网络层-路由协议
网络层的协议
网络层的协议网络层是OSI模型中的第三层，负责在不同的网络之间进行数据传输和路由选择。
网络层的核心协议是Internet协议（IP），它定义了数据在互联网络中的传输方式和地址分配规则。
在全球范围内，现行的IP协议版本是IPv4和IPv6。
IPv4是网络层的经典协议，它使用32位地址标识互联网络中的主机和路由器。
IPv4的地址分为网络地址和主机地址两部分，由于地址空间有限，IPv4最多支持42亿个不同地址。
IPv4协议还提供了分组交换服务和一些路由选择算法，用于将数据包从源节点传输到目的节点。
由于互联网的快速发展，IPv4的地址空间逐渐不足。
为了解决这个问题，IPv6协议被引入。
IPv6使用128位地址，提供了远远超过IPv4的地址空间。
IPv6还加强了安全性、多播和移动性能力，并进行了一些简化和优化，提高了路由选择效率和网络性能。
除了IP协议，网络层还使用一些辅助协议来完成任务。
其中一个重要的协议是互联网控制报文协议（ICMP），它用于进行网络故障诊断和错误报告。
ICMP消息被发送到源节点，以便告知源节点数据包的状态和错误原因。
还有一个常见的辅助协议是地址解析协议（ARP），它用于将IP地址映射到物理MAC地址。
当网络节点需要发送数据包到目标主机时，它会首先查询目标主机的MAC地址。
ARP协议负责将IP地址转换为MAC地址，并在局域网内广播查询请求，以获取目标主机的MAC地址。
此外，网络层还使用路由协议来选择最佳路径进行数据包传输。
常用的路由协议有开放最短路径优先（OSPF）协议和边界网关协议（BGP）等。
这些协议使用不同的路由算法和策略来决定数据包应该经过哪些路由器以达到目的地。
总之，网络层是OSI模型中的重要一环，负责将数据包从源节点传输到目的节点，并进行路由选择。
IP协议是网络层的核心协议，定义了数据在互联网络中的传输方式和地址分配规则。
辅助协议如ICMP和ARP协议用于故障诊断和地址解析。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、引言网络层协议是计算机网络中的重要协议之一，负责在不同主机之间进行数据传输和路由选择。
本文将详细介绍网络层协议的定义、功能、特点以及常用的网络层协议。
二、定义网络层协议是计算机网络中的一种协议，位于传输层之上，负责将数据包从源主机传输到目的主机。
它提供了一种在不同网络之间进行通信的方式，并负责选择最佳的传输路径。
三、功能1. 数据传输：网络层协议将数据包从源主机传输到目的主机。
它将数据包分成较小的片段，并在传输过程中重新组装这些片段，以确保数据的完整性和可靠性。
2. 路由选择：网络层协议通过路由选择算法选择最佳的传输路径。
它根据网络拓扑和网络负载等因素，选择具有最低延迟和最高带宽的路径，以提高数据传输效率。
3. 网络互连：网络层协议允许不同网络之间进行互连，实现跨网络的通信。
它将数据包从一个网络传输到另一个网络，并确保数据能够正确到达目的主机。
四、特点1. 无连接性：网络层协议是无连接的，即在传输数据之前不需要建立连接。
每个数据包都是独立传输的，它们可以按照不同的路径传输，不受先后顺序的限制。
2. 分组交换：网络层协议采用分组交换的方式进行数据传输。
它将数据包分成较小的片段，每个片段都带有目的主机的地址信息，以便在传输过程中进行路由选择。
3. 异构性：网络层协议支持不同类型的网络之间进行通信，如局域网、广域网、互联网等。
它能够处理不同网络之间的协议转换和数据格式转换等问题。
五、常用的网络层协议1. IP协议：IP（Internet Protocol）协议是互联网中最常用的网络层协议。
它负责将数据包从源主机传输到目的主机，并通过路由选择算法选择最佳的传输路径。
2. ICMP协议：ICMP（Internet Control Message Protocol）协议是IP协议的一个扩展协议。
它用于在网络中传输控制和错误信息，如网络不可达、主机不可达等。
3. ARP协议：ARP（Address Resolution Protocol）协议用于将IP地址转换为物理地址（MAC地址）。
路由协议介绍范文
路由协议介绍范文
路由协议是一种复杂的协议，它允许计算机之间进行数据通信。
它是
一个复杂的背景，其中许多协议被用来帮助网络运转，以及实现网络连接，这些都是路由协议的一部分。
路由协议可以分为三类：链路层路由协议，网络层路由协议和应用层
路由协议。
链路层路由协议是基于底层物理媒介的应用协议，它定义了计算机之
间通过物理媒介发送数据的格式、端口号和时间间隔。
它们包括以太网协
议（Ethernet）、令牌环协议（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）等。
网络层路由协议用于建立和维护网络连接，它支持通信层协议，管理
信息的传输和路由，它通常是由因特网使用的协议。
主要的网络层路由协
议有：因特网协议（IP）、路由发现协议（RIP）、私有互联网协议（IPX）、简单网络管理协议（SNMP）、多播协议（Multicast）、虚拟私
有网络（VPN）等。
应用层路由协议是高层路由协议，它支持应用层协议，例如远程登录
协议（Telnet）、消息传递协议（SMTP）和文件传输协议（FTP）等。
路由协议通常在用户程序之间使用，用户程序以数据单元的形式传输
用户数据。
TCPIP网络原理与技术-第七讲-路由协议
7.2.2链路-状态算法（L-S算法）
与V-D算法相比较的一组算法叫作“链路-状态” （Link-Status）算法，又叫最短路径优先或SPF （Shortest Path First）算法，简称L-S算法。
• 1. 算法的基本思想
动态路由选择策略
