Berbagi teknologi

Berbagi Catatan Jaringan Komputer (Bab 4 Lapisan Jaringan)

2024-07-12

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

memperkenalkan
Dalam proses pembelajaran jaringan komputer, saya mengumpulkan beberapa poin penting yang mungkin diujikan dalam ujian. Kedepannya akan kami update terus, semoga bermanfaat buat semuanya!

4. Lapisan jaringan

4.1 Beberapa konsep penting dari lapisan jaringan

Dua layanan yang disediakan oleh lapisan jaringan

layanan sirkuit virtual

Berorientasi koneksi, menyediakan layanan transmisi yang andal

layanan datagram

Untuk connectionless, tidak ada komitmen kualitas layanan yang diberikan, dan transmisi paket dapat menyebabkan hilangnya data.

Dua tingkat lapisan jaringan

tingkat kontrol

Rute yang berbeda perlu bertukar informasi, dan tabel penerusan dibuat berdasarkan algoritma perutean untuk menyediakan data ke lapisan data.

tingkat data

Menurut tabel penerusan yang dihasilkan oleh bidang kendali, paket yang diterima diteruskan dari antarmuka terkait yang ditemukan.

4.2 IP Protokol Internet

IP, juga dikenal sebagai protokol Kahn-Cerf, adalah salah satu dari dua protokol terpenting dalam sistem TCP/IP.

Saat ini terbagi menjadi dua jenis: IPv4 dan IPv6

Tiga protokol pendukung yang digunakan: Address Resolusi Protocol (ARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), dan Internet Group Management Protocol (IGMP).

internetwork virtual

Peralatan perantara untuk interkoneksi jaringan

Lapisan fisik: repeater
Lapisan tautan data: jembatan/jembatan, sakelar
Lapisan jaringan: router
Di atas lapisan jaringan: gateway

Karena alasan historis: terkadang TCP/IP memperlakukan router pada lapisan jaringan sebagai gateway juga

Karena jaringan Internet sebenarnya memiliki IP Protokol Internet yang sama, maka dapat diabstraksi menjadi jaringan Internet virtual

Pada jaringan ini, datagram dapat dikirimkan secara langsung, sebaliknya datagram perlu dikirimkan secara tidak langsung melalui routing dan forwarding.

alamat IP

Alamat IP dan representasinya

32 bit, 4 byte, 4 byte ini dibagi dengan ., yaitu notasi desimal putus-putus

N digit pertama adalah nomor jaringan, dan 32-n terakhir adalah nomor host.

Alamat IP rahasia

Alamat unicast Kelas A n=8 Kelas B n=16 Kelas C n=24

Alamat multicast kelas D

Kategori A 1 digit nomor jaringan, 7 digit nomor jaringan yang dapat ditetapkan 2 7 − 2 = 126 2^7-2=126 272=126, jumlah maksimum host dalam jaringan 2 24 − 2 2^{24}-2 2242

Kategori B Nomor jaringan 2 digit, 14 digit nomor jaringan yang dapat dialihkan 2 14 2^{14} 214, jumlah maksimum host dalam jaringan 2 16 − 2 2^{16}-2 2162

Kategori C Nomor jaringan 3 digit, 21 digit nomor jaringan yang dapat ditetapkan 2 21 2^{21} 221, jumlah maksimum host dalam jaringan 2 8 − 2 2^{8}-2 282

Alamat multicast kelas D

Kategori E dicadangkan untuk penggunaan di masa mendatang

Catatan: Jumlah jaringan di Kelas A adalah -2: Di bidang nomor jaringan, semua angka 0 mewakili jaringan ini, dan semua angka 1 mewakili pengujian loopback.

Nomor jaringan di kategori lain tidak harus -2: bidang nomor jaringan semuanya dimulai dengan 1, tidak mungkin semuanya 0, 01111111 mewakili pengujian loopback, dan tidak mungkin muncul di sini.

Jumlah maksimum host - 2: Hal ini karena pada kolom nomor host, nomor host yang semuanya 0 dan 1 harus dikurangi.

CIDR pengalamatan tanpa kelas

Ubah nomor jaringan menjadi awalan jaringan, namun jumlah digit dalam nomor jaringan dapat berupa nilai apa pun antara 0-32

Gunakan notasi garis miring, seperti: 128.14.35.7/20, yang menunjukkan bahwa 20 digit pertama adalah nomor jaringan, dan subnet mask yang sesuai adalah: 11111111 11111111 11110000 00000000

Lakukan operasi AND&& pada alamat IP dan subnet mask untuk mendapatkannyaalamat website(seperti 128.14.32.0/20), sekarang alamat jaringan harus menentukan awalan jaringan, jika tidak, tidak mungkin menentukan alamat jaringan tertentu

Sebelum CIDR muncul, biasanya tidak perlu menentukan awalan, karena kelas ABC memiliki awalan tetap 16/8/24. Alamat IP tidak menentukan awalan dan juga dapat dibedakan berdasarkan bidang nomor jaringan.

