网络协议基础（MOC）

网络协议基础 — 知识地图

本笔记为 MOC（Map of Content）

网络层的核心问题只有一个：一个 IP 包如何从 A 主机到达 B 主机？ 答案是一连串”接力”，而接力需要三样东西：地址结构、下一跳的 MAC、以及自动生成的路由表。

核心脉络：IP 包接力

应用数据
   ↓ 封装
IP 包（源 IP + 目的 IP）
   ↓ 查路由表决定下一跳
封装进帧（需要下一跳的 MAC）
   ↓ ARP 提供 IP↔MAC 映射
在局域网中逐跳传送
   ↑ 路由表由 RIP / BGP 自动生成与更新

地址结构

主题	核心笔记
IPv4 地址分类与子网掩码	IPv4地址分类与子网掩码

关键认知

• 子网掩码标记网络号与主机号的分界线（255.0.0.0 = 前 8 位网络号）
• IP 地址识别的是网卡（NIC），不是计算机——一台机器可有多张网卡、多个 IP
• 路由器本质是配备多张网卡的专用电脑，因此能同时”待在”多个网段

转发机制

主题	核心笔记
IP 包接力与路由表	IP包接力与路由表

核心不变式

接力过程中 IP 包被反复封装入帧、再拆开，但 IP 包本身的内容（含源/目的 IP）始终不变——变的只是外层帧头部。 这正是网络层提供端到端抽象的体现。

地址解析

主题	核心笔记
ARP：IP → MAC 的解析	ARP协议-IP到MAC的解析

ARP 只用于 IPv4

IPv6 使用 Neighbor Discovery Protocol（NDP） 替代 ARP。 排查 IPv6 问题时不要找 ARP 表，应查邻居表（ip -6 neigh）。

ARP 无认证机制，是局域网中间人攻击的常见路径，生产网需启用 DAI 与 IP-MAC 绑定。

路由表的自动生成

主题	核心笔记
RIP 与 BGP	RIP与BGP-路由表的自动生成

	RIP	BGP
作用范围	自治系统内部	自治系统之间
度量依据	跳数（hop number）	距离 + 政策 + 性能等
规模限制	15 跳上限	面向全球互联网

Linux 实践

主题	核心笔记
Linux 网络数据包处理	Linux网络数据包处理
IP 转发与路由	Linux-IP转发与路由
连接跟踪 conntrack	Linux-连接跟踪-conntrack详解
iptables 详解	iptables详解 · iptables-扩展匹配模块 · iptables端口转发
IPVS 虚拟服务器	IPVS-IP虚拟服务器详解 · IPVS-Director与Real-Server · ipvsadm命令详解
Windows 端口转发	Windows端口转发-proxy

常用命令速查

ip route            # 查看路由表（route -n 为旧写法）
arp -a              # 查看 ARP 缓存（IPv4）
ip -6 neigh         # 查看 IPv6 邻居表
ip addr             # 查看网卡与 IP

三个协议的分工

协议	解决的问题
ARP	下一跳的 MAC 是谁（实现 IP 包到帧的封装）
RIP	自治系统内部该怎么走
BGP	自治系统之间该怎么走

参考链接

• Linux网络数据包处理 — 数据包在 Linux 内核中的处理路径