文章標題是網絡層知識概要，網絡層與傳輸層互有聯系，個別知識點沒有特別區(qū)分。本文主要討論的問題如下
01 OSI體系結構
02網絡層作用
? 0201 TCP 可靠性依靠順序控制和重發(fā)機制
03 網絡協(xié)議三要素
04 三次握手
05 連接端點
關于OSI體系結構
OSI的體系結構定義了一個七層模型，用以進行進程間的通信。
主機是為用戶進行信息處理的，并且向網絡分組，從網絡接收分組。
路由器對分組進行存儲轉發(fā)，然后把分組交付目的主機
計算機網絡體系結構
計算機網絡體系結構是計算機網絡各層及協(xié)議的集合
TCP/IP 是四層的體系結構：應用層、運輸層、網際層和網絡接口層。
TCP/IP參考模型中與0SI參考模型數據鏈路層及物理層與主機網絡層對應。
網絡層作用
網絡層的主要作用是“實現終端節(jié)點之間的通信”。這種終端節(jié)點之間的通信也叫“點對點通信”。
網絡層傳輸單位是數據報
>路由選擇和分組轉發(fā)
>異構網絡互相連接
>擁塞控制- 是一個全局的概念，整個網絡負載過重，分組轉發(fā)速率慢，導致丟棄分組
按照傳輸技術可將計算機網絡分為廣播式網絡和點對點網絡。網絡層主要提供兩種服務，無連接的數據報服務和有連接的虛擬電路服務。
IP數據報格式
網絡中傳輸的數據包由兩部分組成：一部分是協(xié)議所要用到的首部，另一部分是上一層傳過來的數據。IP數據包就是由首部和數據兩部分組成的。
1字節(jié)（Byte）=8bit
固定部分20B
IP數據報分片
問：網絡層通過網絡層傳輸層接口向傳輸層提供服務。那提供什么類型的服務？
答：網絡層主要提供兩種服務，無連接的數據報服務和有連接的虛擬電路服務。
例題1：
在數據包服務中，網絡節(jié)點要為每個分組做出網絡選擇，而在虛電路方式中，只需在連接建立時確定路由。確定路由的算法稱為路由算法。
即下文中提到的IP服務的三個特點。
例題2：
在采用___的傳輸方式下，由網絡負責差錯檢測和流量控制，分組按順序被交付。
A 電路交換? B 報文交換? C 虛電路交換 D 數據包分組交換
注意：負責差錯檢測說明是面向連接的傳輸，故數據報分組交換不合適。
電路交換和報文交換都不采用分組技術。
例題2:
網絡層提供兩種服務，虛電路和數據報服務
IP協(xié)議規(guī)定，只有最終的目的主機才能對分片進行重組。
IP服務的三個特點
IP提供的服務具有不可靠、面向非連接和盡最大努力投遞的3個主要特點。網絡在發(fā)送分組時不需要先建立連接。每一個分組（IP數據包）獨立發(fā)送。
網絡層不提供網絡質量的承諾。即發(fā)送的分組可能出錯，丟失，重復和失序。
ARP協(xié)議
ARP（Address Resolution Protocol，地址轉換協(xié)議）被當作底層協(xié)議，用于IP地址到物理地址的轉換。在以太網中，所有對IP的訪問最終都轉化為對網卡MAC地址的訪問。
MAC地址是二層概念，IP是三層概念，TCP是四層概念
例
在TCP/IP網絡中。站點發(fā)送ARP請求所用的方式是廣播
例
主機?A發(fā)送?IP數據報給主機?B，途中經過了?5個路由器。試問在?IP數據報的發(fā)送過程中總
共使用了幾次?ARP? ?答案 6
基于IP層的數據包傳輸類型
單播，多播，廣播
包首部就像協(xié)議的臉
TCP/IP 中有兩個具有代表性的傳輸層協(xié)議，分別是 TCP 和 UDP。
TCP 可靠性依靠順序控制和重發(fā)機制
數據鏈路和 IP 中的地址，分別指的是 MAC 地址和 IP 地址。前者用來識別同一鏈路中不同的計算機，后者用來識別 TCP/IP 網絡中互連的主機和路由器。在傳輸層也有這種類似于地址的概念，那就是端口號。端口號用來識別同一臺計算機中進行通信的不同應用程序。因此，它也被稱為程序地址。
應用程序端口識別
（應用程序端口識別 一節(jié)取自?JAVA專欄）
通過端口號、IP地址、協(xié)議號進行通信識別
① 和② 的通信是在兩臺計算機上進行的。它們的目標端口號相同，都是80。這里可以根據源端口號加以區(qū)分。
