文章目录

• 1. 路由算法概述
• 2. ip数据报格式
• 3. ip数据报分片

1. 路由算法概述

路由算法分为两类：

1. 静态路由算法：管理员手动配置路由信息

   优点：简便，可靠，在负荷稳定，拓扑变化不大的网络中运行效果很好，广泛用于高度安全性的军事网络和较小的商业网络。
   缺点：路由更新慢，不适合大型网络。

2. 动态路由算法：自适应路由算法，路由器间彼此交换信息，按照路由算法优化出路由表项。
   优点：路由更新快，适用大型网络，及时响应链路费用或网络拓扑变化。
   缺点：算法复杂，增加网络负担。

动态路由算法使用比较多，动态路由算法好包括两类：

• 全局性链路状态路由算法（OSPF协议）

  所有路由器掌握完整的网络拓扑和链路费用信息。

• 分散性距离向量路由算法（RIP协议）

  路由器只掌握物理相连的邻居及链路费用。

分层次的路由选择协议：

自治系统AS：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种AS内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该AS内的路由，同时还使用一种AS之间的路由协议以确定在AS之间的路由。

每个路由器在本自治系统AS内都必须连通。

简单的来讲就是将网络分成多层，内部看不到外部所使用的协议，外部同样也不知到AS内部所使用的协议。

路由选择协议：

这里的网关因为历史原因，就是指网络层的路由器设备

1. 内部网关协议IGP：一个AS内使用的协议RIP、OSPF
2. 外部网关协议EGP：AS之间使用的协议BGP协议。

2. ip数据报格式

ip数据包可以分成两部分（首部+数据部分（TCP/UDP段））

其中首部又分成两部分（固定部分+可变部分）

首部固定部分的长度是20字节

• 版本：使用IPV4还是IPV6

• 首部长度：单位是4字节，eg：首部长度为1111，首部长度为15×4=60字节（40字节可变部分）

  注意：首部长度的4bit位不能全0，因为首部长度最小为固定的20字节，所以4比特位最小位5才行。

• 填充字段：填充IP数据包，让首部的长度为字节的整数倍。

• 区分服务：指示期待过去的服务类型

• 总长度：数据报头部+数据长度。单位字节

• 生存时间（TTL)：IP分组的保质期。经过一个路由器-1，变成0则丢弃。

• 协议：运输层使用的协议。eg：TCP字段6，UDP字段17

• 首部检验和：检验报文报头是否出错。

• 可选字段：0~40B ，用来支持排错，测量以及安全等措施。

• 填充字段：全0，为了将数据报首部填充到4字节的整数

3. ip数据报分片

最大传输单位MTU：数据链路帧可封装的数据的上限，以太网的MTU是1500字节。

如果网络层要传输的数据超过了数据链路层的最大MTU，就需要对网络层的数据进行分片。

对于网络层的ip协议，ip数据报字段中的标识，标志，片偏移都是为了实现数据报分片操作的。

• 标识：同一数据报的分片使用同一标识。

• 标志：3bie位，只有后两位有意义。最高位保留

  中间位DF：DF=1禁止数据报分片。DF=0允许数据报分片。

  最低位MF：MF=1后面还有分片。MF=0代表这是最后一片/IP数据报不分片。

  需要注意：MF有意义的条件是DF=0（允许分片）

• 片偏移：指出较长分组分片后，某片在原分组中的相对位置。以8字节为单位。

  所以：除了最后一个分片，每个分片长度一定是8字节的整数倍。

需要注意：假设数据链路层最大MTU为1420如果要对20字节报头，3800字节的数据的IP数据报进行分片
每一片的数据长度为1420-20=1400，所以可以将IP数据报分成三组第一组：20字节报头+1400字节数据 片偏移是相对于数据部分：第一组是0~1399 片偏移为0
第二组：20字节报头+1400字节数据片偏移：1400~2799  1400/8=175
第三组：20字节报头+1000字节数据片偏移：2800~3799 2800/8=350

这里需要联系记忆：

• 总长度字段单位是1B
• 片偏移单位是8B
• IP数据报首部长度单位是4B