网络层路由协议(网络层路由协议主要有)

在网络通信中路由是一个网络层的术语，从某一网络设备发出去往某个目的的路径；简单地说就是报文从源端口到目的端口整条传输路径。（去往目的地的路径信息）2.路由分类3.根据作用范围分类4.根据路由算法分类路由器在进行报文转发过程中要依靠两种“表”------路由表（Routing Table）和FIB转发表（Forwarding Information），路由表是用于选路，而FIB表用于转发。1.路由表：本地核心路由及协议路由表a: 内容：保存本地路由器去往个目的地当前各种最佳协议路由（最佳路由由路由协议优先级及度量值决定）b: 作用：最佳路由下发给FIB表，生成FIB表项实现报文的转发a: 内容：存放给协议已发现的所有路由信息b: 作用：比较出最佳路由加入路由表，路由重分布时注入其他路由协议。2.FIB表（Forwarding Information）3.FIB特殊字段（1）FLag：转发标志，可能是多个字母的组合（2）TimeStamp：TimeStamp转发表项的时间戳：表示该对应条目已存在的时间，单位是s-秒（3）TunnelID隧道ID1.前言2.路由协议优先级作用

一般路由器支持多种 等。这些路由选择协议可分为有路由选择协议，例如静态路由、RIP类路由选择协议和无类路由选择协议、IGRP、RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等。---- 1．有类路由选择协议---- 一般把路由信息协议由选择协议中，只在路由器之间各路由器通过下面2种方法判定（RIP）和内部网关路由选择协议（I传送路由和它的度量值，对每个转发目的地网络掩码。GRP）等称为有类路由协议。在有类路报文，路由器从报文中取出目的地址，---- （1）如果有一个接口连到目的地网络，须相同。则使用此接口的网络掩码。隶属网络的所有子网的大小必---- （2）否则，使用对应目的地址类的网络网络使用24位掩码。掩码。A类网络使用8位掩码，B类网络使用16位掩码，C类---- 根据设置掩码的规则，转发报文。因为路由选择基于端网络使用的掩码，从而决定目，除去目的地址中的“局部操纵”位IP地址类（有A类、B类、C类和D类等的地的网络地址，故此类路由选择协，在路由选择表中查寻产生的网络地址4类）或与之相连的网络接口来决定远议被称为有类路由选择协议。---- 2．无类路由选择协议---- RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等是一些比较与路径一起广播出去，这时网络掩码也称为前缀屏为255.255.255.0，可标识为192.168.1.0/24。由址类型和缺省掩码，这就是无类地址及无类路由选新的路由选择协议，它们在路由更新过程中，将网络掩码蔽或前缀。例如，如果C类IP地址192.168.1.0的网络掩码于在路由器之间传送掩码（前缀），因而没有必要判断地择，也是目前Internet上所基于的路由选择协议。---- 在无类路由中，IP地都由前缀来决定用于网络标识的码对。通过使用无类路由，用户外，新的IP编址标准IPv6也使用的是，通过使用无类路由协议，网化。址之间不再有类型差别，如A类地址位数，IP地址不再归属于某一个类，可以更充分地利用已有的IP地址空间无类路由协议，通过使用无类路由，用户在子网化时非常方便，尤其是可、B类地址或C类地址等之分，所有地址取而代之的是将它们看作一个地址和掩，从而避免浪费宝贵的IP地址资源。另有助于向下一代IP协议过渡。更为重要 以使用可变长子网掩码（VLSM）进行子
路由信息协议（RIP）是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。RIP 是一种内部网关协议。在国家性网络中如当前的因特网，拥有很多用于整个网络的路由选择协议。作为形成网络的每一个自治系统，都有属于自己的路由选择技术，不同的AS 系统，路由选择技术也不同。
ip协议 工作在网络层.是最常用的.是E_NET的协议

1.地址类型 IPv4具有三种不同类型的地址：多播，广播和单播。与IPv4相比，IPv6取消了广播地址类型，以更丰富的组播地址代替，同时还增加了任意播地址类型。2.数据包大小对于IPv4，最小数据包大小为576字节。对于IPv6，最小数据包大小为1208字节。3.标头区域字段数IPv4具有12个标头字段，而IPv6支持8个标头字段。4.可选字段IPv4具有可选字段，而IPv6没有。但是，IPv6具有扩展标头，可以在将来扩展协议而不会影响主包结构。5.配置在IPv4中，新装的系统必须配置好才能与其他系统通信。在IPv6中，配置是可选的，它允许根据所需功能进行选择。6.安全性在IPv4中，安全性主要取决于网站和应用程序。它不是针对安全性而开发的IP协议。而IPv6集成了Internet协议安全标准（IPSec）。IPv6的网络安全不像IPv4是可选项，IPv6里的网络安全项是强制性的。7.与移动设备的兼容性IPv4不适合移动网络，因为正如我们前面提到的，它使用点分十进制表示法，而IPv6使用冒号，是移动设备的更好选择。8.主要功能 IPv6允许直接寻址，因为存在大量可能的地址。但是，IPv4已经广泛传播并得到许多设备的支持，这使其更易于使用。