• 工作过程可分为以下几步：其一，测量并感知网络状态， 主要包括拓扑结构、流量及延迟；其二，向有关进程或节 点报告测量结果；其三，根据测量结果更新路由表；最后， 根据新路由表重选合适路由转发数据分组。
• 这种策略可以从时间上考虑当时的情况来调整路由。例如， 在网络拓扑发生变化时，或在网络某个节点或链路发生故 障时，也可以每隔一段固定的时间等。
动态路由选择策略
• 静态路由选择策略的特点是只考虑网络的 静态拓扑结构，而实际网络的拓扑结构随 时都可能发生变化，各节点的通信量也随 时在变化。因此静态路由选择策略不能很 好地满足实际网络的需求。
• 要求节点的路由选择能够依靠网络当前的 状态信息（如网络拓扑结构、通信量等） 来决定，这种策略，就称为动态路由选择 策略。
3. V-D算法特点
1) V-D算法的路径刷新发生在相邻网关之间，所以V-D报文 不一定以广播方式发送出去，一种比较优化的方法是网关 直接向相邻网关发送V-D报文，不必采用广播方式。
2) V-D算法的优点是易于实现，
3) V-D算法不适应路径剧烈变化的或大型的Internet环境，因 为某网关的路径变化像波动一样从相邻网关传播出去，其 过程是非常缓慢的。因此V-D算法路径刷新过程中，可能 出现路径不一致问题。V-D算法的另一缺陷是它需要大量 的信息交换：一方面，V-D报文就每一可能的信宿网络都 包含一条表目，报文大小相当于一个路由表（其表目数与 Internet网络数成正比），而且其中的许多表目都是与当 前路径刷新无关的；另一方面，V-D算法要求所有网关都 参与信息交换，要交换的信息量极大。
网络层协议有哪些
网络层协议有哪些网络层协议是指在计算机网络中，负责处理网络数据包在网络中的传输和路由的一种协议。
网络层协议使得不同计算机之间可以相互通信和交换数据。
下面介绍一下几种常见的网络层协议。
IP协议是网络层协议的基础，它负责把数据包从源主机传输到目标主机。
IP协议为每个主机分配一个唯一的IP地址，这个地址用于标识主机的位置。
IP协议采用无连接的方式，每个数据包都是独立传输的。
它将数据分割为较小的数据包，并为每个数据包赋予一个IP头部，包含源IP地址、目标IP地址和其他控制信息。
IP协议使用一种称为IP路由的方式来决定数据包的传输路径。
ICMP协议是用来在主机和路由器之间传递控制信息的协议。
它可以检测和报告网络连接的问题，例如主机不可达、数据包传输超时和网络拥塞等。
ICMP协议通常与IP协议一起使用，以便能够向用户提供网络连接的状态信息。
ARP协议用于将网络层的IP地址映射到物理地址（MAC地址）。
因为在数据链路层的帧中使用的是MAC地址，而IP协议使用的是IP地址。
当主机需要将数据包发送给相同局域网内的其他主机时，它需要知道目标主机的MAC地址。
ARP 协议通过发送ARP请求来获取目标主机的MAC地址，然后将其存储在缓存中以便后续使用。
RARP协议是ARP协议的逆过程。
当一台计算机启动时，它会发送一个RARP请求来获取自己的IP地址，因为计算机在启动时可能不知道自己的IP地址。
RARP服务器会根据计算机的MAC地址来分配一个IP地址给它。
IPsec协议是一种用于提供网络层安全性的协议。
它通过对数据包进行加密和认证来保护数据的机密性和完整性。
IPsec协议可以用于在不受信任的网络中安全地传输数据，例如在互联网上传输敏感信息。
以上是几种常见的网络层协议。
它们共同构成了计算机网络中的网络层，负责处理数据包的传输和路由。
通过使用这些协议，计算机可以相互通信和交换数据，构建一个强大而稳定的网络体系结构。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、引言网络层协议是计算机网络体系结构中的重要组成部分，它负责实现数据包在网络中的传输和路由功能。
本协议旨在介绍网络层协议的基本概念、特点、功能和应用。
二、协议概述网络层协议是计算机网络中的第三层协议，位于传输层和数据链路层之间。
它的主要任务是将数据包从源主机传输到目标主机，并负责选择最佳的传输路径。
网络层协议在不同的网络环境中有不同的实现方式，常见的网络层协议有IP协议、IPX协议、OSPF协议等。
三、IP协议介绍IP（Internet Protocol）协议是最常用的网络层协议之一，它是基于互联网体系结构设计的。
IP协议的主要特点包括：1. IP地址：IP协议使用32位的IP地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
IP 地址分为IPv4和IPv6两种格式，其中IPv4地址由四个8位字段组成，IPv6地址由八个16位字段组成。
2. 数据分组：IP协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源IP 地址、目标IP地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IP协议通过路由选择算法选择最佳的传输路径，以保证数据包能够快速、可靠地传输到目标主机。
四、IPX协议介绍IPX（Internetwork Packet Exchange）协议是Novell NetWare网络操作系统使用的网络层协议。
IPX协议的主要特点包括：1. 地址格式：IPX协议使用48位的MAC地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
2. 数据分组：IPX协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源MAC地址、目标MAC地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IPX协议使用基于距离矢量的路由选择算法，通过比较路径的距离和质量来选择最佳的传输路径。
