文章标题是网络层知识概要，网络层与传输层互有联系，个别知识点没有特别区分。本文主要讨论的问题如下
01 OSI体系结构
02网络层作用
0201 TCP 可靠性依靠顺序控制和重发机制
03 网络协议三要素
04 三次握手
05 连接端点
关于OSI体系结构
OSI的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信。
主机是为用户进行信息处理的，并且向网络分组，从网络接收分组。
路由器对分组进行存储转发，然后把分组交付目的主机
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是计算机网络各层及协议的集合
TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。
TCP/IP参考模型中与0SI参考模型数据链路层及物理层与主机网络层对应。
网络层作用
网络层的主要作用是“实现终端节点之间的通信”。这种终端节点之间的通信也叫“点对点通信”。
网络层传输单位是数据报
>路由选择和分组转发
>异构网络互相连接
>拥塞控制- 是一个全局的概念，整个网络负载过重，分组转发速率慢，导致丢弃分组
按照传输技术可将计算机网络分为广播式网络和点对点网络。网络层主要提供两种服务，无连接的数据报服务和有连接的虚拟电路服务。
IP数据报格式
网络中传输的数据包由两部分组成：一部分是协议所要用到的首部，另一部分是上一层传过来的数据。IP数据包就是由首部和数据两部分组成的。
1字节（Byte）=8bit
固定部分20B
IP数据报分片
问：网络层通过网络层传输层接口向传输层提供服务。那提供什么类型的服务？
答：网络层主要提供两种服务，无连接的数据报服务和有连接的虚拟电路服务。
例题1：
在数据包服务中，网络节点要为每个分组做出网络选择，而在虚电路方式中，只需在连接建立时确定路由。确定路由的算法称为路由算法。
即下文中提到的IP服务的三个特点。
例题2：
在采用___的传输方式下，由网络负责差错检测和流量控制，分组按顺序被交付。
A 电路交换 B 报文交换 C 虚电路交换 D 数据包分组交换
注意：负责差错检测说明是面向连接的传输，故数据报分组交换不合适。
电路交换和报文交换都不采用分组技术。
例题2:
网络层提供两种服务，虚电路和数据报服务
IP协议规定，只有最终的目的主机才能对分片进行重组。
IP服务的三个特点
IP提供的服务具有不可靠、面向非连接和尽最大努力投递的3个主要特点。网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（IP数据包）独立发送。
网络层不提供网络质量的承诺。即发送的分组可能出错，丢失，重复和失序。
ARP协议
ARP（Address Resolution Protocol，地址转换协议）被当作底层协议，用于IP地址到物理地址的转换。在以太网中，所有对IP的访问最终都转化为对网卡MAC地址的访问。
MAC地址是二层概念，IP是三层概念，TCP是四层概念
例
在TCP/IP网络中。站点发送ARP请求所用的方式是广播
例
主机 A发送 IP数据报给主机 B，途中经过了 5个路由器。试问在 IP数据报的发送过程中总
共使用了几次 ARP? 答案 6
基于IP层的数据包传输类型
单播，多播，广播
包首部就像协议的脸
TCP/IP 中有两个具有代表性的传输层协议，分别是 TCP 和 UDP。
TCP 可靠性依靠顺序控制和重发机制
数据链路和 IP 中的地址，分别指的是 MAC 地址和 IP 地址。前者用来识别同一链路中不同的计算机，后者用来识别 TCP/IP 网络中互连的主机和路由器。在传输层也有这种类似于地址的概念，那就是端口号。端口号用来识别同一台计算机中进行通信的不同应用程序。因此，它也被称为程序地址。
应用程序端口识别
（应用程序端口识别 一节取自 JAVA专栏）
通过端口号、IP地址、协议号进行通信识别
① 和② 的通信是在两台计算机上进行的。它们的目标端口号相同，都是80。这里可以根据源端口号加以区分。
③ 和 ① 的目标端口号和源端口号完全相同，但它们各自的源 IP 地址不同。
此外，当 IP 地址和端口号全都一样时，我们还可以通过协议号来区分（TCP 和 UDP）。
作者：JAVA专栏
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网络协议三要素
在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。
这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。
三要素:语法，语义和时序
时序表示事件实现顺序的详细说明，
语义说明需要发出何种控制信息及如何响应
三次握手
TCP 提供面向有连接的通信传输。面向有连接是指在数据通信开始之前先做好两端之间的准备工作。TCP连接分为三个阶段，连接建立，数据传输和连接释放。显然三次握手机制是在连接建立阶段。
所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端总共发送三个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发。
作者：涤生_Woo
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不同的自治系统之间的路由选择协议，目前最长用的外部网关协议是BGP