我们现在一般在用的都是IPV4，像在win7,手机系统中会出现两种协议，IPV6不用去管他一般 IPv4定义目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，发展至今已经使用了30多年。 IPv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方的电脑可以联到Internet上。 近十年来由于互联网的蓬勃发展，IP位址的需求量愈来愈大，使得IP位址的发放愈趋严格，各项资料显示全球IPv4位址可能在2005至2008年间全部发完。IPv6定义IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。IPv6与IPv4优劣对比 1、 更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。 2、 更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。 3、 增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台. 4、 加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷. 更高的安全性.在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的增强了网络安全.

TCP/IP网络层的核心是IP协议，它是TCP/IP协议族中最主要的协议之一。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。 TCP/IP网络使用32位长度的地址以标识一台计算机和同它相连的网络，它的格式为：IP地址=网络地址+主机地址。IP地址是通过它的格式分类的，它有四种格式：A类、B类、C类、D类。如下所示格式位数主机地址：A类0网络（7位）主机地址（24位）、B类10网络（14位）主机地址（16位）、C类110网络（21位）主机地址（8位）、D类1110多路通信地址（28位）、未来的格式11110将来使用。这样，A类地址空间为0-127，最大网络数为126，最大主机数为16,777,124；B类地址空间为128-191，最大网络数为16384，最大主机数为65,534；C类地址空间为192-223，最大网络数为2,097,152，最大主机数为254；D类地址空间为224-254。 C类地址空间分配概况。分配区域地址空间：多区域192.0.0.0~193.255.255.255、欧洲：194.0.0.0~195.255.255.255、其他：196.0.0.0~197.255.255.255、北美：197.0.0.0~199.255.255.255、中南美：200.0.0.0~201.255.255.255、太平洋地区：202.0.0.0~203.255.255.255、其他：204.0.0.0~205.255.255.255、其他：206.0.0.0~207.255.255.255。注：其中“多区域”表示执行该计划前已经分配的地址空间；“其他”表示已指定名称的地区之外的地理区划。特殊格式的IP地址：广播地址：当网络或主机标志符字段的每位均设置为1时，这个地址编码标识着该数据报是一个广播式的通信，该数据报可以被发送到网络中所有的子网和主机。例如，地址128.2.255.255意味着网络128.2上所有的主机。本网络地址：IP地址的主机标识符字段也可全部设置为0，表示该地址作为“本主机”地址。网络标识符字段也可全部设置为0，表示“本网络”。如，128.2.0.0表示网络地址为128.2的网络。使用网络标识符字段全部设置为0的IP地址在一台主机不知道网络的IP地址时时是很有用的。私有的IP地址：在有些情况下，一个机构并不需要连接到Internet或另一个专有的网络上，因此，无须遵守对IP地址进行申请和登记的规定。该机构可以使用任何的地址。在RFC1597中，有些IP地址是用作私用地址的：A类地址：10.0.0.0到10.255.255.255。B类地址：172.16.0.0到172.31.255.255.255。