五、OSPF协议介绍OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放式的链路状态路由协议，用于在大型网络中选择最佳的传输路径。
OSPF协议的主要特点包括：1. 链路状态数据库：OSPF协议通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并将其存储在链路状态数据库中。
（十二）网络层--路由选择协议
（⼗⼆）⽹络层--路由选择协议互联⽹的路由选择协议这篇⽂章开始我们⼀起来学习下⼏种常⽤的路由选择协议，也就是要讨论路由表是怎样得出的。
基本概念路由选择协议的核⼼就是路由算法，即需要何种算法来获得路由表中的各项⽬，⼀个理想的路由算法应具有如下的⼀些特点：算法必须是正确的和完整的即沿着路由表所指引的路由，分组⼀定能够最终到达⽬的⽹络和⽬的主机。
算法在计算上应简单路由选择的计算不应使⽹络通信量增加太多的额外开销。
算法应能适应通信量和⽹络拓扑的变化当⽹络中的通信量发⽣变化时，算法能⾃适应的改变路由。
当某个结点、链路发⽣故障，或者修理好再投⼊运⾏时，算法能及时改变路由。
算法应具有稳定性在⽹络通信量和⽹络拓扑相对稳定的情况下，路由算法应收敛于⼀个可以接受的解，⽽不应使得出的路由不停地变化。
算法应是公平的路由选择算法应对所有⽤户都是平等的，例如仅仅使某个⽤户的端到端时延为最⼩，但却不考虑其它⽤户，这明显是不公平的。
算法应是最佳的路由选择算法应当能够找出最好的路由，使得分组平均时延最⼩，⽽⽹络吞吐量最⼤。
从路由算法能否随⽹络的通信量或拓扑⾃适应的进⾏调整变化的⾓度来划分，有两⼤类：静态路由选择策略也叫作⾮⾃适应路由选择，其特点是简单、开销较⼩，但不能及时适应⽹络的变化。
⼩⽹络可以使⽤它，⼈⼯配置每⼀条路由。
动态路由选择策略也叫作⾃适应路由选择，其特点是能较好的适应⽹络的变化，但实现起来较为复杂，开销也⽐较⼤。
因此，它适⽤于较⼤的⽹络。
由于以下两个原因，互联⽹采⽤分层次的路由选择协议：（1）互联⽹的规模⾮常⼤。
如果让所有的路由器知道所有的⽹络应怎样到达，那么这种路由表将⾮常⼤，处理起来也太花时间，⽽所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使互联⽹的通信链路饱和。
（2）许多单位不愿意外界了解⾃⼰单位⽹络的布局细节和本部门所采⽤的路由选择协议，但同时还希望连接到互联⽹上。
因此，把整个互联⽹划分为许多较⼩的⾃治系统，⾃治系统是在单⼀技术管理下的⼀组路由器，这些路由器使⽤⼀种⾃治系统内部的路由选择协议和共同的度量。
网络层协议有哪些
网络层协议有哪些网络层是计算机网络中的一个重要层次，负责处理数据包的路由和转发。
而网络层协议是一套规则和约定，用于在网络层进行通信和数据传输。
本文将介绍一些常见的网络层协议。
1. IP协议（Internet Protocol）IP协议是互联网上使用的最重要的协议之一。
它定义了数据包在网络中的寻址和路由过程。
IP协议负责将数据包从源主机发送到目标主机，并在传输过程中进行分片和重组。
IP协议使用IPv4或IPv6地址进行寻址，使得数据包能够准确地传输到目标设备。
2. ICMP协议（Internet Control Message Protocol）ICMP协议是IP协议的一个扩展，用于在IP网络中传递控制消息和错误报告。
ICMP协议可以通过发送不同类型的消息来测试主机的可达性、测量网络延迟并报告错误。
例如，Ping工具就利用ICMP 协议进行网络连接测试。
3. ARP协议（Address Resolution Protocol）ARP协议用于将网络层的IP地址映射为链路层的物理地址。
当主机需要发送数据时，需要知道目标主机的物理地址，此时ARP协议会在网络中广播寻找目标主机的MAC地址。
一旦找到目标主机的MAC地址，主机之间就可以通过链路层进行直接通信。
4. RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol）RARP协议与ARP协议相反，它将链路层的物理地址映射回网络层的IP地址。
RARP协议常用于无盘工作站或磁盘less服务器，它们无法通过硬盘中的配置文件获得自己的IP地址，因此需要通过RARP协议从服务器获取IP地址。
5. DHCP协议（Dynamic Host Configuration Protocol）DHCP协议用于自动分配IP地址和其他网络配置参数给主机。
在一个网络中有大量主机时，手动分配IP地址是非常耗时且容易出错的，DHCP协议通过服务器自动为主机分配IP地址，大大简化了网络管理工作。
网络层及其协议
网络层及其协议网络层是计算机网络中的一层，位于传输层和数据链路层之间。
它负责在互联网中进行数据包的传输和路由选择。
网络层的协议有许多种，其中最常见的是IPv4和IPv6协议。
一、网络层的作用网络层的主要作用是实现数据包的传输和路由选择。
它在不同的网络节点之间传递数据包，并且根据各节点之间的网络拓扑情况选择最佳的传输路径。
网络层还负责处理数据包的分片和重组，以便适应不同网络的传输要求。
二、IPv4协议IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网上最常用的网络层协议。
它使用32位的地址来标识不同的网络节点，每个IPv4地址由四个八位的数字组成，例如192.168.0.1。
IPv4协议提供了一种无连接、不可靠的服务，数据包在传输过程中可能会丢失或乱序。
IPv4协议的数据包包含了源IP地址和目标IP地址，数据包在传输到目标节点之前可能经过多个中间节点。
每个中间节点根据路由表来选择下一跳的节点，以实现数据包的最终传输。
IPv4协议的地址空间有限，只有大约42亿个地址可用。
为了解决地址不足的问题，IPv6协议被引入。
