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【網路概論】L6-1 網路層協議

網路層協議

基本過程

終端設備藉由網路傳輸到另一個終端
經過以下四個基本過程
  • 終端編址(addressing of end):為終端設備分配唯一的IP位置。

  • 封裝(encapsulation):network layer將傳輸層的PDU封裝成packets,並添加來源目的等訊息。

  • 路由(routing):packets被發送到另一網路時,路由器會幫忙分最佳路徑,每經過一次中間設備稱為一跳。

  • 解封(de-encapsulation):連線到主機的網路時,檢查packets的與自身IP相配,並在network layar解封。

IP的解封與特徵

network layer的相關封裝只會影響到自己層的內容,由transport layer的PDU封裝在屬於自己的獨立區域,不會被改動。
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  • 無連接(connectionless):在發送數據前,不會先祭出初步的訊息通知接收方。

  • 最大努力(best effort delivery):IP不具備管理數據的能力,不保證發送的訊息都能被接收方所收到。

  • 介質無關性(media independent):IP的輸送不限於任何介質影響。

      MTU(maximum transmisson unit):每種介質可傳輸的最大PDU大小。 
    

packet header

數據在第三層由二進位確定IP設置封裝的方法,以下為IPv4&6的重要字段

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IPv4 packet header

  • 版本(Version):用於此為標示IPv4的packets,包含二進值的0100。

  • 區分服務(Differentiated services or diffserv)(DS):確定數據的優先度。

  • 生存時間(Time to live):用於檢測是否超時,路由器每處理一次,TTL值便減一,當TTL值為0時,便丟棄數據,包含8位二進值。

  • 協議(protocol):確定與下一層的協議關係,包含8位二進值。

  • 源&目的IP地址(source&destination IPv4 address of destination):確定來源或目的IP位置,各為32位二進值,源為單播,目地為單多廣播。

      IPv4的侷限性:
      1.IP地址的耗盡
      2.路由表的膨脹
      3.因NET而缺發端到端的直接連接
    

IPv6 packet header

    簡介:
    1.更大的地址空間:IPv6為168位編址,IPv4為32位
    2.改進packets的處理過程:簡化IPv6的字段
    3.消除NET需求:不再需要NET
  • 版本(Version):辨識IPv6的數據。(4位 0110)

  • 流量類別(Traffic class):等於區分優先度的DS(8位)

  • 流量標籤(Flow labal):將帶有相同流量標籤的packets作相同處理。(20位)

  • 負載長度(Payload length):表示負載的強度‧(16位)

  • 下一報頭(Next header):表示要傳送給下一層的協議。(8位)

  • 跳數限制(Hop limit):轉發一次packets時 TTL值-1,當TTL值為0時,丟棄packets。(8位)

  • 源&目的IP地址(Source & Destination IPv6 Address ):確定源與目的的IP位置。(128+128位)


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