コンピュータネットワーク復習---ネットワーク層

ネットワーク層は、 の通信サービスを提供する.
転送とルーティング
区別:転送は、パケットを1つの入力リンクインタフェースから適切な出力リンクインタフェースに転送するルータ である.ルーティングは のプロセスであり、パケットがソースから宛先へのエンドツーエンド経路を決定する.
旅行者がペンシルベニア州からフロリダ州までの行程を考えると、転送は図の中で多くの立交橋を通過し、各立交橋を離れるときにどの道を行くかを決めるのと同じで、ルート選択は出発前の旅行者のように地図を見て多くの可能な経路(各経路には複数の立交橋が含まれている)の中で1つの経路を選択します.
ダミー回路とデータ報知ネットワーク
IPアドレスのアドレス方法
分類のIPアドレス---最も基本的なアドレス方法
Aクラスアドレス
割り当て可能なネットワーク番号は126(すなわち$2^{7}-2)$個である.(全0と全1を差し引いた場合).最大ホスト数$2^{24}-2$個.(ホスト番号全0と全1を減算) 0 IP 、「本ネットワーク」を意味します.
e.g.Aクラスアドレス0.0.0.35は、「このネットワーク上で」ホスト番号35のホストを表す. 127( 01111111)ローカルソフトウェアとして保持 (本ホストのプロセス間通信用). 0 は、「本ホスト」が接続されている単一のネットワークアドレスを表す.
e.g.ホストのIPアドレスは5.6.7.8、当該ホストが存在するネットワークアドレスは5.0.0.0 1 は、ネットワークのすべてのホストを表します.
Bクラスアドレス
割り当て可能なネットワーク番号は16383(すなわち$2^{14}-1)$個である.(ホスト番号全0と全1の場合はないが、128.0.0.0は割り当てられず、最小ネットワークアドレス128.1.0.0)である.最大ホスト数$2^{16}-2$個.(ホスト番号全0と全1を減算)
Cクラスアドレス
割り当て可能なネットワーク番号は16383(すなわち$2^{21}-1)$個である.(ホスト番号全0と全1の場合はないが、192.0.0.0は割り当てられず、最小ネットワークアドレス192.0.1.0)である.最大ホスト数$2^{8}-2$個.(ホスト番号全0と全1を減算)
上記の表のネットワーク番号割り当て範囲によって、そのIPアドレスがどのクラスに属するかを区別することができます.
1つのルータは少なくとも2つのネットワークに接続されているため、1つのルータは少なくとも2つの異なるIPアドレスを有しなければならない.(各インタフェースにIPアドレスが1つある)
同じローカルエリアネットワーク上のホストまたはルータのIPアドレスのネットワーク番号は同じでなければなりません.
サブネットの分割

                 。
       ，          ！

サブネットマスク = & IP (and)の1枚の図は、要約するのに十分である.また、サブネットを分割していない場合は、サブネットマスクも必要であり、 を用いる.
CIDR(Classless Inter-Domain Routing)--分類アドレッシングなし
IPデータレポート
IPデータスライス
すべてのリンク層プロトコルが同じ長さのネットワーク層パケットを搬送できるわけではないからである.例えば、 MTU(Maximum Transmission)、すなわち、最大送信ユニット(1つのリンク層フレームが搬送可能な最大データ量) 1500 である.リンク層のMTUは、IPデータグラムの長さを厳格に制限する.したがって、 を行い、IPデータグラム中のデータを複数の小さなIPデータグラムに分割し、それぞれリンク層フレームでカプセル化する.e.g.の4000バイトのデータグラム(20バイトのIPヘッダに3980バイトのIPペイロードを加えた)は、ルータに到着し、MTUが1500バイトのリンクに転送されなければならない.何枚分けますか.1枚あたり何バイトですか. :3980/1500=2.65<3は3 、データフィールドはそれぞれ長い1480, 1480, 1020 (3980-1480-1480)
注意!スライスは最後のスライスを除いて、すべてのデータフィールドの長さは8の倍数であるべきです!オフセット値は8バイトブロック単位で規定されるべきです!
自治システム
インターネットにおいて、 (AS)は、本システムにおいてどのようなルーティングプロトコルを採用すべきかを自主的に決定する権利を有する小型単位である.
ルーティングアルゴリズム
一般化された分類は、ルーティングアルゴリズムを

(global routing algorithm):ソースから宛先までの最小費用経路を完全でグローバルなネットワーク方式で計算する.実際には、グローバル状態情報を有するアルゴリズムは、 (Link State, LS) と呼ばれることが多い.