三、IPv6协议IPv6（Internet Protocol version 6）是下一代互联网协议，它的地址空间更大，可以提供约340亿亿亿个唯一的IP地址。
IPv6地址由八组四位的十六进制数字组成，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
除了地址空间的扩大之外，IPv6协议还提供了许多新的特性和改进。
其中之一是支持网络层的加密和数据完整性验证，以提高数据传输的安全性。
IPv6协议还引入了多播和任播等新的地址类型，以支持更灵活和高效的数据传输。
IPv6协议与IPv4协议是不兼容的，因此在过渡期间需要进行双协议栈的支持，以便IPv4和IPv6网络之间的互通。
四、其他网络层协议除了IPv4和IPv6协议之外，还有一些其他的网络层协议。
第4章 网络层5——路由选择协议
“链路状态”说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的 “度量”(metric) 。 度量包括费用、距离、时延、带宽等
当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器 发送此信息。
链路状态数据库(link-state database)
各路由器之间频繁地交换链路状态信息，所有路 由器最终都能建立一个链路状态数据库。
每一个区域都有一个32位的区域标识符（用点分 十进制表示）。
区域不能太大，在一个区域内的路由器最好不超 过 200 个。
OSPF 划分为两种区域：主干区域和非主干区 域。主干区域(backbone area)，标识符规定为 0.0.0.0，用于连通非主干区域。
至其他自治系统 自治系统 AS
R1 网1 R2 网2 R3 R5
Traceroute（tracert）：跟踪分组从源点到 终点的路径
通过发送小的数据包到目的设备直到其返回， 来测量其需要多长时间。 输出结果包括测试的时间(ms)和设备IP地址。
PING 的应用举例
Traceroute 的应用举例
4.5 因特网的路由选择协议
静态路由选择策略 — 即非自适应路由选择 ，特点是简单和开销较小，但不能及时适应 网络状态的变化。 动态路由选择策略 — 即自适应路由选择， 特点是能较好适应网络状态的变化，但实现 起来较为复杂，开销比较大。
1. 工作原理
RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选 择协议。
RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维 护从它自己到其他目的网络的距离记录。
“距离”的定义
RIP认为一个好的路由是通过的路由器数目少， 即“距离短”。
网络层协议及分析
与邻居路由器建立邻接关系，以便交换路由信息。
3. 交换路由信息
通过定期发送路由更新报文来交换路由信息，包括可达网 络地址和相应的度量值。
4. 计算最佳路径
根据收到的路由信息和特定的路由算法计算最佳路径，并 更报文以维护路由表的一致性，并在网络 拓扑发生变化时重新计算最佳路径。
IPv6采用了更简洁的报 头设计，减少了路由器 处理数据报的开销，提 高了路由效率。
IPv6内置了IPSec安全协 议，提供了更高的网络 安全性。
IPv6为移动设备提供了 更好的支持，使得移动 设备在网络中能够保持 持续的连接。
IPv4向IPv6过渡技术
双栈技术
双栈技术是指在同一台设备 上同时支持IPv4和IPv6协议
子网掩码
用于将IP地址划分为网络号和主机号，子网掩码的长度决 定了网络号和主机号的位数。子网掩码通常用点分十进制 表示，例如255.255.255.0表示前24位是网络号，后8位是 主机号。
CIDR表示法
无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing，CIDR） 是一种用于表示IP地址和子网掩码的方法。CIDR表示法将IP 地址和子网掩码合并为一个值，例如192.168.1.0/24表示IP 地址为192.168.1.0，子网掩码为255.255.255.0。
超时
当路由器在处理IP数据报时，如 果其生存时间（TTL）字段减为0， 则会丢弃该数据报并发送超时报 文，通知发送方数据报在网络中 超时。
参数问题
当路由器或主机检测到IP数据报 的首部参数有误时，会发送参数 问题报文，通知发送方数据报存 在错误。
ICMP应用举例：ping命令实现原理
ping命令概述
网络层(路由协议与路由算法)
“最短路径优先”是因为使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法SPF
OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他 的路由选择协议不是“最短路径优先”。 是分布式的链路状态协议。
17
与RIP相比的三个要点 向本自治系统中所有路由器发送信息，这里 使用的方法是洪泛法。 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，但这只是路由器所知道的部 分信息。
8
自治系统和 内部网关协议、外部网关协议
自治系统 A R1
用内部网关协议 （例如，RIP）
自治系统 B 用外部网关协议 （例如，BGP-4） R3
用内部网关协议 （例如，RIP）
ห้องสมุดไป่ตู้
R2
用内部网关协议 （例如，OSPF）
自治系统 C
自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择 在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择
12
