「思唯网络学院」网络工程师必知的几大协议

【内容详解】

一、CIDR

CIDR使用“斜线记法”，即在IP地址后面加上斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（也就是子网掩码中1的个数）。这个网络前缀可以有任何长度。

案例：例如128.14.32.0/20，其中前20位为网络前缀，后12位为主机号。另外我们还可以计算出这个地址块的最小可用地址和最大可用地址。

计算过程：128.14.32.0/20= 10000000 00001110 00100000 00000000

128.14.32.0/20 地址块的最小可用地址：

10000000 00001110 00100000 00000001

128.14.32.0/20 地址块的最大可用地址：

10000000 00001110 00101111 11111110

128.14.32.0/20 地址块的最小可用地址：128.14.32.1

128.14.32.0/20 地址块的最大可用地址：128.14.47.254

二、路由汇聚

路由汇聚是用来解决路由表的内容冗余问题，使用路由聚合能够缩小路由表的规模，减少路由表的内存。提高路由器数据转发的效率。

如：假设有4个路由：172.18.129.0/24、172.18.130.0/24、172.18.132.0/24、172.18.133.0/24，则能覆盖这4个路由的是：172.18.128.0/21。

解答：129==》10000 001

130==》10000 010

132==》10000 100

133==》10000 101

上下比较第3B的后三位发生变化，则视为主机位，因此新的网络位位数为：8+8+5=21位。

汇聚后的网络地址即把主机位全部置0，为172.18.10000 000.0/21，亦即172.18.128.0/21，也称之为超网ID或超网网络地址。

还要需要注意：

路由器查找路由表的是候会从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。这叫做最长前缀匹配，这时因为网络前缀越长，其地址块就越小，路由就越具体。

三、IP数据报格式

一个IP数据报是由首部和数据两部分所组成的。首部的前一部分为固定长度，共20字节。

常考的几个字段：

（1）版本：占4位，指的是IP协议的版本。目前广泛使用的IP协议版本号为4。

（2）首部长度，典型的IP数据报首部长度是20字节。那么首部长度这个字段的值就是5。

（3）区分服务：默认情况下一直没有使用过，是用在QOS中。

（4）总长度：总长度指首部和数据之和的长度，超过下层MTU值的时候，必须分片，其中以太网的MTU为1500字节。

（5）标识：相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。

（6）标志：标志字段中的最低位为MF MF=1表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。

标志字段中间的一位记为DF，意思是“不能分片”。只有当DF=0时，才允许分片。

（7）片偏移：分片在原分组中的相对位置片，偏移以8个字节为偏移单位。

（8）生存时间：表明数据报在网络中的生命。路由器在转发数据报之前就把TTL值减1。值减小到零，就丢弃这个数据报，不再转发。数据报在网络中能经过的路由器的理论最大数值是255。是由发送端设置这个字段。

（9）协议：目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个上层协议。

（10）首部校验和（11）源地址（12）目的地址

（13）选项字段用来支持其他功能。

（14）首部不是4字节整数倍的时候，就用全0的填充字段补齐成为4字节的整数倍。

四、ARP协议

ARP作用：通过IP查找MAC。

ARP请求分组：广播发送。

ARP响应分组：单播回应。

以及ARP -s，ARP-a、ARP-d等命令。

五、ICMP协议

为了能够更加有效的转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP，ICMP协议作为IP数据包中的数据，封装在IP数据包中发送。

终点不可达：主机或路由器无法交付数据报的时候就向源点发送终点不可达报文。比如中间路由器设置了ACL或者目的端口和进程不相符。

源站抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源站发送源站抑制报文，让发送端放慢速度。

时间超过：当路由器收到生存时间为零的数据报时，除丢弃该数据报外，还要向源站发送时间超过报文。当目的站在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就将已收到的数据报片都丢弃，并向源站发送时间超过报文。

参数问题：当路由器或目的主机收到的数据报的首部中的字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源站发送参数问题报文

改变路由（重定向）：路由器将改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器。

回送请求和回答：ICMP回送请求报文是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。收到此报文的主机必须给原主机或路由器发送ICMP回送回答报文。主要是用来测试目的站是否可达以及了解其有关状态。

时间戳请求和回答：主要是请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。

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