(decentralized routing algorithm):最小費用経路は反復的、分散的に計算される.一般的なアルゴリズムは (Distance-Vector, DV) である.

具体的なアルゴリズムの原理と実現は「コンピュータネットワーク:トップダウン方法」の4章で詳しく説明されている.
自治システム内ルーティング--内部ゲートウェイプロトコル
ルーティング情報プロトコル(Routing Information Protocol,RIP) アルゴリズムを使用します.

は、隣接するルータとのみ情報を交換する.

ルータが交換した情報は、現在本ルータが知っているすべての情報である.

は、一定の時間間隔でルーティング情報を交換する.

最初は、直接接続されたネットワークまでの距離を1と定義します.ルータを通過するごとに、ホップ数に1を加え、ホップ数が16になるのは達成できないことに相当します.RIPプロトコルがより速く収束できることが実証された.
ルータのルーティングテーブルの本の例を挙げます.
ルータR 6には、表4−9(a)に示すルーティングテーブルが知られている.隣接ルータR 4からのルーティング更新情報(表4−9(b))を受け取り、R 6のルーティングテーブルの更新を試みる.
距離ベクトルアルゴリズムは分散ルーティングであり,グローバル式とは異なり,ネットワーク全体のトポロジー構造を知る必要はない.
欠点は、ネットワークに障害が発生した場合、すべてのルータに情報を転送するには長い時間を覚えなければならないことです.RIP UDP 。 RIP 1とRIP 2のメッセージヘッダは同じで、ルーティング部分が少し違います.
オープン最短パス優先(Open Shortest Path First,OSPF) プロトコルを使用します.

は、本自治システム内のすべてのルータに情報を送信する.洪水法(flooding).

が送信する情報は、本ルータに隣接するすべてのルータのリンク状態である.

は、リンク状態が変化した場合にのみ、ルータがすべてのルータにこのメッセージを洪水法で送信する.

各ルータは頻繁にリンク状態情報を交換し、すべてのルータは を確立し、これは実際には である.OSPFの更新プロセスは収束が速い.
OSPFは直接IPデータで転送する.(注意RIPはUDPを使用しています)
外部ゲートウェイプロトコルBGPBGP (path vector) 。プロトコル交換ルーティング情報ノード数レベルは、自治システム数の数レベルである.運転開始当初は,BGPの隣接局がBGPルーティングテーブル全体を交換していた.しかし、これからは変化が発生したときに変化した部分を更新するだけです.
ネットワークグループ管理プロトコルIGMP

第1段階:あるホストが新しいマルチキャストグループに加入すると、そのホストはマルチキャストグループのマルチキャストアドレスにIGMPメッセージを送信し、自分がグループのメンバーになることを宣言しなければならない.ローカルのマルチキャストルータは、IGMPメッセージを受信した後、グループメンバー関係をインターネット上の他のマルチキャストルータに転送する.

第2段階:グループメンバー関係が動的であるため、ローカルマルチキャストルータは、ローカルローカルローカルローカルエリアネットワーク上のホストに周期的に問い合わせ、これらのホストがグループのメンバーであるかどうかを知る.あるグループにホスト応答がある限り,マルチキャストルータはこのグループがアクティブであると考えられる.しかし、1つのグループが数回のポーリングを経てもホスト応答が1つもない場合、そのグループのメンバー関係は他のマルチキャストルータに転送されません.

          ，          ，                        。

参考資料:1.『コンピュータネットワーク』謝希仁2.『コンピュータネットワーク:トップダウン方法』James F.Kurose&Keith W.Ross