“距离”的定义 从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。 从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为 所经过的路由器数加 1。 RIP 协 议 中 的 “ 距 离 ” 也 称 为 “ 跳 数 ” (hop count)，因为每经过一个路由器，跳数就加 1。 这里的“距离”实际上指的是“最短距离” RIP 认为一个好的路由就是它通过的路由器的数 目少，即“距离短”。
•算法过程:
① 发现其邻居
② 测量到邻居的延时值
③ 构建链路状态分组信息 ④ 发送链路状态分组 ⑤ 根据收到的其他路由器的链路状态分组信息， 计算新的路由信息
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内部网关协议---- OSPF (Open Shortest Path First)
1. OSPF 协议的基本特点
“开放”表明 OSPF 协议不是受某一家厂商控 制，而是公开发表的。
OSI七层模型的每一层都有哪些协议
OSI七层模型的每一层都有哪些协议OSI七层模型是一种网络体系结构，用于描述计算机网络中不同层次的通信功能。
它将网络通信过程分成了七个层次，每个层次都有不同的功能和协议。
第一层：物理层物理层是OSI七层模型的最底层，主要负责传输原始比特流。
它定义了电气、机械和功能接口的特性，包括传输介质、电压等。
在这一层，主要的协议有：1. Ethernet：以太网是一种常见的局域网协议，用于在物理介质上传输数据。
2. RS-232：RS-232是一种串行通信协议，常用于计算机和外设之间的通信。
3. USB：USB是一种通用串行总线协议，用于计算机和外部设备之间的连接。
第二层：数据链路层数据链路层主要负责数据的可靠传输和帧同步。
它将原始的比特流组织成以太网帧等格式。
主要的协议包括：1. Ethernet：同样出现在物理层，但也包括数据链路层的功能。
2. PPP：点对点协议用于建立和管理点对点连接，如电话线上的拨号连接。
3. HDLC：高级数据链路控制协议，主要应用于广域网。
第三层：网络层网络层主要负责数据包的路由和转发。
它为数据包添加网络地址，并确定最佳的路径进行传输。
主要的协议包括：1. IP：互联网协议是一种网络层协议，负责在广域网中进行数据包的路由和寻址。
2. ICMP：互联网控制消息协议，用于在网络中进行错误报告和网络状态查询。
3. RIP：路由信息协议是一种用于距离矢量路由选择的协议。
第四层：传输层传输层主要负责数据的可靠传输和端到端的通信。
它提供了进程间的通信和数据分段重组。
常见的协议有：1. TCP：传输控制协议是一种可靠的、面向连接的协议，用于建立可靠的数据传输通道。
2. UDP：用户数据报协议是一种面向无连接的协议，常用于实时传输和广播通信。
第五层：会话层会话层主要负责建立、管理和终止会话。
它提供了通信节点之间进行会话同步和错误恢复的机制。
常见的协议有：1. NFS：网络文件系统是一种基于会话层的分布式文件系统协议，用于在网络上共享文件。
网络层的协议
网络层的协议在计算机网络中，网络层是整个网络体系结构中的一个重要组成部分，它负责将数据包从源主机传输到目的主机，同时保证数据的可靠传输和正确到达。
网络层的协议是实现这一功能的重要工具，本文将对网络层的协议进行详细介绍。
首先，我们来谈谈网络层的主要功能。
网络层的主要功能包括寻址和路由、分组转发和传输控制。
寻址和路由是指网络层根据目的地址来确定数据包的传输路径，确保数据包能够正确到达目的主机。
分组转发是指网络层将数据包根据路由表进行分组并转发到下一跳，实现数据包的传输。
传输控制是指网络层对传输过程进行控制和管理，确保数据包能够按照一定的规则传输。
网络层的协议主要包括IP协议、ICMP协议、ARP协议和RARP协议。
其中，IP协议是网络层最重要的协议，它负责对数据包进行寻址和路由，保证数据包能够正确到达目的主机。
ICMP协议是Internet控制消息协议，它用于在IP网络中发送控制消息，例如错误报告和网络诊断。
ARP协议是地址解析协议，它用于将IP地址映射成MAC地址，以便数据包能够正确到达目的主机。
RARP协议是逆地址解析协议，它用于将MAC地址映射成IP地址，以便主机能够获取自己的IP地址。
在网络层的协议中，IP协议是最为重要的。
它采用无连接的数据报传输方式，将数据包进行分组并逐跳传输，确保数据包能够正确到达目的主机。
此外，IP协议还支持多种路由选择算法，如静态路由和动态路由，以便选择最佳的传输路径。
同时，IP协议还支持分段和重组功能，以便处理大数据包和数据包的丢失重传。
除了IP协议，ICMP协议也是网络层中的重要协议。
它用于在IP网络中发送控制消息，包括错误报告、网络诊断和路由选择。
通过ICMP协议，网络管理员可以及时发现网络故障并进行排除，确保网络的正常运行。
另外，ARP协议和RARP协议也是网络层中不可或缺的协议，它们分别用于地址解析和逆地址解析，确保数据包能够正确到达目的主机。
综上所述，网络层的协议是计算机网络中的重要组成部分，它们负责数据包的传输和控制，确保数据包能够正确到达目的主机。
rip是哪一层的协议
RIP是哪一层的协议RIP（Routing Information Protocol）是一种用于在计算机网络中进行路由选择的协议。
它是一种基于距离向量的路由协议，用于IPv4网络。
RIP协议主要工作在网络层，即网络互联层。
RIP协议的作用及特点RIP协议的主要作用是通过交换路由信息，实现路由器之间的动态路由更新以及最短路径选择。
RIP协议的特点如下：1.距离向量算法：RIP协议使用距离向量算法来确定最短路径。
每个路由器维护一个路由表，其中包含到达目的网络的距离信息。
