计算机网络（五层协议）

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络（五层协议）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.概述

计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合

1.1 因特网的组成

边缘部分： 由所有连接在因特网上的主机组成

  1. 计算机之间通信：

    主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信

  2. 端系统：

    处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机

  3. 工作方式：

    在网络边缘的端系统中运行的程序之间的工作方式通常可划分为两大类
    客户服务器方式（C/S 方式）
    客户软件特点：
    被用户调用后运行，在通信时主动向远地服务器发起通信
    可与多个服务器进行通信
    不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统
    服务器软件特点：
    系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求
    需要强大的硬件和高级的操作系统支持

    对等方式（P2P 方式）
    特点：
    通常没有固定的服务请求者和服务提供者，分布在网络中的应用进程是对等的
    从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器

核心部分： 由大量网络和连接这些网络的路由器组成

  1. 网络核心部分是因特网中最复杂的部分
  2. 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信
  3. 在网络核心部分起特殊作用的是路由器

电路交换的三个阶段：

  1. 建立连接
  2. 通信
  3. 释放连接

三种交换方式

  1. 对比

  1. 分组交换

步骤：

  1. 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段

  2. 分组交换网以“分组”作为数据传输单元，依次把各分组发送到接收端
    每一个分组的首部都含有地址等控制信息
    分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机
    用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地
  3. 接收端收到分组后剥去首部还原成报文

单个分组的转发过程： H1→H5
1.交换机先将分组接收下来（存储），查看首部中的控制信息
2. 然后根据目的地址选择下一个交换机，并转发出去

多个分组的转发过程：
按照上述单个的转发过程，多个分组会从A交换机出发，然后随机选择一个直连的交换机，然后再转发，直到抵达终点

其他情况： 类推很好明白，不做赘述

分组交换的特点（优点）：

  1. 高效
    动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用
  2. 灵活
    以分组为传送单位和查找路由
  3. 迅速
    不必先建立连接就能向其他主机发送分组
  4. 可靠
    保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性

分组交换的特点（缺点）

  1. 分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延
  2. 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销
  3. 无法确保通信时端到端所需的带宽，在通信量较大时可能造成网络拥塞

路由器

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线

路由器处理分组的过程是：

  1. 把收到的分组先放入缓存（暂时存储）
  2. 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发
  3. 把分组送到适当的端口转发出去

主机和路由器的区别:

  1. 主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组
  2. 路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机

小结

  1. 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分
  2. 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接
  3. 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的

1.2 主要性能指标

速率

速率：数据率或比特率，单位为b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等

比特：计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位
一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0

带宽

本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫兹
现在“带宽”是数字信道所能传送的最高数据率的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)

吞吐量

吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量

时延

总时延 = 排队时延 + 发送时延 + 传播时延 + 处理时延

发送时延 = 数据块长度（比特）/ 发送速率（比特/秒）
传播时延 = 信道长度（米）/ 信号在信道上的传播速率（米/秒）

丢包率

分组丢失率：在一定的时间范围内，分组在传输过程中丢失的分组数量与总的分组数量的比率

利用率

信道利用率：某信道有百分之几的时间是被利用的。完全空闲的信道的利用率是零

网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均值

时延与利用率

信道利用率并非越高越好

D = D0 / (1-U)

1.3 体系结构

  1. 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。
  2. “分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

两种国际标准+五层协议

法律上：OSI参考模型
事实上的：TCP/IP协议

五层协议


路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层

2.物理层

单个比特的传输（二进制比特流）

2.1 基本概念

主要任务： 确定与传输媒体的接口的一些特性

物理层特性：

  1. 机械特性
    指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等
  2. 电气特性
    指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
  3. 功能特性
    指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
  4. 规程特性
    指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

传输媒体： 数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路

  1. 导引型： 电磁波被导引沿着固体媒体传播
  2. 非导引型： 电磁波在自由空间传播

2.2 信道复用技术

频分复用

时分复用

波分复用

码分复用

  1. 常用的名词是码分多址 CDMA
  2. 各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰
  3. 这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被发现。
  4. 每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。