BGP属于外部网关路由协议，可以实现自治系统间无环路的域间路由，是沟通Internet广域网的主要路由协议
自治系统
自治系统是在单一技术管理体系下的多个路由器的集合，在自治系统内部使用内部网关协议（IGP）和通用参数来决定如何路由数据包，在自治系统间则使用AS间路由协议来路由数据包。
1）AS内部使用IGP(Interior Gateway Protocol)协议进行自我相互之间更新路由表信息。
2）不同AS之间使用EGP(External Gateway Protocol)协议进行AS之间的路由信息更新。
BGP协议是唯一个使用TCP协议进行路由更新的协议
关于应用层协议，如果传输的请求与应答报文丢失，将由传输层协议负责恢复，Web浏览器与Web服务器位于应用层，不负责可靠传输的进行。
滑动窗口协议
滑动窗口协议（Sliding Window Protocol），属于TCP协议的一种应用，用于网络数据传输时的流量控制，以避免拥塞的发生。该协议允许发送方在停止并等待确认前发送多个数据分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认，因此该协议可以加速数据的传输，提高网络吞吐量。
TCP 以1个段为单位，每发送一个段进行一次确认应答的处理。这样的传输方式有一个缺点，就是包的往返时间越长通信性能就越低。
窗口大小就是指无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值
所有的滑动窗口协议的本质是在任何时刻发送方总是维持着一组序号，分别对应于允许他发送的帧。我们称这些帧落在滑动窗口内。类似的接收方也维持着一个接受窗口，对应一组允许它接受的帧。
TCP通过滑动窗口的概念来进行流量控制。
滑动窗口本质上是描述接受方的TCP数据报缓冲区大小的数据
例题
在TCP中，发送方的窗口大小取决于（）。
A．仅接收方允许的窗口
B．接收方允许的窗口和发送方允许的窗口
C．接收方允许的窗口和拥塞窗口
D．发送方允许的窗口和拥塞窗口
答案 C
TCP让每个发送方仅发送正确数量的数据，保持网络资源被利用但又不会被过载。为了避免网络拥塞和接收方缓冲区溢出，TCP发送方在任一时间可以发送的最大数据流是接收方允许的窗口和拥塞窗口中的最小值
首先明确路由算法的分类
路由选择包括的两个基本操作是最佳路径判断和网间数据传输。
动态路由选择算法
OSPF
PSPF不支持的网络类型是 点对多点网络
1 以泛洪方式向本自治系统内所有路由器发送信息
2 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
3 “链路状态”是说明本路由器与哪些路由器相邻，以及相邻结点之间链路的度量。
OSPF以组播方式传播
简答题
1TCP协议 是如何提供端到端可靠传输协议服务的？
2 设计路由算法时需要考虑的技术因素
首先要考虑的是按照最短路由还是最佳路径，其次考虑通信子网采用虚电路还是数据报传输，
第三采用分布式路由算法，是每个节点为到达的数据包选择下一个路由，还是采用集中式，由中央节点还是始发节点决定整个路由。
第四考虑网络拓扑，流量和延迟，最后确定是静态路由还是动态路由。
3 简述选择重传的工作原理
当接收方发现某一帧出错时，后续接受到的正确帧虽然不能立即到达接收方的高层，但是会进入缓存区，同时要求发送方重新发送出错的那一帧。接收到正确的帧后，就可以与缓存区的帧一起按照正确的序号递交给接收方的高层。
4简述Go-back-N策略的基本原理
当接收方检测出时序的信息后，要求发送方重发最后一个正确接受的信息帧之后的所有未被确认的帧。
5 已知一个IP数据报携带了TCP报文
路由器
1.1 路由器是实现分组交换的关键构件，任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
1.2 在IP数据报头中，源IP地址和目的IP地址分别表示本IP数据报发送者和接收者地址。在整个数据报传输过程中，无论经过什么路由，无论如何分片，源地址和目的地址均保持不变。
例题
1 数据报从源节点到目的节点可能要经过多个网络，在传输过程中 IP数据报头部中的__A___【2012青岛科技大学】
A.源 IP地址和目的 IP地址都不会发生变化
B.源 IP地址不会发生变化，目的 IP地址会发生变化
C.源 IP地址会发生变化，目的 IP地址不会发生变化
D.源 IP地址和目的 IP地址都会发生变化
2 在TCP/IP 体系结构中，直接为 ICMP 提供服务的协议是（ ）。 B
PPP
IP
UDP
TCP
1.3 分片（fragmentation）
当一个IP数据报从某个接口送出时，如果它的大小超过相应链路的MTU，IPv4和IPv6都将执行分片。这些片段在到达终点之前通常不会被重组（reassembling）。IPv4主机对其产生的数据报执行分片，IPv4路由器则对其转发的数据报进行分片。然后IPv6只有主机对其产生的数据报执行分片，IPv6路由器不对其转发的数据报执行分片。
IP地址包含 网络地址+主机地址，即IP地址=网络地址+主机地址。
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
网 络 中 某 主 机 的 IP 地 址 是 169.254.34.125，这 说 明 网 络 中 的DHCP服务器不正常
例
5.在下列地址中，属于单播地址的是()
A.172.31.128.255/18 B 10.255.255.255
C.192.168.24.59/30 D 24.105.5.211