2.基于跳数：RIP协议使用跳数作为度量标准，即路由器到目的网络的路径中经过的路由器数量。
路径中的跳数越多，距离就越远。
3.周期性更新：RIP协议以固定的时间间隔发送路由更新信息，以确保网络中的路由表保持最新的状态。
默认的更新间隔为30秒。
4.最大距离限制：RIP协议使用无穷大的距离来表示不可达的网络或无效的路由。
默认的最大跳数为15，超过此跳数的路径将被认为是无效的。
RIP协议的工作原理RIP协议的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.路由表初始化：当路由器启动时，它会初始化一个空的路由表。
2.路由信息的交换：路由器通过RIP协议发送和接收路由更新信息。
每个路由器会周期性地广播自己的路由表，同时也会监听其他路由器发送的路由表。
3.路由信息的处理：当一个路由器接收到其他路由器发送的路由表时，它会检查新的路由信息是否比当前的路由表更优。
如果是，则更新路由表中的信息。
4.路由表的更新：当路由器的路由表发生变化时，它会将更新后的路由信息广播给其他路由器。
这样，网络中的所有路由器都能够获得最新的路由信息。
5.最短路径选择：每个路由器根据自己的路由表选择到达目的网络的最短路径。
RIP协议使用跳数作为度量标准，选择跳数最少的路径作为最短路径。
RIP协议的局限性虽然RIP协议在早期的互联网中被广泛使用，但它也存在一些局限性：1.慢速收敛：RIP协议的最大跳数限制为15，这限制了它能够覆盖的网络规模。
网络层协议的功能
网络层协议的功能网络层协议是计算机网络中的关键协议，它负责将数据传输从源主机到目标主机。
网络层协议为上层提供了无连接、不可靠的数据传输服务，同时也负责实现路由和转发功能。
本文将详细介绍网络层协议的功能和作用。
一、网络层协议的基本功能1. IP地址分配和唯一标识网络层协议使用IP地址来唯一标识每个连接到网络上的主机和设备。
它负责将网络层数据包按照目标IP地址进行路由，并将数据传输到指定目标主机。
IP地址的分配和管理是网络层协议的核心功能之一。
2. 路由和转发网络层协议负责将数据包从源主机传输到目标主机。
在传输过程中，它会根据网络拓扑和路由表信息，选择合适的路径进行数据传输。
路由器是网络层协议中的关键设备，它通过查找路由表和控制转发表来实现路由和转发功能。
3. 网络分段和拼接网络层协议可以将数据包分成多个较小的片段进行传输，这样可以有效地利用网络带宽。
接收端在接收到数据包后，会将这些分段重新组装成完整的数据包。
这种分段和拼接的技术被广泛应用于网络层协议中，提高了数据传输的效率和可靠性。
4. 网络地址转换(NAT)网络地址转换是一种常见的网络层协议功能，它允许多个主机通过共享一个公共IP地址来访问互联网。
NAT技术可以将私有IP地址转换成公共IP地址，并在数据传输过程中进行相应的映射。
这种方式可以有效地解决IPv4地址短缺的问题，提高了IP地址的利用率。
二、网络层协议的扩展功能1. IP组播IP组播是网络层协议中的一种增强功能，它可以将数据包同时传输给多个目标主机。
组播可以实现多播、广播和任播等不同的传输方式，适用于多播视频、语音、流媒体等应用场景。
2. 资源发现和管理网络层协议可以通过各种机制实现网络资源的发现和管理。
例如，DHCP协议可以通过动态分配IP地址，有助于减轻网络管理员的配置工作。
此外，网络层协议还可以支持多种路由协议，实现更灵活的动态路由管理。
3. 虚拟专用网络(VPN)和隧道技术网络层协议可以支持虚拟专用网络(VPN)的建立和使用，使得远程用户可以通过公共网络安全地访问私有网络资源。
网络四层协议
网络四层协议在计算机网络中，网络协议是计算机网络中各个设备之间进行通信的规则和约定。
网络协议被分为不同的层次，每个层次负责不同的功能和任务。
其中，网络四层协议指的是OSI（开放系统互连）参考模型中的四个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层和传输层。
这四个层次分别负责处理不同的数据传输和通信任务，使得网络通信更加可靠和高效。
本文将对这四个层次进行介绍和解释。
1. 物理层物理层是OSI模型中最底层的一层，它负责传输数据的物理连接和传输介质的传输。
物理层的主要任务包括数据的传输、数据的编码和解码、数据的时序控制以及物理介质的选择和管理。
物理层的数据传输方式可以是电信号、光信号或者无线电信号。
在传输数据之前，物理层将数据转换为相应的信号，并通过传输介质进行传输。
接收方在接收到信号后，物理层将信号转换为原始数据。
物理层的主要设备和技术包括网卡、电缆、中继器、集线器等。
它们共同协作，确保信号的传输和接收的可靠性和稳定性。
2. 数据链路层数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责在直接相连的网络节点之间传输数据。
数据链路层的任务包括数据的分帧、数据的发送和接收、数据的差错检测和纠正等。
数据链路层将网络层传递的数据分割为较小的单元，称为帧。
每个帧包含了数据和控制信息，用于保证数据的可靠传输。
接收方在接收到帧之后，会进行差错检测和纠正，并将数据传递给网络层。
数据链路层的主要设备和技术包括交换机、网桥和以太网等。
它们共同协作，确保数据的传输和接收的可靠性和正确性。
3. 网络层网络层是OSI模型中的第三层，它负责在不同网络之间进行数据传输和路由选择。
网络层的任务包括数据的分组、数据的路由和转发、数据的拥塞控制和流量控制等。
网络层将传输层传递的数据分割为较小的单元，称为数据包。
每个数据包包含了源地址和目标地址等信息，用于标识数据的来源和目的地。
网络层根据这些信息选择合适的路径进行数据传输。
网络层的主要设备和技术包括路由器和IP协议等。
网络层协议