C类地址：192.168.0.0到192.168.255.255。 ARP协议是“AddressResolutionProtocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。协议属于链路层的协议在以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址（硬件地址）来确定接口的，而不是根据32位的IP地址。内核（如驱动）必须知道目的端的硬件地址才能发送数据。当然，点对点的连接是不需要ARP协议的。 ARP协议的数据结构：以下是引用片段：typedefstructarphdr{unsignedshortarp_hrd;/*硬件类型*/unsignedshortarp_pro;/*协议类型*/unsignedchararp_hln;/*硬件地址长度*/unsignedchararp_pln;/*协议地址长度*/unsignedshortarp_op;/*ARP操作类型*/unsignedchararp_sha[6];/*发送者的硬件地址*/unsignedlongarp_spa;/*发送者的协议地址*/unsignedchararp_tha[6];/*目标的硬件地址*/unsignedlongarp_tpa;/*目标的协议地址*/}ARPHDR,*PARPHDR; 为了解释ARP协议的作用，就必须理解数据在网络上的传输过程。这里举一个简单的PING例子。假设我们的计算机IP地址是192.168.1.1，要执行这个命令：ping192.168.1.2.该命令会通过ICMP协议发送ICMP数据包。该过程需要经过下面的步骤：1、应用程序构造数据包，该示例是产生ICMP包，被提交给内核（网络驱动程序）；2、内核检查是否能够转化该IP地址为MAC地址，也就是在本地的ARP缓存中查看IP-MAC对应表；3、如果存在该IP-MAC对应关系，那么跳到步骤9；如果不存在该IP-MAC对应关系，那么接续下面的步骤；4、内核进行ARP广播，目的地的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，ARP命令类型为REQUEST（1），其中包含有自己的MAC地址；5、当192.168.1.2主机接收到该ARP请求后，就发送一个ARP的REPLY（2）命令，其中包含自己的MAC地址；6、本地获得192.168.1.2主机的IP-MAC地址对应关系，并保存到ARP缓存中；7、内核将把IP转化为MAC地址，然后封装在以太网头结构中，再把数据发送出去；使用arp-a命令就可以查看本地的ARP缓存内容，所以，执行一个本地的PING命令后，ARP缓存就会存在一个目的IP的记录了。当然，如果你的数据包是发送到不同网段的目的地，那么就一定存在一条网关的IP-MAC地址对应的记录。知道了ARP协议的作用，就能够很清楚地知道，数据包的向外传输很依靠ARP协议，当然，也就是依赖ARP缓存。要知道，ARP协议的所有操作都是内核自动完成的，同其他的应用程序没有任何关系。同时需要注意的是，ARP协议只使用于本网络。 具有本地磁盘的系统引导时，一般是从磁盘上的配置文件中读取IP地址。但是无盘机，如X终端或无盘工作站，则需要采用其他方法来获得IP地址。网络上的每个系统都具有唯一的硬件地址，它是由网络接口生产厂家配置的。无盘系统的RARP实现过程是从接口卡上读取唯一的硬件地址，然后发送一份RARP请求（一帧在网络上广播的数据），请求某个主机响应该无盘系统的IP地址（在RARP应答中）。在概念上这个过程是很简单的，但是实现起来常常比ARP要困难。RARP的正式规范是RFC903[Finlaysonetal.1984]。 RARP的分组格：RARP分组的格式与ARP分组基本一致。它们之间主要的差别是RARP请求或应答的帧类型代码为0x8035，而且RARP请求的操作代码为3，应答操作代码为4。对应于ARP，RARP请求以广播方式传送，而RARP应答一般是单播(unicast)传送的。RARP服务器的设计：虽然RARP在概念上很简单，但是一个RARP服务器的设计与系统相关而且比较复杂。相反，提供一个ARP服务器很简单，通常是TCP/IP在内核中实现的一部分。由于内核知道IP地址和硬件地址，因此当它收到一个询问IP地址的ARP请求时，只需用相应的硬件地址来提供应答就可以了。作为用户进程的RARP服务器：RARP服务器的复杂性在于，服务器一般要为多个主机（网络上所有的无盘系统）提供硬件地址到IP地址的映射。该映射包含在一个磁盘文件中。由于内核一般不读取和分析磁盘文件，因此RARP服务器的功能就由用户进程来提供，而不是作为内核的实现的一部分。更为复杂的是，RARP请求是作为一个特殊类型的以太网数据帧来传送的。