
收到多播數據報的主機,還要在IP 層利用軟體進行過濾,把不是本主機要接收的數據報丟棄。
ICMP和IGMP都使用IP數據報傳遞報文。組播路由器知道的成員關系只是所連接的區域網中有無組播組的成員。
IGMP工作的兩個階段:
只要有一個主機對某個組響應,那麼組播路由器就認為這個組是活躍的;如果經過幾次探詢後沒有一個主機響應,組播路由器就認為本網路上的沒有此組播組的主機,因此就不再把這組的成員關系發給其他的組播路由器。
組播路由協議目的是找出以源主機為根節點的組播轉發樹。構造樹可以避免在路由器之間兜圈子。對不同的多播組對應於不同的多播轉發樹;同一個多播組,對不同的源點也會有不同的多播轉發樹。
組播路由選擇協議常使用的三種演算法:
移動IP技術是移動結點(計算機/伺服器等)以 固定的網路IP地址 ,實現跨越不同網段的 漫遊 功能,並保證了基於網路IP的網路許可權在漫遊過程中不發生任何改變。
路由器是一種具有多個輸入埠和多個輸出埠的專用計算機,其任務是轉發分組。
若路由器處理分組的速率趕不上分組進入隊列的速率,則隊列的存儲空間最終必定減少到零,這就使後面再進入隊列的分組由於沒有存儲空間而只能被丟棄。 路由器中的輸入或輸出隊列產生溢出是造成分組丟失的重要原因。
路由器(網路層)可以互聯兩個不同網路層協議的網段。
網橋(鏈路層)可以互聯兩個物理層和鏈路層不同的網段。
集線器(物理層)不能互聯兩個物理層不同的網段。
路由表根據路由選擇演算法得出的,主要用途是路由選擇,總用軟體來實現。
轉發表由路由表得來,可以用軟體實現,也可以用特殊的硬體來實現。轉發表必須包含完成轉發功能所必需的信息,在轉發表的每一行必須包含從要到達的目的網路到輸出埠和某些MAC地址信息的映射。
10. 計算機網路中分片與分組一樣嗎
不一樣,很奇怪網路沒這種問題。分片是在分組的基礎上把分組分成若乾片段。