网络层协议1. 介绍网络层协议是计算机网络中的一种协议，位于OSI模型的第三层。
它主要负责数据包的路由和转发，实现不同网络之间的互联和通信。
本文将介绍网络层协议的作用、常见的网络层协议以及它们的特点。
2. 网络层协议的作用网络层协议在计算机网络中起着至关重要的作用。
它具有以下主要功能：2.1 路由和转发网络层协议通过选择最佳的路径将数据包从源主机传输到目标主机。
它使用路由表来确定数据包的下一跳，以及选择最优路由来减少延迟和提高网络性能。
同时，网络层协议还负责数据包在各个路由器之间的转发，确保数据包能够正确到达目标主机。
2.2 分片和重组由于网络传输的限制，数据包通常会被分割成较小的片段进行传输。
网络层协议负责将这些分片重新组装为完整的数据包。
这种分片和重组的机制能够提高网络的可靠性和效率。
2.3 查询和选择网络服务网络层协议可以提供查询和选择网络服务的功能。
它们可以帮助主机识别可用的网络服务，并为应用程序提供最佳网络服务的选择。
3. 常见的网络层协议3.1 IP协议IP（Internet Protocol）协议是最常见和最重要的网络层协议之一。
它是互联网的核心协议，负责将数据包从源主机传输到目标主机。
IP协议使用IP地址标识主机和网络，并使用路由表选择数据包的下一跳。
IP协议具有以下特点：•无连接性：IP协议不维护关于数据包的状态信息，每个数据包都是独立地进行路由和转发。
•不可靠性：IP协议不提供数据包的可靠传输，它无法确保数据包的完整性和可达性。
•分组交换：IP协议将数据包分割成较小的分组进行传输，这样可以充分利用网络资源，提高网络性能和吞吐量。
3.2 ICMP协议ICMP（Internet Control Message Protocol）协议是IP协议的补充协议。
它主要用于网络故障诊断、错误报告和网络管理。
ICMP协议具有以下特点：•错误报告：ICMP协议可以向主机或路由器发送错误报告，通知它们有关传输中发生的错误。
第四章 网络层协议及路由器
主讲人: 西安交通大学 程向前
4
输入端口上的排队
o 交换网络的处理速度低于所有输入端口之和 -> 导致分
组在输入端口的队列中排队 o 排头(Head-of-the-Line (HOL))阻塞 在队列的排头 排头( )阻塞: 上的分组挡住了其他分组的前移
o 由于输入缓存的溢出导致了排队延迟和数据丢失! 由于输入缓存的溢出导致了排队延迟和数据丢失
o 一般分组使用信宿主机的 进行路由选择 一般分组使用信宿主机的ID进行路由选择
同样收发双方的不同分组可能经由的路径可能不同
application transport network data link 1. Send data physical application transport 2. Receive data network data link physical
主讲人: 西安交通大学 程向前
1
路由器在因特网中的地位
o 局域网(LAN)和 局域网( )
拨号用户需要通过 路由器接入因特网 o 因特网的通信子网 由各种路由器互连 而成 o 路由器是上网的 必由之路" "必由之路"
主讲人: 西安交通大学 程向前
2
路由器结构概述
路由器的两个关键功能: 路由器的两个关键功能 o 运行路由算法 协议 (RIP, OSPF, BGP) 运行路由算法/协议 o 交换分组于输入链路到输出链路之间
network data link physical
network data link physical
network data link physical network data link physical application transport network data link physical
网络层协议介绍
网络层协议介绍网络层协议是计算机网络中的一种协议，它负责在不同网络之间进行数据传输和路由选择。
网络层协议的作用是将数据包从源主机发送到目标主机，并确保数据在传输过程中的可靠性和有效性。
以下是对网络层协议的详细介绍。
1. 网络层协议的定义和作用网络层协议是OSI模型中的第三层协议，它主要负责将数据分段并封装成数据包，然后通过路由选择将数据包从源主机传输到目标主机。
网络层协议的作用是实现跨网络的通信，为上层协议提供无连接的数据传输服务。
2. 网络层协议的特点网络层协议具有以下特点：- 路由选择：网络层协议通过路由选择算法确定数据包的传输路径，以保证数据能够准确地到达目标主机。
- 分段和封装：网络层协议将数据分段并封装成数据包，以便在网络中进行传输。
- 数据包转发：网络层协议根据目标主机的地址信息将数据包转发到下一跳路由器，直到数据包到达目标主机。
- 错误检测和纠正：网络层协议可以通过添加校验和等机制来检测和纠正数据传输过程中的错误。
3. 常见的网络层协议在实际的计算机网络中，有许多不同的网络层协议被广泛应用。
以下是其中一些常见的网络层协议：- IP协议：Internet协议（IP）是互联网中最常用的网络层协议，它负责将数据包从源主机发送到目标主机。
IP协议使用IP地址来标识主机和网络，通过路由选择算法将数据包传输到目标主机。
- ICMP协议：Internet控制消息协议（ICMP）是一种与IP协议一起使用的网络层协议，它用于在网络中传递错误消息和状态信息。
ICMP协议可以用于网络故障排除和网络性能监测。
- ARP协议：地址解析协议（ARP）是一种用于将IP地址映射到物理MAC地址的网络层协议。
ARP协议通过广播请求和响应消息来实现IP地址到MAC地址的映射。
- OSPF协议：开放最短路径优先（OSPF）是一种用于动态路由选择的网络层协议。
OSPF协议使用链路状态数据库和Dijkstra算法来计算最短路径，并更新路由表以实现数据包的转发。
