前言

本文基于王道考研課程與湖科大計算機網絡課程教學內容，系統梳理核心知識記憶點和框架，既為個人復習沉淀思考，亦希望能與同行者互助共進。（PS：后續將持續迭代優化細節）

往期內容

408 計算機網絡 知識點記憶（1）

408 計算機網絡 知識點記憶（2）

408 計算機網絡 知識點記憶（3）

408 計算機網絡 知識點記憶（4）

408 計算機網絡 知識點記憶（5）

核心知識記憶點

物理層中繼系統： 轉發器 集線器
數據鏈路層中繼系統： 網橋 交換機
網絡層中繼系統：路由器
網絡層以上：網關

路由選擇處理機 根據 路由選擇協議 構建 轉發表 進而進一步路由轉發

面向連接的虛電路服務 （ 呼叫請求 呼叫應答）區別于電路交換的電話通信（物理上實際連接） “虛”：這條電路不是專用的

數據報 無連接

路由器功能：轉發+路由選擇
路由器之間傳送的消息：主機間的分組+路由信息

SDN核心思想：把網絡控制、數據層面分離 讓控制層面利用軟件控制數據層面設備

before		after SDN
路由算法	控制層面	邏輯上集中的遠程控制器	路由選擇 負載均衡 接入控制etc
↓	控制	↓ ? ? ?? ↓	北向API
路由表	控制	↓ ? ? ?? ↓	SDN控制器（網絡操作系統）
↓	Openflow協議	↓ ? ? ?? ↓
轉發表	數據層面	轉發表 ??轉發表	南向API 分組交換機

遠程控制器（物理上可由不同地點的多個服務器組成）：掌握網絡狀態 計算最佳路由 生成轉發表 （直接訪問控制物理設備）

流表（取代轉發表，流是分組序列，共享分組首部某些字段）：”匹配“+”動作“
SDN廣義轉發：
”匹配“ 對網絡體系各層首部字段匹配，
”動作” 轉發分組 負載均衡 重寫IP首部（類似NAT） 阻擋或丟棄一些分組（類似防火墻）

SDN四個關鍵特征：
1 基于流的轉發
2 數據層面與控制層面分離
3 位于數據層面分組交換機之外的網絡控制功能
4 可編程的網絡

IPV4分組 首部前一部分長度固定20B

0 ????4?????8???????16????19???24
版本???首部長度??區分服務???總長度
標識????????????????標志???片偏移
生存時間?協議???????????首部檢驗和
源地址
目的地址
可變部分（40） 可選字段（長度可變） 填充（全0）

數據載荷長度=總長度-首部長度*4

以太網MTU=1500B
廣域網MTU=576B

??????0 1 2 3 ??8??16??24??32
A類 1-126 ? 0 網絡號 ??主機號
B類 128-191 1 0 網絡號????主機號
C類 192-223 1 1 0 網絡號 ??????主機號
D類 224-239 1 1 1 0 多播地址
E類 240-255 1 1 1 1 保留今后使用

主機號全0表示本網絡
主機號全1表示廣播地址 /直接廣播地址
127.x.x.x 環回測試
0.0.0.0 表示本網絡上本主機（eg DHCP）
255.255.255.255 受限廣播地址 只在本網絡上廣播

IP地址需求：主機地址+路由器接口地址+網絡地址+廣播地址

網絡地址轉換NAT
私有IP地址塊 專用地址
10.0.0.0-10.255.255.255 相當于一個A類網絡
172.16.0.0-172.31.255.255 相當于16個B類網絡
192.168.0.0-192.168.255.255 相當于256個C類網絡

NAT轉換表 {本地IP地址：端口}----{全球IP地址：端口}

劃分子網與路由聚合 網絡號 子網號 主機號
子網掩碼 判定目的主機是否也在子網中
默認網關 指定的路由器轉發
默認子網掩碼 為劃分子網下使用的子網掩碼（A、B、C、D類網絡）
默認路由

無分類編址 CIDR 網絡前綴 主機號 斜線記法（CIDR記法）

路由聚合（構造超網） 最長前綴匹配（最佳匹配） 共同前綴
CIDR查找路由表存在在一種層次性的數據結構（通常采用二叉線索），自上而下按層次查找

IP首部數據報中的目的IP地址：若找到匹配的路由條目，則按指示轉發，否則丟棄 并向源主機報告差錯

結語

網絡層作為互聯網的“導航中樞”，以路由與轉發的精密協作，架起了全球互聯的智能橋梁。從物理層的集線器到網絡層的路由器，從傳統轉發表的靜態規則到SDN的流表可編程，技術的每一次躍遷都在重塑數據的航向。IPv4分組的嚴謹結構、子網掩碼的靈活劃分、CIDR的高效聚合，無不彰顯著“有限地址資源，無限連接可能”的設計智慧；而NAT的地址轉換藝術、路由聚合的最長前綴匹配，則是應對規模擴張與資源枯竭的經典答案。

在虛電路與數據報的路徑抉擇中，我們領悟到“連接”與“自由”的辯證統一；在SDN控制面與數據面的分離中，我們窺見了軟件定義未來的無限潛能。無論是傳統路由器的逐跳決策，還是SDN控制器的全局調度，目標始終如一：讓每個分組以最優路徑抵達終點，讓網絡資源在動態負載中保持平衡。

參考資料

1.王道考研課程
2.湖科大計算機網絡課程