高级计算机网络复习总纲领

第一讲：网络概述计算机网络：是自主计算机的互联结合。

互联网：全球范围、通用、异构的公用计算机网络高速信息网络体系结构的发展趋势：分层结构；分布控制、管理和安全机制分层结构：应用、服务、基础设施计算机网络的体系结构：就是一种分层结构，它是计算机网络各层次及各层协议的集合。

在该模型中每一层均向它相邻的高层提供自己独特的服务，同时也调用它相邻的下层向它提供的服务。

层与层之间通过它们之间的接口进行通信。

OSI体系结构是ISO提出的一个七层模型：从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

Internet使用的体系结构：是TCP/IP模型。

它是由数十个具有一定层次结构的协议组成的一个体系结构。

而TCP和IP是该协议中两个最重要的协议。

它分为四个层次：应用层、传输层（又叫主机到主机层TCP）、网络层（IP）和网络接口层（链路层）。

第二章、第三章IPv6协议IPv4的危机：地址危机（最大的危机，但可通过NAT、CIDR、VLSM）、端到端业务模式无法实施、QoS 和性能问题、配置复杂、安全问题、路由表的膨胀、移动性支持不够Ipv6的特点（也是相对于ipv4改进之处）：地址及寻址、全新的报文格式，高效的报头、全新的地址配置方式，即插即用、更好的QoS支持、内置的安全性、全新的邻居发现协议、良好的扩展性、内置的移动性、端点分片Four Layer TCP/IPv6 ModelIPv6地址分类：单播地址（Unicast Address）组播地址（Multicast Address）任播地址（Anycast Address）特殊地址：多路广播（组播）地址的高序列八位字节具有十六进制值FF。

此八位字节的任何其他值都标识单播地址。

链路-本地（Link- Local）用在单一链路上带有链路-本地源或目的地址的数据包不转发到其它链路如：FE80：：20C：76FF：FE0A：9A7C站点-本地（Site- Local）用于单一站点带有站点-本地源或目的地址的数据包不转发到其它站点应用与RFC 1918 类似如：FEC0：：20C：76FF：FE0A：9A7C全球（Global）全球唯一地址带有全球地址的数据包可被转发如：3FFE：321F：0：CE：：1一台主机的MAC地址是：0012:3400:ABCD，试求其生成的链路本地地址。

解：首先将MAC地址写成二进制形式：00000000 00010010 00110100 00000000 10101011 1100110100000000 00010010 00110100 11111111 11111110 00000000 10101011 1100110100000010 00010010 00110100 11111111 11111110 00000000 10101011 11001101顺数第七位取反（將十六進位值FF-FE 插入以太网MAC 位址的中间，也就是第三位元組與第四位元組中間。

将原来以太网MAC 地址的第一个byte的倒数第二位取反，假如原来是1取反得0，0取1.）0212:34FF:FE00:ABCD其他几种特殊的单播地址IPv6兼容地址：0:0:0:0:0:0:w.x.y.z 或::w.x.y.z（双协议栈）IPv4映射地址：0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或::FFFF:w.x.y.z（IPv6网络中的IPv4节点表示）6to4地址，。

，。

组播：一些众所周知的组播地址：IPv6地址新类型—任播：任播地址：一组接口的标识符（通常属于不同的节点）。

发送到此地址的数据包被传递给该地址标识的所有接口。

任播地址类型代替IPv4 广播地址，任播地址从单播地址空间中分配，仅能做目标地址，且仅分配给路由器，目标地址为任播地址的数据报将发送给最近的一个接口一台IPv6主机，其一个接口上可以具有的IPv6地址单播地址：每个接口的链路本地地址每个接口的单播地址（可以是一个站点本地地址和一个或多个可聚集全球地址）回环（loopback）接口的回环地址（::1）此外，主机还必须监听如下这些组播地址：节点本地范围内所有节点组播地址（FF01::1）；链路本地范围内所有节点组播地址（FF02::1）；请求节点（solicited-node）组播地址（如果主机的某个接口加入请求节点组）；组播组组播地址（如果主机的某个接口加入任何组播组）。

各类地址的应用范围：IPv6地址如何配置：手工配置c:\Document\Ad>netshnetsh>interfacenetsh interface>ipv6netsh interface ipv6>add address int=4 2::2netsh interface ipv6>add route 2::/64netsh interface ipv6>show addnetsh interface ipv6>show routes无状态地址自动配置（ND协议也即邻居发现协议，包括：Router Solicitation Router Advertisement 、Neighbor Solicitation 、Neighbor Advertisement 、Redirect）无须任何配置即可和外界通信，真正的即插即用无状态地址自动配置基于对主机使用的IPv6 地址结构：由前缀和接口ID组成，64位接口ID，EUI-64（一般来讲，主机地址的前缀就是路由器的前缀，所以，运行一个无须主机配置的协议就可以了！）无状态地址自动配置用到的其中两种重要的消息：Router Solicitation（RS）:促使路由器发送Router advertisment消息Router Advertisement（RA）:向主机通告前缀等信息这两种消息都是以ICMP报文的形式出现，也是5种ND协议消息中的两种。

