計算機底層網路協議

2021-09-28 23:57:10 字數 2643 閱讀 1202

- 基本功能為透過目標裝置的ip位址,查詢目標裝置的mac位址,以保證通訊的順利進行。在每台安裝有tcp/ip協議的電腦或路由器裡都有乙個arp快取表,表裡的ip位址與mac位址是一對應的。

- 當傳送資料時,主機a會在自己的arp快取表中尋找是否有目標ip位址。如果找到就知道目標mac位址為(00-bb-00-62-c2-02),直接把目標mac位址寫入幀裡面傳送就可;如果在arp快取表中沒有找到相對應的ip位址,主機a就會在網路上傳送乙個 **廣播(arp request)**,目標mac位址是「ff.ff.ff.ff.ff.ff」,這表示向同一網段內的所有主機發出這樣的詢問:「192.168.38.11的mac位址是什麼?」網路上其他主機並不響應arp詢問,只有主機b接收到這個幀時,才向主機a做出這樣的回應(arp response):「192.168.38.11的mac位址是(00-bb-00-62-c2-02)」。這樣,主機a就知道主機b的mac位址,它就可以向主機b傳送資訊。同時它還更新自己的arp快取表,下次再向主機b傳送資訊時,直接從arp快取表裡查詢就可。**arp快取表採用老化機制**,在一段時間內如果表中的某一行沒有使用,就會被刪除,這樣可以大大減少arp快取表的長度,加快查詢速度。

- 當傳送主機和目的主機不在同乙個區域網中時,即便知道目的主機的mac位址,兩者也不能直接通訊,必須經過路由**才可以。所以此時,傳送主機通過arp協議獲得的將不是目的主機的真實mac位址,而是一台可以通往區域網外的路由器的mac位址。於是此後傳送主機發往目的主機的所有幀,都將發往該路由器,通過它向外傳送。這種情況稱為arp**(arp proxy)。

- 它 **用於tcp/ip網路中傳送控制訊息**,提供可能發生在通訊環境中的各種問題反饋,通過這些資訊,令管理者可以對所發生的問題作出診斷,然後採取適當的措施解決。它與傳輸協議最大的不同:它一般不用於在兩點間傳輸資料,而常常 **用於返回的錯誤資訊或是分析路由**。

- icmp控制的內容包括但不僅限於:echo響應(ping)、目標網路不可達、目標埠不可達、禁止訪問的網路、擁塞控制、重定向、ttl超時...

- 路由選擇協議分為:靜態的和動態的。internet中使用的是動態路由選擇協議,在internet的概念中,將整個網際網路劃分為許多個小的**自治系統(as)**。as的最主要的特徵:**乙個as對其他as表現出的是乙個單一 和一致的路由選擇策略**。

- 由於as的存在,路由選擇協議又分為兩種:

- 內部閘道器協議(igp):即在乙個as內部使用的路由選擇協議,而這與網際網路中其他as選用什麼路由協議無關。比如:ospf

- 外部閘道器協議(egp):若源主機和目的主機不再同乙個as中,就需要使用一種協議將路由選擇資訊傳遞到另乙個as中,這就是egp。比如:bgp。

- ospf屬於內部閘道器協議(igp)的一種,使用dijkstra提出的**最短路徑演算法**。

- ospf提出了「區域(area)」的概念,乙個網路可以由單一區域或者多個區域組成。其中,乙個特別的區域被稱為骨幹區域(backbone area),該區域是整個ospf網路的核心區域,並且所有其他的區域都與之直接連線。所有的內部路由都通過骨幹區域傳遞到其他非骨幹區域。所有的區域都必須直接連線到骨幹區域,如果不能建立直接連線,那麼可以通過虛擬鏈路(virtual-link)和骨幹區域建立虛擬連線。[部落格](

- 劃分區域的優點:

- 將洪氾法的範圍限制在乙個區域中。

- 減少每個區域內部路由資訊交換的通訊量。  

- ospf使用的是**分布式鏈路狀態協議**,使用 **洪氾法**向該路由器所有的相鄰路由器傳送資訊。最終整個區域的所有路由器都得到乙個這個資訊的副本。這個副本就是 **鏈路狀態資料庫(lsdb)用來儲存當前網路拓撲結構**,路由器上屬於同一區域的鏈路狀態資料庫是相同的(屬於多個區域的路由器會為每個區域維護乙份鏈路狀態資料庫)。

- ospf使用 **「代價(cost)」**作為路由度量。

- 只有當鏈路發生變化時才會更新資訊。如果同乙個目的網路有多條路徑,ospf協議可以進行 **負載均衡**。

- 由於bgp是工作在as之間的協議,並且各個as的情況複雜,所以 **bgp只是力求找到乙個可以到達目的網路且比較好的路由,而並不是尋找一條最佳路由**。每乙個as都應該有乙個**「bgp發言人「**,一般來說,兩個bgp發言人是通過乙個共享網路連線在一起的,bgp發言人往往是**bgp邊界路由**,但也可以不是。[部落格](

- 乙個bgp發言人與其他as的bgp發言人要交換路由資訊,首先要建立tcp連線,然後在此連線上交換bgp報文以建立bgp會話。當bgp發言人交換了路由資訊後,就構造自治系統連通圖,最後通過該圖來進行路由選擇。

- dhcp是乙個區域網的網路協議,使用udp協議工作,主要有兩個用途:

- 用於內部網路或網路服務**商自動分配ip位址給使用者

- 用於內部網路管理員作為對所有電腦作**管理的手段

- **動態主機設定協議(dhcp)是一種使網路管理員能夠集中管理和自動分配ip網路位址的通訊協議**。在ip網路中,每個連線internet的裝置都需要分配唯一的ip位址。dhcp使網路管理員能從中心結點監控和分配ip位址。當某台計算機移到網路中的其它位置時,能自動收到新的ip位址。

- dhcp使用了 **租約** 的概念,或稱為計算機ip位址的有效期。租用時間是不定的,主要取決於使用者在某地連線internet需要多久,這對於教育行業和其它使用者頻繁改變的環境是很實用的。通過較短的租期,dhcp能夠在乙個計算機比可用ip位址多的環境中動態地重新配置網路。dhcp支援為計算機分配靜態位址,如需要永久性ip位址的web伺服器。

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