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  • 计算机网络的性能指标和基本概念(子网掩码、IP、MAC地址、TCP/IP数据报)

    性能指标

     

    二级IP地址

     网络号就是每个局域网上的编号,而主机号就是由局域网所在的单位自行分配,同一个局域网上的主机或路由器中,IP地址中的网络号必须是一样的,且一个路由器的不同的端口上的网络号是不一样的,即每个接口都有一个不同网络号的IP地址

    三级IP地址

      划分子网:1985年起,IP地址有增加了一个子网号字段,使两级的IP地址变成的三级IP地址,这种做法叫划分子网

      基本思路

      

      

    子网掩码(划分子网)

       注意:划分子网只是借用若干各主机号,网络号并不改变

      

      路由器在和相邻路由交换路由信息时,必须需把自己所在的网络(子网)的网络掩码告诉相邻路由器

       子网掩码的作用:

      1、判断两ip地址是否属于同一子网络:将两IP地址分别和子网掩码进行与操作,结果相同就属于同一网络

      2、计算网络地址:就是主机号全为0的地址,由子网掩码和IP地址进行与操作得到

      默认子网掩码(网络号全为1,主机号全为0)

      A类:255.0.0.0

      B类:255.255.0.0

      C类:255.255.255.0

      完整的子网掩码就是网络号和子网号所在的位置全为1,其余主机号全为0

      子网掩码相关的计算:

      以IP为192.168.10.0例,IP是C类网址,二进制网络号长度是24,主机号长度是8,默认子网掩码为255.255.255.0

      1、已知划分的子网数目N,求子网掩码

      假设IP划分成4个子网,即N=4,4的二进制数为100,长度为3,所以将主机号的前三位置为1,加上默认子网掩码部分即可,即255.255.255.224

      

       2、已知每个子网主机数目,求子网掩码(过程和上面稍微有些差别)

      假设N是主机号的二进制长度(这里的IP是C类,所以N=8),主机数目为25=11001,长度为5,将主机地址前(N-5)位全部置1,加上默认掩码部分,255.255.255.224

      

    划分子网下的路由转发分组算法

      1、先判断目的IP地址和当前网络地址是否属于同一网络(将子网掩码和目的IP与操作,若结果和当前网络地址一致,则属于同一网络),

      若一致,直接分组交付

      否则分组交付给指明的下一条路由

      

    MAC地址(物理地址)

      MAC地址的长度为48位(6个字节,用12个16进制数表示),网络中每台设备都有一个唯一的网络标识,这个地址叫MAC地址或网卡地址,由网络设备制造商生产时写在硬件内部

      区分IP地址和MAC地址:

      在OSI模型中,第三层网络层负责IP地址,第二层数据链路层则负责MAC位址,通俗来讲,IP地址告诉你要去哪(由当前网络要去那个网络),而MAC地址则告诉你怎么去(由那个路由器往那           个路由器走)

      

    IP数据报和MAC帧

    TCP/IP协议定义了一个在因特网上传输的包,称为IP数据报,由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度,共20字节,是所有IP数据报必须具有的,包含源地址和目的地址。后面的是传输的数据

    MAC帧IP数据报的基础上,增加了帧头和帧尾,中间是IP数据报。其中,帧头和帧尾包含一些必要的控制信息,比如同步信息、地址信息、差错控制信息等。

     

    TCP数据报

    源端口: 数据发送方的端口号。

    目的端口: 数据接受方的端口号。

    序号(seq):本数据包中的的第一个字节的序号(在数据流中每个字节都对应一个序号)。

    确认号(Ack,与大写的ACK不一样Ack是确认序号,ACK是标志位):希望收到的下一个数据包中的第一个字节的序号。例如 B 正确收到 A 发送来的一个报文段,序号为 501,携带的数据长度为 200 字节,因此 B 期望下一个报文段的序号为 701,B 发送给 A 的确认报文段中确认号就为 701

    参照TCP头部和链接可知Ack num和ACK的区别;

    SYN和ACK都是标志位:可置为1或0,三次握手时是1;

    三次握手时,是通过Ack num进行确认(Ack num=Seq+1);

    而ACK是连接建立状态的标志。

    数据偏移:表示本报文数据段距离报文段有多远。实际上指的是首部的长度

    保留:顾名思义,用来保留给以后用的(最多有40个字节)。

    紧急比特URG:当值为1时表示次报文段中有需要紧急处理。

    确认字符ACK:值为1时确认号有效,值为0时确认号无效。

    复位比特RST:值为1时表示TCP连接存在严重的错误,需要重新进行连接。

    同步比特SYN:值为1表示这是一个连接请求或连接接受报文。

    终止比特FIN: 值为1表示要发送的数据报已经发送完毕,需要释放传送连接。

    窗口字段:TCP连接的一端根据缓存空间的大小来确定自己接受窗口的大小,限制发送放的窗口上限。

    检验和:用来检验首部和数据两部分的正确性。

    紧急指针字段:本报文紧急数据的最后一个字节的序号。

     

    TCP数据报、IP数据报、MAC帧的关系

     

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