无状态地址自动配置中的3个机制：路由器发现：主机选择默认网关主机发现前缀，生成前缀列表参数发现：发现相关参数的过程，如MTU，跳数限制、地址配置方式等重复地址检测（DAD）：是节点确定即将使用的地址是否在链路上唯一的过程所有的IPv6单播地址，不管是自动配置还是手动配置，都必须要通过DADDAD机制通过ND中的NS/NA两种消息实现：1.节点发送Neighbor Solicitation；2.如果收到Neighbor Advertisment 就证明地址重复（a.接收者如果发现其中的Target域中的地址对它而言是tentative 的，则放弃使用这个地址；b.如果发现其中的Target域中的地址是一个它正在使用的地址，则发送Neighbor Advertisment消息）；3.如果尝试若干次发送请求，都没有收到邻居通告，即可启用该地址前缀重新编址（Redirect）：1.允许网络从以前的前缀平稳地过渡到新的前缀，提供对用户透明的网络重新编址能力2.在前缀重新编址时，路由器会继续通告当前前缀，只是优先时间和有效时间被减小到接近0，同时，路由器开始通告新的前缀，这样，链路中至少有两个前缀共存3.节点收到这样的RA，会发现当前前缀的生命周期较短，停止使用；同时开始用新的前缀配置接口，并进行DAD，通过后，获得新的地址使用注意：为避免RS泛滥，节点启动时最多只能发送3 个RS主机收到路由器的RA之后，自动设置默认路由器，建立默认路由器列表、前缀列表及其它参数路由器会主动周期性地发送RA（默认值200秒）自动配置的IPv6地址在系统中有一个生存周期，跟优先时间和有效时间有关：1.在Preferred Lifetime周期内的前缀生成的地址，任何上层应用都可不受限制地使用；2.在超过Preferred Lifetime 但未超过Valid Lifetime周期内的前缀生成的地址，正在使用该地址的上层应用可继续使用，但任何新的上层应用不能使用这个地址；3.在超过Valid Lifetime周期内的前缀构造的地址，任何上层应用都不能使用该地址有状态地址自动配置（DHCPv6）：有了无状态自动配置为什么还需要有状态自动配置原因：需要动态指定DNS服务时当不希望MAC地址成为IPv6地址的一部分时当需要良好的扩展性时DHCPv6一般特点：1.使用UDP来交换报文，546/5472.使用本地链路地址或其它机制获得的地址来发送和接收DHCPv6报文3.没有了广播，客户机只需发送给保留的链路范围组播地址（FF02::1:2,all dhcp relay agents and servers ）4.取消了DHCPv4中的Discover和Offer消息DHCPv6获取地址和参数的典型过程：IPv6 报文一般格式：Hop-by-hop options header逐跳选项报头Routing header选路报头Fragment header分片报头Authentication header认证报头Encapsulating security payload header封装安全载荷报头Destination options header目的地选项报文IPv4IPv6基本头：报文变化小结：修正项：地址：32 bits -> 128 bitsTime to Live -> Hop Limit（跳数限制）Protocol -> Next HeaderType of Service -> Traffic Class（流量类别）删掉的项Fragmentation fields moved out of base header(主头部)IP options moved out of base headerHeader Checksum eliminatedHeader Length field eliminatedLength field excludes IPv6 header增加的项Flow LabelIPv6扩展报头：Pv6将一些IP层的可选功能实现在上层封装和基本IPv6基本头部之后的扩展头部中主要的扩展报头：逐跳选项、路由报头、分段报头、认证报头、封装安全有效载荷报头、目标选项每一种扩展报头其实也有自己特定的协议号：路由报头为43和逐跳选项报头0都要路由参与；路由报头：可以使数据分组经过指定的中间节点到达目的地。

当数据到达每一个中间目标地址时，做如下动作：1.当前目标地址与第（n-段剩余值+1，也即是从源头开始的第k个地址）个地址交换；（n是地址总数）2.段剩余值13.转发每一个基本报头和扩展报头的NextHeader字段标识后面紧接的内容与IPv6协议密切相关的协议ICMPv6：ICMPv6保留了ICMPv4的常用功能：如回声请求、抑制消息、重定向、参数错误等还进行了很大的扩展（ARP、IGMP）：邻居发现、无状态地址配置、路径MTU发现（PMTU）ICMPv6报文类型：差错报文：通告IPv6分组传输中出现的错误（如：目标不可达、数据包超长、超时、参数问题）信息报文：提供诊断和附加的主机功能（如：、MLD、ND (ARP,redirect…)、回声请求和应答）差错报文的Type=0×××××××=0~127信息报文的Type=1×××××××=128~255其中128为回声请求，129为回声应答ICMPv6的三个应用：（1）ping（2）Tracert第一个请求：HopLim=1第一跳路由器收到，发送超时消息得到第一跳路由器的信息第二个请求：HopLim=2第二跳路由器收到，发送超时消息得到第二跳路由器的信息。