128.14.32.7 alamat jaringan

128.14.32.7/20 menentukan alamat IP awalan jaringan

128.14.32.0/20 Blok alamat atau awalan jaringan yang berisi beberapa alamat IP

CIDR tiga blok alamat khusus:

Awalan n=32. Dikatakan bahwa awalan tidak memiliki nomor host. Ini adalah alamat IP dan digunakan untuk perutean host.

Awalan n=31, nomor host 0/1, blok alamat/awalan jaringan ini digunakan untuk tautan titik-ke-titik

Awalan n=0, 0.0.0.0/0, digunakan untuk perutean default

Alamat IP dan alamat MAC

Alamat MAC adalah alamat perangkat keras yang digunakan oleh lapisan data link

Alamat IP adalah alamat yang digunakan oleh lapisan jaringan dan lapisan di atasnya adalah alamat logis.

Protokol Resolusi Alamat ARP

ARP: Dapatkan alamat MAC yang sesuai berdasarkan resolusi alamat IP

Protokol Resolusi Alamat Terbalik RARP, MAC → panah kananIP, termasuk dalam DHCP saat ini

Protokol DHCP: dapat mengalokasikan alamat IP secara dinamis ke host. Misalnya, jika ponsel memasuki LAN baru, maka diperlukan server DHCP untuk mengalokasikan alamat IP secara dinamis.

Terdapat cache untuk menyimpan hubungan pemetaan IP MAC

Format datagram IP

Setelah header IPv4 20 byte / 160 bit ditambah bagian data, jumlah total byte dapat bervariasi antara 20 dan 65.535 byte

Berikut ini adalah komposisi spesifik 160 bit

Masukkan deskripsi gambar di sini

Diantaranya, satuan panjang header adalah 4B/4 byte, yang sebenarnya merupakan 1 baris 4 byte dan 32 bit.
Maksimum 15 baris, minimum 5 baris, maksimum 60 byte, dan bagian tetap minimum 20 byte

Satuan panjang total adalah 1B/1 byte, 0-65535 byte

Satuan irisan offset adalah8 byte / 8B(Bukan 8 bit ya gan!), jika irisan offset = 000...1, yaitu awal dari irisan kecil yang terfragmentasi berada pada posisi 8B dari irisan besar aslinya.

Bendera memiliki 3 digit, tetapi hanya dua yang bermakna. MF=1 menandakan akan terjadi fragmentasi nantinya, dan DF=1 menandakan fragmentasi tidak dapat dilakukan.

4.3 Proses penerusan paket pada lapisan IP

Penerusan berbasis titik akhir

Terdapat konsep penerusan hop-by-hop dalam paket. Setiap penerusan didasarkan pada alamat tujuan di header paket.

Jika itu adalah host di jaringan ini, maka akan dikirimkan secara langsung, jika tidak maka akan dikirimkan secara tidak langsung ke router.

kecocokan awalan terpanjang

Proses query tabel penerusan sebelumnya adalah proses pencocokan awalan. Di sini, yang memiliki awalan terpanjang diprioritaskan.

Pencarian biner untuk menemukan tabel penerusan

Daripada mencari semua awalan, tekan 0/1 untuk memulai pencarian biner ke bawah.

4.4 Protokol Pesan Kontrol Internet ICMP

Masukkan deskripsi gambar di sini

1. ICMP bertujuan untuk memecahkan dua masalah besar

Berbagai kesalahan dalam pengiriman dan kedatangan paket umpan balik

Informasi host atau router kueri

2. ICMP adalah protokol lapisan jaringan, tetapi tidak langsung diteruskan ke lapisan data link bawah, tetapi dienkapsulasi ke dalam datagram IP dan diteruskan ke lapisan bawah.

3. Dalam datagram IP, jika bidang protokolnya 1, itu adalah pesan ICMP.

Klasifikasi

Lima jenis pesan kesalahan dikembalikan
  • penindasan sumber Tidak ada mekanisme untuk memberitahu sumber bahwa kemacetan telah diatasi. Sumber hanya dapat terus memperlambat kecepatan pengiriman paket hingga tidak ada lagi datagram yang diterima.

  • Tujuannya tidak dapat dijangkau Host/router tidak dapat mengirimkan datagram

  • waktu habis Waktu kelangsungan hidup (sebenarnya jumlah hop) berkurang menjadi 0, datagram dibuang, dan pesan batas waktu ICMP dikirim ke titik sumber.
    Jika fragmen tidak sampai sepenuhnya dalam waktu yang ditentukan, pesan batas waktu akan dikirim dan semua fragmen yang diterima akan dibuang.

  • Masalah parameter Ada kesalahan pada header datagram atau header tidak memiliki beberapa opsi untuk mengirim pesan ini. Baik host maupun router dapat mengirimkan pesan ini.