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- 邻居结点X发来的表中，X到路由，路计由算器Xi经+ 过m，X到并i的取距最离小为值X，i 更+ m新。本根路据由不器同的邻路 由表；
• DV
exchange between neighbors only
▪ 路由算法分类
- 非自适应算法，静态路由算法 - 自适应算法，动态路由算法
5.2 路由算法（2）
5.2.1 最优化原则 ▪ 最优化原则（optimality principle）
- 如果路由器 J 在路由器 I 到 K 的最优路由上，那么从 J 到 K 的最优路由会落在同一路由上。
5.2 路由算法（3）
第五章 网络层协议
5.2 路由算法（1）
▪ 路由算法是网络层软件的一部分
- 子网采用数据报方式，每个包都要做路由选择； - 子网采用虚电路方式，只需在建立连接时做一次路由选
择。
▪ 路由算法应具有的特性
- 正确性（correctness） - 简单性（simplicity） - 健壮性（robustness） - 稳定性（stability） - 公平性（fairness） - 最优性（optimality）
- 计算到每个其它路由器的最短路径。 • 根据Dijkstra算法计算最短路径；
▪ 实用协议
- OSPF - IS-IS
5.2 路由算法（15）
▪ 链路状态算法（LS）和距离向量算法（DV）的比较
- 路由信息的复杂性
• LS
路由信息向全网发送 with n nodes, E links, O(nE) msgs sent each
问题归结为找产生网络最小延迟的路由选择算法。 - 提前离线（off-line）计算
▪ 需要预知的信息
- 网络拓扑结构； - 通信量矩阵Fij； - 线路带宽矩阵Cij； - 路由算法（可能是临时的）。
5.2 路由算法（8）
5.2.5 距离向量路由算法（Distance Vector Routing） ▪ 属于动态路由算法，也称Bellman-Ford路由算法和
5.2 路由算法（4）
▪ Dijkstra算法
- 每个结点用从源结点沿已知最佳路径到本结点的距离来标 注，标注分为临时性标注和永久性标注；
- 初始时，所有结点都为临时性标注，标注为无穷大； - 将源结点标注为0，且为永久性标注，并令其为工作结点； - 检查与工作结点相邻的临时性结点，若该结点到工作结点
5.2 路由算法（9）
- 注意：本路由器中的老路由表在计算中不被使用。
5.2 路由算法（10）
▪ 无限计算问题
- 算法的缺陷：对好消息反应迅速，对坏消息反应迟钝；
5.2 路由算法（12）
5.2.6 链路状态路由算法（Link State Routing） ▪ 距离向量路由算法的主要问题
- 选择路由时，没有考虑线路带宽； - 路由收敛速度慢。
- 链路状态分组LS 传送时采用如下传递机制； • 基本思想：洪泛链路状态包，为控制洪泛，每个包包含一 个序号，每次发送新包时加1。路由器记录信息对（源路 由器，序号），当一个链路状态包到达时，若是新的，则 分发；若是重复的，则丢弃；若序号比路由器记录中的最 大序号小，则认为过时而丢弃；
5.2 路由算法（14）
▪ 链路状态路由算法
- 发现邻居结点，并学习它们的网络地址； • 路由器启动后，通过发送HELLO包发现邻居结点；
- 测量到每个邻居结点的延迟或开销； • 一种直接的方法是：发送一个要对方立即响应的 ECHO包，来回时间除以2即为延迟。
5.2 路由算法（13）
- 将所有学习到的内容封装成一个包（链路状态分组LS）； • 包以发送方的标识符开头，后面是序号、生存期和相邻路 由器地址和对应的延迟时间估计值； • 链路状态包定期发送或发生重大事件时发送。
Ford-Fulkerson算法，最初用于ARPANET，被RIP协 议采用。 ▪ 基本思想
- 每个路由器维护一张表，表中给出了到每个目的地的已知最佳 距离和线路，并通过与相邻路由器交换距离信息来更新表；
- 以子网中其它路由器为表的索引，表项包括两部分：到达目的 结点的最佳输出线路，和到达目的结点所需时间或距离；
5.2.2 最短路径路由算法（Shortest Path Routing） ▪ 属于静态路由算法 ▪ 基本思想
- 构建子网的拓扑图，图中的每个结点代表一个路由器， 每条弧代表一条通信线路。为了选择两个路由器间的路 由，算法在图中找出最短路径。
▪ 测量路径长度的方法
- 结点数量 - 地理距离 - 传输延迟 - 距离、信道带宽等参数的加权函数
的距离与工作结点的标注之和小于该结点的标注，则用新 计算得到的和重新标注该结点； - 在整个图中查找具有最小值的临时性标注结点，将其变为 永久性结点，并成为下一轮检查的工作结点； - 重复第四、五步，直到目的结点成为工作结点；
- 例，Fig. 5-6
5.2 路由算法（5）
5.2.3 洪泛算法（Flooding） ▪ 属于静态路由算法 ▪ 基本思想
▪ 应用情况
- 路由器和线路的资源过于浪费，实际很少直接采用； - 具有极好的健壮性，可用于军事应用； - 作为衡量标准评价其它路由算法。
5.2 路由算法（5）
5.2.4 基于流量的路由算法（Flow-Based Routing） ▪ 属于静态路由算法 ▪ 基本思想
- 既考虑拓扑结构，又兼顾网络负荷； - 前提：每对结点间平均数据流是相对稳定和可预测的； - 根据网络带宽和平均流量，可得出平均包延迟，因此路由选择
- 把收到的每一个包，向除了该包到来的线路外的所有输 出线路发送。
▪ 主要问题
- 洪泛要产生大量重复包。
▪ 解决措施
- 每个包头包含站点计数器，每经过一站计数器减1，为0 时则丢弃该包；
- 记录包经过的路径
5.2 路由算法（6）
▪ 选择性洪泛算法（selective flooding）
- 洪泛法的一种改进。将进来的每个包仅发送到与正确方 向接近的线路上。