这说明RARP服务器必须能够发送和接收这种类型的以太网数据帧。在附录A中，我们描述了SBD分组过滤器、SUN的网络接口栓以及SVR4数据链路提供者接口都可用来接收这些数据帧。由于发送和接收这些数据帧与系统有关，因此RARP服务器的实现是与系统捆绑在一起的。每个网络有多个RARP服务器：RARP服务器实现的一个复杂因素是RARP请求是在硬件层上进行广播的，这意味着它们不经过路由器进行转发。为了让无盘系统在RARP服务器关机的状态下也能引导，通常在一个网络上（例如一根电缆）要提供多个RARP服务器。当服务器的数目增加时（以提供冗余备份），网络流量也随之增加，因为每个服务器对每个RARP请求都要发送RARP应答。发送RARP请求的无盘系统一般采用最先收到的RARP应答（对于ARP，我们从来没有遇到这种情况，因为只有一台主机发送ARP应答）。另外，还有一种可能发生的情况是每个RARP服务器同时应答，这样会增加以太网发生冲突的概率。 ICMP的作用：由于IP协议的两个缺陷：没有差错控制和查询机制，因此产生了ICMP。ICMP主要是为了提高IP数据报成功交付的机会，在IP数据报传输的过程中进行差错报告和查询，比如目的主机或网络不可到达，报文被丢弃，路由阻塞，查询目的网络是否可以到达等等。ICMP有两种报文类型：差错报告报文和询问报文。差错报告报文：终点不可到达（由于路由表，硬件故障，协议不可到达，端口不可达到等原因导致，这时路由器或目的主机向源站发送终点不可到达报文）；源站抑制（发生拥塞，平衡IP协议没有流量控制的缺陷）；超时（环路或生存时间为0）；参数问题（IP数据报首部参数有二义性）；改变路由（路由错误或不是最佳）。询问报文：回送请求或回答（用来测试连通性，如：PING命令）；时间戳请求或回答（用来计算往返时间或同步两者时间）；地址掩码请求或回答（得到掩码信息）；路由询问或通告（得知网络上的路由器信息）。ICMP是网际(IP)层的协议，它作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成数据报发送出去。 应用层的PING(PacketInterNetGroper)命令用来测试两个主机之间的连通性，PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文，属于ICMP询问报文，它是应用层直接使用网络层ICMP的一个特例，它没有通过运输层的TCP或UDP。IP数据报首部的协议字段：IP报文首部的协议字段指出了此数据报是使用的何种协议，以便使目的主机的网络层能够知道如何管理协议因特网组管理协议(IGMP)被IP主机用于向所有的直接相邻的多播路由器报告它们的多播组成员关系。本文档只描述在主机和路由器之间的确定组成员关系的IGMP应用。作为多播组成员的路由器应当还能表现为一台主机，甚至能对自己的查询作出响应。IGMP还可以应用在路由器之间，但这种应用不在这里描述。就像ICMP一样，IGMP作为整合在IP里面的一部分。所有希望接收IP组播的主机都应当实现IGMP。IGMP消息被封装在IP数据报中，IP协议号为2。本文档所描述的所有IGMP消息在发送时TTL都为1，并在它们的IP首部中含有一个路由器警告选项。主机所关心的所有IGMP消息都具有以下格式：8位类型+8位最大响应时间+16位校验和+32位组地址。 组播协议包括组成员管理协议和组播路由协议。组成员管理协议用于管理组播组成员的加入和离开，组播路由协议负责在路由器之间交互信息来建立组播树。IGMP属于前者，是组播路由器用来维护组播组成员信息的协议，运行于主机和和组播路由器之间。IGMP 信息封装在IP报文中，其IP的协议号为2。若一个主机想要接收发送到一个特定组的组播数据包，它需要监听发往那个特定组的所有数据包。为解决Internet上组播数据包的路径选择，主机需通过通知其子网上的组播路由器来加入或离开一个组，组播中采用IGMP来完成这一任务。这样，组播路由器就可以知道网络上组播组的成员，并由此决定是否向它们的网络转发组播数据包。当一个组播路由器收到一个组播分组时，它检查数据包的组播目的地址，仅当接口上有那个组的成员时才向其转发。IGMP提供了在转发组播数据包到目的地的最后阶段所需的信息，实现如下双向的功能：主机通过IGMP通知路由器希望接收或离开某个特定组播组的信息。路由器通过IGMP周期性地查询局域网内的组播组成员是否处于活动状态，实现所连网段组成员关系的收集与维护。IGMP共有三个版本，即IGMP v1、v2 和 v3。

一般是TCP/IP协议，TCP/IP协议是Internet最基本的协议,其中应用层的主要协议有Telnet、FTP、SMTP等,是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传.