  • mengubah rute Pengalihan rute, meminta tuan rumah untuk mengirimkannya kepada saya bukanlah pilihan terbaik, harap ubah.

Pesan pertanyaan
  • Anda dapat menggunakan Ping untuk menguji konektivitas antara dua host.

4.5 IPv6

CIDR NAT secara mendasar tidak dapat memecahkan masalah kehabisan IPv4, sehingga lahirlah IPv6 yang lebih besar.

4.6 Protokol Perutean Internet

Protokol Gerbang Interior IGP

Protokol RIP (kunci)

Protokol Informasi Perutean RIP (Protokol Informasi Perutean) [Lapisan aplikasi]
Algoritma perutean berbasis vektor jarak, AS (sistem otonom) yang lebih kecil, cocok untuk jaringan kecil;
Pesan RIP adalah protokol lapisan aplikasi yang dienkapsulasi ke dalam datagram UDP.

Fitur protokol RIP:

RIP menggunakan jumlah hop saat mengukur jalur (setiap router menyimpan catatan jarak dari dirinya sendiri ke setiap router lainnya);
Biaya RIP ditentukan antara router sumber dan subnet tujuan;
Diameter jaringan yang dibatasi oleh RIP tidak melebihi 15 hop;
Bertukar semua informasi dengan tetangga, dan hanya bertukar informasi dengan router yang berdekatan, 30 kali aktif (broadcast).

Kabar baik menyebar dengan cepat, namun kabar buruk menyebar dengan lambat (mungkin karena saling menemui jalan buntu, diperlukan waktu 16 kali * 30 detik untuk menyadari bahwa kedua rute saling mengirim data dengan sia-sia)

Protokol OSPF (kunci)

Buka Jalur Terpendek Pertama Protokol OSPF (Buka Jalur Terpendek Pertama) [Lapisan Jaringan]
Algoritma routing berdasarkan status link (yaitu algoritma Dijkstra), AS lebih besar, cocok untuk jaringan besar
Langsung dikemas dalam datagram IP untuk transmisi. (Seperti lapisan transport, tetapi silabusnya adalah lapisan jaringan, yang masih kontroversial)

Keuntungan dari protokol OSPF:

Keamanan;
Mendukung banyak jalur dengan biaya yang sama;
Mendukung pengukuran biaya yang berbeda;
Mendukung perutean unicast dan perutean multicast;
Perutean hierarki.

Protokol Gateway Eksterior EGP

BGP (Protokol Gerbang Perbatasan) Protokol Gerbang Perbatasan [Lapisan aplikasi
Ini adalah protokol yang berjalan antar AS untuk menemukan rute yang baik: semua informasi dipertukarkan untuk pertama kalinya, dan hanya bagian yang diubah yang dipertukarkan kemudian, dan enkapsulasi BGP dilakukan.TCPsegmen

4.7 IP multicast

Siaran unicast (menyiarkan semua) Multicast (multicast sesuai kebutuhan)

4.8 VPN Jaringan Pribadi Virtual dan NAT Terjemahan Alamat Jaringan

Bahasa Indonesia: Bahasa Indonesia: VPN

VPN, nama lengkapnya adalah Virtual Private Network, yaitu "jaringan pribadi virtual", adalah sejenis komunikasi melalui jaringan publik (seperti Internet)Membuat koneksi aman terenkripsi di jaringan yang tidak aman Teknologi. VPN mengisolasi komunikasi antara perangkat terminal pengguna dan server dengan membuat saluran virtual terenkripsi untuk memastikan kerahasiaan, integritas, dan ketersediaan transmisi data.

Bahasa Indonesia: Bahasa Indonesia: NAT

NAT digunakan dalam jaringan pribadi di mana banyak host mengakses Internet melalui IP publik, yang memperlambat konsumsi alamat IP namun meningkatkan kompleksitas komunikasi jaringan.

4.9 MPLS Penerjemahan Label Multi-Protokol

Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah teknologi untuk transmisi data dalam jaringan packet-switched. Ia menggunakan label untuk meneruskan paket data daripada mengandalkan alamat IP tujuan seperti perutean IP tradisional.

Dibandingkan dengan perutean IP tradisional, ini hanya menganalisis header IP di tepi jaringan saat meneruskan data, alih-alih menganalisis header IP di setiap hop, sehingga menghemat waktu pemrosesan.

4.10 Pengenalan Software Defined Networking SDN

SDN adalah arsitektur jaringan inovatif baruVirtualisasi jaringan suatu cara implementasi.ItuTeknologi intialiran terbukadengan menambahkanPeralatan internetBidang kontrol dipisahkan dari bidang data, sehingga tercapaiLalu lintas jaringanKontrol yang fleksibel membuat jaringan lebih cerdas dan menyediakanjaringan intidan inovasi aplikasi menyediakan platform yang baik.