2.3 互联网接入技术

接入技术： 解决最终用户接入本地ISP“最后一公里”的问题
接入网AN: 将端系统连接到ISP边缘路由器的物理链路及相关设备的集合

  1. 电话网拨号接入

通过拨号调制解调器接入(非宽带接入)
允许最高56Kbps接入速率(通常会更低)
不能同时上网和打电话
不提供持续连接

  1. 数字用户线接入

  1. 光纤同轴混合接入

  1. 光纤接入

  1. 以太网接入

各种政府机构、大型企业和大学校园的用户通常通过内部的以太网接入到因特网
一些接入网运营商将以太网用于住宅接入网领域，在原有以太网技术的基础上（采用原有以太网的帧结构和接口），增加了远端馈电、接入端口的控制、用户间的隔离、计费等功能

  1. 无线接入

无线广域接入：通过蜂窝移动通信系统接入到因特网（典型的：3G、4G）
无线局域接入：通过无线局域网接入到因特网(典型的：Wi-Fi)

3.数据链路层

怎样与邻居进行通信（帧）

3.1 点对点信道

链路(link)： 一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
数据链路(data link)： 把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。

现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。
一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

主机 H1 向 H2 发送数据

数据链路层传送帧

封装成帧：
在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧

透明传输
字符填充——转义字符：在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”

差错检测
在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1

可靠传输
在不可靠的信道上实现可靠的数据传输为上层提供一条可靠的逻辑通道

停止等待协议：确认+重传

  1. 在发送完一个帧后，必须暂时保留已发送的帧的副本。
  2. 数据帧和确认帧都必须进行编号。
  3. 只要超过了一段时间还没有收到确认，就认为已发送的帧出错或丢失了，因而重传已发送过的帧。这就叫做超时重传。



RTT(Round-Trip Time): 往返时延
注意： 停止等待协议的优点是简单，但缺点是信道利用率低。故停止等待协议不适合发送时延远小于往返时延的情况！

连续ARQ

  1. 发送方可连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停顿下来等待对方的确认
  2. 由于信道上一直有数据不间断地传送，这种传输方式可获得很高的信道利用率

    通过设置发送窗口来限制发送方的发送速率
    发送窗口大小是已发送但还没有收到确认的最大分组数


    注意： 连续不间断发送数据可能导致接收方或网络来不及处理

数据链路层的可靠传输

  1. 实现可靠传输需要付出代价（例如会降低传输效率）。
  2. 因此，应当根据链路的具体情况来决定是否需要让链路层向上提供可靠传输服务。
  3. 当链路误码率非常低时，在数据链路层可不实现可靠传输，而是由上层协议（例如，运输层的TCP协议）来完成。
  4. 但是在使用无线信道传输数据时，由于信道质量较差，在数据链路层仍需要实现可靠传输（例如使用停止等待协议）。

3.2 点对点协议PPP



PPP工作状态

组成

  1. 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
  2. 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
  3. 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。

透明传输——字符填充

  1. 将信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5E)。
  2. 若信息字段中出现一个 0x7D 的字节, 则将其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。
  3. 若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0x20 的字符），则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。

透明传输——0比特填充

  1. PPP 协议用在 SONET/SDH 链路时，是使用同步传输（一连串的比特连续传送）。这时 PPP 协议采用零比特填充方法来实现透明传输。
  2. 在 发送端，只要发现有 5 个连续 1，则立即 填入一个 0。 接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现 5 个连续1时，就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除。

3.3 广播信道

广播信道

  1. 广播信道可以进行一对多的通信，能很方便且廉价地连接多个邻近的计算机，因此曾经被广泛应用于局域网之中
  2. 由于用广播信道连接的计算机共享同一传输媒体，因此使用广播信道的局域网被称为共享式局域网
  3. 虽然交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网，但无线局域网仍然使用的是共享媒体技术