③ 和 ① 的目標端口號和源端口號完全相同，但它們各自的源 IP 地址不同。
此外，當 IP 地址和端口號全都一樣時，我們還可以通過協(xié)議號來區(qū)分（TCP 和 UDP）。
作者：JAVA專欄
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網絡協(xié)議三要素
在計算機網絡中要做到有條不紊地交換數據，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。
這些為進行網絡中的數據交換而建立的規(guī)則、標準或約定即稱為網絡協(xié)議。
三要素:語法，語義和時序
時序表示事件實現順序的詳細說明，
語義說明需要發(fā)出何種控制信息及如何響應
三次握手
TCP 提供面向有連接的通信傳輸。面向有連接是指在數據通信開始之前先做好兩端之間的準備工作。TCP連接分為三個階段，連接建立，數據傳輸和連接釋放。顯然三次握手機制是在連接建立階段。
所謂三次握手是指建立一個 TCP 連接時需要客戶端和服務器端總共發(fā)送三個包以確認連接的建立。在socket編程中，這一過程由客戶端執(zhí)行connect來觸發(fā)。
作者：滌生_Woo
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來源：簡書
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不同的自治系統(tǒng)之間的路由選擇協(xié)議，目前最長用的外部網關協(xié)議是BGP
BGP屬于外部網關路由協(xié)議，可以實現自治系統(tǒng)間無環(huán)路的域間路由，是溝通Internet廣域網的主要路由協(xié)議
自治系統(tǒng)
自治系統(tǒng)是在單一技術管理體系下的多個路由器的集合，在自治系統(tǒng)內部使用內部網關協(xié)議（IGP）和通用參數來決定如何路由數據包，在自治系統(tǒng)間則使用AS間路由協(xié)議來路由數據包。
1）AS內部使用IGP(Interior Gateway Protocol)協(xié)議進行自我相互之間更新路由表信息。
2）不同AS之間使用EGP(External Gateway Protocol)協(xié)議進行AS之間的路由信息更新。
BGP協(xié)議是唯一個使用TCP協(xié)議進行路由更新的協(xié)議
關于應用層協(xié)議，如果傳輸的請求與應答報文丟失，將由傳輸層協(xié)議負責恢復，Web瀏覽器與Web服務器位于應用層，不負責可靠傳輸的進行。
滑動窗口協(xié)議
滑動窗口協(xié)議（Sliding Window Protocol），屬于TCP協(xié)議的一種應用，用于網絡數據傳輸時的流量控制，以避免擁塞的發(fā)生。該協(xié)議允許發(fā)送方在停止并等待確認前發(fā)送多個數據分組。由于發(fā)送方不必每發(fā)一個分組就停下來等待確認，因此該協(xié)議可以加速數據的傳輸，提高網絡吞吐量。
TCP 以1個段為單位，每發(fā)送一個段進行一次確認應答的處理。這樣的傳輸方式有一個缺點，就是包的往返時間越長通信性能就越低。
窗口大小就是指無需等待確認應答而可以繼續(xù)發(fā)送數據的最大值
所有的滑動窗口協(xié)議的本質是在任何時刻發(fā)送方總是維持著一組序號，分別對應于允許他發(fā)送的幀。我們稱這些幀落在滑動窗口內。類似的接收方也維持著一個接受窗口，對應一組允許它接受的幀。
TCP通過滑動窗口的概念來進行流量控制。
滑動窗口本質上是描述接受方的TCP數據報緩沖區(qū)大小的數據
例題
在TCP中，發(fā)送方的窗口大小取決于（）。
A．僅接收方允許的窗口
B．接收方允許的窗口和發(fā)送方允許的窗口
C．接收方允許的窗口和擁塞窗口
D．發(fā)送方允許的窗口和擁塞窗口
答案 C