媒体接入控制

静态划分信道
频分多址、时分多址、码分多址 …
动态媒体接入控制（多点接入）

  1. 随机接入，如以太网
  2. 受控接入 ，如令牌环或轮询

局域网

两种国际标准
DIX Ethernet V2 + 802.3标准

网络适配器（DIX Ethernet V2）

MAC地址

  1. 在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址
  2. “地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符
  3. IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节
  4. 地址字段中的后三个字节由厂家自行指派，称为扩展标识符

适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址

  1. 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。
  2. 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
  3. “发往本站的帧”包括以下三种帧：
    单播(unicast)帧（一对一）
    广播(broadcast)帧（一对全体）
    多播(multicast)帧（一对多）

3.4 共享式以太网

交换式以太网

  1. 采用无连接的工作方式
  2. 无差错接收

CSMA/CD协议

  1. 多点接入：表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
  2. 载波监听：是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
  3. 碰撞检测：计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。


二进制指数类型退避算法

发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据

  1. 确定基本退避时间，一般是取为 争用期 2 t
  2. 定义重传次数 k ，k <= 10，即 k = Min[重传次数,10]
  3. 从整数集合[0,1,…, (2^k-1)]中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的时延就是 r 倍的基本退避时间
  4. 当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告

强化碰撞

当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时：

  1. 立即停止发送数据
  2. 再继续发送若干比特的 人为干扰信号，以便让所有站点都知道现在已经发生了碰撞

争用期的长度

  1. 以太网取 51.2 us 为争用期的长度
  2. 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，即 64 字节
  3. 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突

最短有效帧长

  1. 为保证发送方能检测到所有碰撞，以太网规定了最短有效帧长为 64 字节
  2. 如果发生冲突，就一定是在发送的前 64 字节之内，立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于 64 字节
  3. 因此将长度小于 64 字节的帧都视为是由于冲突而异常中止的无效帧

以太网信道利用率


  1. a→0 表示一发生碰撞就立即可以检测出来， 并立即停止发送，因而信道利用率很高
  2. a 越大，表明争用期所占的比例增大，每发 生一次碰撞就浪费许多信道资源，使得信道 利用率明显降低
  3. 当数据率一定时，以太网的连线的长度受到限制，否则 T0的数值会太大
  4. 以太网的帧长不能太短，否则 T0 的值会太小，使 a 值太大
  1. 当网络覆盖范围越大，既端到端时延越大，信道极限利用率越低，即网络性能越差。
  2. 另外，端到端时延越大或连接的站点越多，都会导致发生冲突的概率变大，网络性能还会进一步降低。
  3. 可见，共享式以太网只能作为一种局域网技术。

集线器


  1. 集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。
  2. 使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。
  3. 集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层

以太网帧格式

3.5 网桥和以太网交换机

共享式以太网→交换式以太网

在物理层扩展 —— 主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器


未扩展：

扩展后：

优点

  1. 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信
  2. 扩大了局域网覆盖的地理范围

缺点

  1. 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高
  2. 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来
  3. 由于争用期的限制，并不能无限扩大地理覆盖范围

在数据链路层扩展 —— 网桥

  1. 根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发
  2. 网桥具有过滤帧的功能


优点

  1. 过滤通信量。
  2. 扩大了物理范围。
  3. 提高了可靠性。
  4. 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率的局域网

缺点

  1. 时延
  2. 无流量控制
  3. 广播风暴

透明网桥 —— 一种即插即用设备，其标准是IEEE802.1D


当网桥找不到目的地址所在接口时向所有其他接口转发！

通过接收帧的源地址及接收接口学习站点和接口的对应关系！

网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如没有，就在转发表中增加一个项目（源地址、进入的接口和时间）。如有，则把原有的项目进行更新。

转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。

  1. 如没有，则通过所有其他接口（但进入网桥的接口除外）按进行转发。
  2. 如有，则按转发表中给出的接口进行转发。
  3. 若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过网桥进行转发）。

生成树协议： 在任何两个站之间只有一条路径

没有生成树协议的情况

以太网交换机


二层交换机——全双工方式
多接口的网桥——独占传输媒体的带宽

虚拟局域网

  1. 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B2 和 B3 将会收到广播的信息。
  2. B1 发送数据时，工作站 A1, A2 和 C1
    都不会收到 B1 发出的广播信息。

802.3MAC帧


VLAN划分

3.6 无线局域网

有固定设施的

WI-FI——802.11标准

  1. 一个移动站若要加入到一个基本服务集 BSS，就必须先选择一个接入点 AP，并与此接入点建立关联。
  2. 建立关联就表示这个移动站加入了选定的 AP 所属的子网，并和这个 AP 之间创建了一个虚拟线路。
  3. 只有关联的 AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的 AP 才能向其他站点发送数据帧。

无固定基础设施的

  1. 在军事领域中，携带了移动站的战士可利用临时建立的移动自组网络进行通信。
  2. 这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。
  3. 当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的。

802.11无线局域网的物理层

CSMA/CA 协议

  1. 接收信号强度往往会远远小于发送信号强度，如要在无线局域网的适配器上实现碰撞检测，对硬件的要求非常高。
  2. 即使够实现碰撞检测的功能，并且当发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞（隐蔽站问题）

屏蔽站问题：
未能检测出媒体上已存在的信号的问题

当 A 和 C 检测不到无线信号时，都以为信道是空闲的，因而都向 B 发送数据，结果发生碰撞。

停止等待协议

SIFS（短帧间间隔）：
最短的帧间间隔，用来分隔开属于一次对话的各帧。一个站应当能够在这段时间内从发送方式切换到接收方式。
使用 SIFS 的帧类型有：
ACK 帧、CTS 帧、由过长的 MAC 帧分片后的数据帧，以及所有回答 AP 探询的帧和在 PCF 方式中接入点 AP 发送出的任何帧。

PIFS（点协调功能帧间间隔）：
比 SIFS 长，是为了在开始使用 PCF 方式时（在 PCF 方式下使用，没有争用）优先获得接入到媒体中。PIFS 的长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度。
时隙的长度的确定：
在一个基本服务集 BSS 内当某个站在一个时隙开始时接入到媒体时，那么在下一个时隙开始时，其他站就都能检测出信道已转变为忙态。

DIFS（分布协调功能帧间间隔（最长的 IFS））：
在 DCF 方式中用来发送数据帧和管理帧。DIFS 的长度比 PIFS 再增加一个时隙长度。

退避算法：

其他无线计算机网络

无线个人区域网WPAN (Wireless Personal Area Network)

  1. 在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来自组网络，不需要使用接入点 AP。
  2. 整个网络的范围大约在 10 m 左右。
  3. 蓝牙 (Bluetooth) 系统（802.15）
  4. 超宽带UWB (Ultra-Wide Band)（802.15.3）

无线城域网 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)

  1. WMAN 可提供“最后一英里”的宽带无线接入（固定的、移动的和便携的）。
  2. 在许多情况下，无线城域网可用来代替现有的有线宽带接入，因此它有时又称为无线本地环路。
  3. WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)常用来表示无线城域网 WMAN

4.网络层

怎样到达目的地 —— IP数据报

  1. 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
  2. 网络在发送分组时不需要先建立连接。
  3. 网络层不提供服务质量的承诺。

4.1 网际协议IP

  1. 不同的网络在网络层使用相同的IP协议，实现互相通信
  2. 路由器连接不同的异构网，实现网络中继
  3. 进出网络的所有数据必经路由器，因此路由器又叫网关