TCP讓每個發(fā)送方僅發(fā)送正確數量的數據，保持網絡資源被利用但又不會被過載。為了避免網絡擁塞和接收方緩沖區(qū)溢出，TCP發(fā)送方在任一時間可以發(fā)送的最大數據流是接收方允許的窗口和擁塞窗口中的最小值
首先明確路由算法的分類
路由選擇包括的兩個基本操作是最佳路徑判斷和網間數據傳輸。
動態(tài)路由選擇算法
OSPF
PSPF不支持的網絡類型是 點對多點網絡
1 以泛洪方式向本自治系統(tǒng)內所有路由器發(fā)送信息
2 發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)。
3 “鏈路狀態(tài)”是說明本路由器與哪些路由器相鄰，以及相鄰結點之間鏈路的度量。
OSPF以組播方式傳播
簡答題
1TCP協(xié)議 是如何提供端到端可靠傳輸協(xié)議服務的？
2 設計路由算法時需要考慮的技術因素
首先要考慮的是按照最短路由還是最佳路徑，其次考慮通信子網采用虛電路還是數據報傳輸，
第三采用分布式路由算法，是每個節(jié)點為到達的數據包選擇下一個路由，還是采用集中式，由中央節(jié)點還是始發(fā)節(jié)點決定整個路由。
第四考慮網絡拓撲，流量和延遲，最后確定是靜態(tài)路由還是動態(tài)路由。
3 簡述選擇重傳的工作原理
當接收方發(fā)現某一幀出錯時，后續(xù)接受到的正確幀雖然不能立即到達接收方的高層，但是會進入緩存區(qū)，同時要求發(fā)送方重新發(fā)送出錯的那一幀。接收到正確的幀后，就可以與緩存區(qū)的幀一起按照正確的序號遞交給接收方的高層。
4簡述Go-back-N策略的基本原理
當接收方檢測出時序的信息后，要求發(fā)送方重發(fā)最后一個正確接受的信息幀之后的所有未被確認的幀。
5 已知一個IP數據報攜帶了TCP報文
路由器
1.1 路由器是實現分組交換的關鍵構件，任務是轉發(fā)收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。
1.2 在IP數據報頭中，源IP地址和目的IP地址分別表示本IP數據報發(fā)送者和接收者地址。在整個數據報傳輸過程中，無論經過什么路由，無論如何分片，源地址和目的地址均保持不變。
例題
1 數據報從源節(jié)點到目的節(jié)點可能要經過多個網絡，在傳輸過程中 IP數據報頭部中的__A___【2012青島科技大學】
A.源 IP地址和目的 IP地址都不會發(fā)生變化
B.源 IP地址不會發(fā)生變化，目的 IP地址會發(fā)生變化
C.源 IP地址會發(fā)生變化，目的 IP地址不會發(fā)生變化
D.源 IP地址和目的 IP地址都會發(fā)生變化
2 在TCP/IP 體系結構中，直接為 ICMP 提供服務的協(xié)議是（ ）。 B
PPP
IP
UDP
TCP
1.3 分片（fragmentation）
當一個IP數據報從某個接口送出時，如果它的大小超過相應鏈路的MTU，IPv4和IPv6都將執(zhí)行分片。這些片段在到達終點之前通常不會被重組（reassembling）。IPv4主機對其產生的數據報執(zhí)行分片，IPv4路由器則對其轉發(fā)的數據報進行分片。然后IPv6只有主機對其產生的數據報執(zhí)行分片，IPv6路由器不對其轉發(fā)的數據報執(zhí)行分片。
IP地址包含 網絡地址+主機地址，即IP地址=網絡地址+主機地址。
子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
網 絡 中 某 主 機 的?IP?地 址 是?169.254.34.125，這 說 明 網 絡 中 的DHCP服務器不正常
例
5.在下列地址中，屬于單播地址的是()
A.172.31.128.255/18 ?B 10.255.255.255
C.192.168.24.59/30 ? ?D 24.105.5.211?
一篇文章帶你熟悉 TCP/IP 協(xié)議（網絡協(xié)議篇二）