IP地址的编码方法分类编址——分类编址
32位点分十进制

IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}


缺点：

  1. IP 地址空 间的利用率有时很低。
  2. 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。
  3. 两级的 IP 地址不够灵活。

IP地址的编码方法分类编址——划分子网
32位点分十进制

IP 地址 ::= { <网络号>, <子网号>, <主机号>｝
缺点：
提高了IP地址的利用率，但很快面临全部耗尽的威胁。

IP地址的编码方法分类编址——无分类编址
32位点分十进制

IP 地址 ::= { <网络前缀>, <主机号>｝

CIDR记法

10.0.0.0/10 可简写为 10/10
网络前缀的后面加一个星号 * 的表示方法
如：00001010 00*

案例： 已知 IP 地址是 141.14.72.24，子网掩码是 。试求网络地址。

  1. 不同的子网掩码得出相同的网络地址，但不同的子网掩码效果不同
  2. 地址块大小不一样

128.14.32.0/20的无分类编址

案例： 一校园的无分类编址

特殊IP地址

互联网中的IP地址

  1. 由路由器互连起来的每个网络有一个唯一的网络前缀。
  2. 各网络的子网掩码可以不同，因此各自的地址空间大小也不相同。
  3. 连接在同一个网络上的主机或路由器的IP地址的网络前缀必须与该网络的网络前缀一样。
  4. 用网桥互连的网段仍然是一个网络，只能有一个网络地址

IP地址与物理地址


通信的路径：H1→经过 R1 转发→再经过 R2 转发→H2

从协议栈的层次上看数据的流动

从虚拟的 IP 层上看 IP 数据报的流动

在链路上看 MAC 帧的流动

路由器只根据目的站的 IP 地址的网络号进行路由选择
在具体的物理网络的链路层，只能看见 MAC 帧而看不见 IP 数据报

地址解析协议 ARP


  1. 不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。
  2. 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
  3. 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。

IP 数据报的格式

  1. 版本：
    占 4 位，指 IP 协议的版本，目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)
  2. 首部长度：
    占 4 位，可表示的最大数值，是 15 个单位(一个单位为 4 字节)
  3. 总长度：
    占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节
  4. 标识(identification)：
    占 16 位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识
  5. 标志(flag)：
    占 3 位，目前只有前两位有意义。
    标志字段的最低位是 MF
    MF= 1 表示后面“还有分片”，MF= 0 表示最后一个分片。
    标志字段中间的一位是 DF ，只有当 DF =0 时才允许分片。
  6. 片偏移：
    12位，较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。
  7. 生存时间：
    8 位，记为 TTL (Time To Live)，数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。
  8. 协议：
    8 位，字段指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程

IP数据报的转发

路由表
在路由表中，对每一条路由，最主要的是（网络地址，掩码，下一跳地址）

默认路由
默认路由用网络前缀0.0.0.0/0来表示

只要目的网络不是 N1 和 N2，就一律选择默认路由，把数据报先间接交付路由器 R1，让 R1 再转发给下一个路由器。

案例： 已知互联网和路由器 R1 中的路由表。主机 H1 向 H2 发送分组。试讨论 R1 收到 H1 向 H2 发送的分组后查找路由表的过程。
要发送的分组的目的 IP 地址：128.30.33.138

  1. H1 首先检查主机 128.30.33.138 是否连接在本网络上
    如果是，则直接交付；
    否则，就送交路由器 R1，并逐项查找路由表。
  2. 主机 H1 首先将本子网的子网掩码 255.255.255.128与分组的 IP 地址 128.30.33.138 逐比特相“与”(AND 操作)
  3. 只需计算最后的 128 AND 138 即可
  4. 因此 H1 必须把分组传送到路由器 R1然后逐项查找路由表，直到发现128.30.33.128匹配网络地址

IP数据报的转发流程：

  1. 从收到的数据

    以上是关于计算机网络（五层协议）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

    计算机网络五层协议体系结构的数据传输过程

    HTTP协议相关的网络经典五层模型

    计算机网络（TCP，UDP，HTTP协议，五层协议体系结构）

    计算机网络.五层协议栈模型简介

    网络--七层，五层，协议，封装，解封装，UDP，设备对应关系

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