计算机网络协议的分类及特点(计算机网络协议中不包括)

局域网；这种网络的特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。 城域网；特点：多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。广域网；特点：为距离较远，但信息衰减比较严重。无线网；特点：易于安装和使用 计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
网络就是在一定的区域内两个或两个以上的计算机以一定的方式连接,以供用户共享文件、程序、数据等资源。 计算机网络是用通信线路和通信设备将分布在不同地点的多台自治计算机系统互相连接起来，按照共同的网络协议，共享硬件、软件和数据资源的系统。 第一代：远程终端连接20世纪60年代早期面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机。只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信。第二代：计算机网络阶段（局域网）20世纪60年代中期多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。包括：通信子网、用户资源子网。终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。电路交换和分组交换。第三代：计算机网络互联阶段（广域网、Internet）1981年 国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI/RM），实现不同厂家生产的计算机之间实现互连。TCP/IP协议的诞生。第四代：信息高速公路（高速，多业务，大数据量） 宽带综合业务数字网：信息高
本地网：也可以叫内部局域网，比如公司内部网、实验室内部网、学校内网等。英文上称为 Local Area Network ，缩写为LAN 。 广域网：Wide Area Network ，缩写为WAN。一个城市或国家的所有组网计算机的集合，就是一个广域网；因特网：本地网和广域网的集合就是因特网 internet ；私用网络：私用网络内部的计算机网络，处于私有网络计算机不能直接与公网计算机会话； 公共网络 ：也被称为Internet。处于公网的计算机可以进行对话；
可以据大小，网络的物质类型，速度等来分类型，问题太广，建议，百度

1、计算机网络按覆盖范围分类可分为广域网，城域网，局域网。2、广域网特点局域网是将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。1）覆盖的地理区域大，通常在几公里至几千、几万公里，网络可跨越市、地区、省、国家、洲洋乃至全球。2）广域网连接常借用公用网络。3）传输速率比较低，一般在64kbps-2Mbps,最高可达到45Mbps，但随着广域网技术的发展，广域网的传输速率正在不断地提高，目前通过光纤介质，采用POS（光纤通过SDH）技术，使传输速率达到155Mbps，甚至更高。4）网络拓扑结构复杂。3、城域网特点是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。这是80年代末，在LAN的发展基础上提出的，在技术上与LAN有许多相似之处，而与广域网(WAN)区别较大。1）传输速率高。2）用户投入少，接入简单。3）技术先进、安全。4、局域网特点是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。1）覆盖的地理范围较小，一般为 10 m～10 km（如一幢办公楼，一个企业内等），通常为一个单位所拥有。2）具有较高的数据传输率（通常为1～20Mbps，高速局域网可达100Mbps）。3）具有较低的误码率，一般在10-8到10-11之间。4）具有较低的时延。5）通常多个站共享一个传输媒体（同轴电缆，双绞线，光纤）。6）通常使用分组交换技术。7）通常使用的拓扑结构为总线型、环型或树型。8）可支持的工作站数可达几千个，各工作站间地位平等而非主从关系。9）支持多种媒体访问协议（令牌环、令牌总线和 CSMA／CD）。10）能进行广播（一站发所有站收）或组播（一站发一组站收）。根据具体问题类型，进行步骤拆解／原因原理分析／内容拓展等。具体步骤如下：／导致这种情况的原因主要是……

按覆盖的地理范围划分，计算机网络可以分为以下三类，局域网、城域网、广域网。 其中局域网 按照采用的技术、应用的范围和协议标准的不同，可以分为共享式局域网和交换式局域网。局域网的技术特点主要表现在以下几个方面：1.局域网覆盖有限的地理范围，它适用于机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。2.局域网提供高数据传输速率（10Mbps-10Gbps）、低误码率的传输环境。3.局域网一般属于一个单位所有、易于建立、维护、和扩展。4.从介质访问控制方法的角度看，局域网可以分为共享介质式局域网和交换式局域网；从使用的传输介质类型的角度来看，局域网可以分为使用有线介质的局域网和使用无限通信信道的无线局域网。城域网满足几十千米范围的多个局域网的互联需求 广域网又称远程网 覆盖范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际行的远程计算机网络。

ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议 它是用于映射计算机的物理地址和临时指定的网络地址。启动时它选择一个协议(网络层)地址，并检查这个地址是否已经有别的计算机使用，如果没有被使用，此结点被使用这个地址，如果此地址已经被别的计算机使用，正在使用此地址的计算机会通告这一信息，只有再选另一个地址了。SNMP(Simple Network Management P)网络管理协议它是TCP/IP协议中的一部份，它为本地和远端的网络设备管理提供了一个标准化途径，是分布式环境中的集中化管理的重要组成部份。BGP4(Border Gateway Protocol Vertion 4)边界网关协议-版本4它是用于在自治网络中网关主机(每个主机有自己的路由)之间交换路由信息的协议，它使管理员能够在已知的路由策略上配置路由加权，可以更方便地使用无级内部域名路由(CIDR)，它是一种在网络中可以容纳更多地址的机制，它比外部网关协议(EGP)更新。BGP4经常用于网关主机之间，主机中的路由表包括了已知路由的列表，可达的地址和路由加权，这样就可以在路由中选择最好的通路了。BGP在局域网中通信时使用内部BGP(IBGP)，因为IBGP不能很好工作。DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议它是在TCP/IP网络上使客户机获得配置信息的协议，它是基于BOOTP协议，并在BOOTP协议的基础上添加了自动分配可用网络地址等功能。这两个协议可以通过一些机制互操作。DHCP协议在安装TCP/IP协议和使用TCP/IP协议进行通迅时，必须配置IP地址、子网掩码、缺省网关三个参数，这三个参数可以手动配置，也可以使用DHCP自动配置。FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议它是一个标准协议，是在计算机和网络之间交换文件的最简单的方法。象传送可显示文件的HTTP和电子邮件的SMTP一样，FTP也是应用TCP/IP协议的应用协议标准。FTP通常用于将网页从创作者上传到服务器上供人使用，而从服务器上下传文件也是一种非常普遍的使用方式。作为用户，您可以用非常简单的DOS界面来使用FTP，也可以使用由第三方提供的图形界面的FTP来更新(删除，重命名，移动和复制)服务器上的文件。现在有许多服务器支持匿名登录，允许用户使用FTP和ANONYMOUS作为用户名进行登录，通常可使用任何口令或只按回车键。HDLC(High-Level Data Link Control)高层数据链路协议它是一组用于在网络结点间传送数据的协议。在HDLC中，数据被组成一个个的单元(称为帧)通过网络发送，并由接收方确认收到。HDLC协议也管理数据流和数据发送的间隔时间。HDLC是在数据链路层中最广泛最使用的协议之一。现在作为ISO的标准，HDLC是基于IBM的SDLC协议的，SDLC被广泛用于IBM的大型机环境之中。在HDLC中，属于SDLC的被称为通响应模式(NRM)。在通常响应模式中，基站(通常是大型机)发送数据给本地或远程的二级站。不同类型的HDLC被用于使用X.25协议的网络和帧中继网络，这种协议可以在局域网或广域网中使用，无论此网是公共的还是私人的。HTTP1.1(Hypertext Transfer Protocol Vertion 1.1)超文本传输协议-版本1.1它是用来在Internet上传送超文本的传送协议。它是运行在TCP/IP协议族之上的HTTP应用协议，它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。任何服务器除了包括HTML文件以外，还有一个HTTP驻留程序，用于响应用用户请求。您的浏览器是HTTP客户，向服务器发送请求，当浏览器中输入了一个开始文件或点击了一个超级链接时，浏览器就向服务器发送了HTTP请求，此请求被送往由IP地址指定的URL。驻留程序接收到请求，在进行必要的操作后回送所要求的文件。HTTPS(Secure Hypertext Transfer Protocol)安全超文本传输协议它是由Netscape开发并内置于其浏览器中，用于对数据进行压缩和解压操作，并返回网络上传送回的结果。HTTPS实际上应用了Netscape的完全套接字层(SSL)作为HTTP应用层的子层。(HTTPS使用端口443，而不是象HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。)SSL使用40 位关键字作为RC4流加密算法，这对于商业信息的加密是合适的。HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证，如果需要的话用户可以确认发送者是谁。ICMP(Internet Control Message Protocol)Internet控制信息协议它是一个在主机和网关之间消息控制和差错报告协议。ICMP使用IP数据报，但消息由TCP/IP软件处理，对于应用程序使用者是不可见的。在被称为Catenet的系统中，IP协议被用作主机到主机的数据报服务。网络连接设备称为网关。这些网关通过网关到网关协议(GGP)相互交换用于控制的信息。通常，赡养或目的主机将和源主机通信，例如，为报告在数据报过程中的错误。为了这个目的才使用了ICMP，它使用IP做于底层支持，好象它是一个高层协议，而实际上它是IP的一部分，必须由其它IP模块实现。ICMP消息在以下几种情况下发送:当数据报不能到达目的地时，当网关的已经失去缓存功能，当网关能够引导主机在更短路由上发送。IP并非设计为设计为绝对可靠，这个协议的目的是为了当网络出现问题的时候返回控制信息，而不是使IP协议变得绝对可靠，并不保证数据报或控制信息能够返回。一些数据报仍将在没有任何报告的情况下丢失。IPv6(Internet Protocol Version 6)Internet协议-版本6它是Internet协议的最新版本，已作为IP的一部分并被许多主要的操作系统所支持。IPv6也被称为“Ipng”(下一代IP)，它对现行的IP(版本4)进行重大的改进。使用IPv4和IPv6的网络主机和中间结点可以处理IP协议中任何一层的包。用户和服务商可以直接安装IPv6而不用对系统进行什么重大的修改。相对于版本4新版本的最大改进在于将IP地址从32位改为128位，这一改进是为了适应网络快速的发展对IP地址的需求，也从根本上改变了IP地址短缺的问题。简化IPv4首部字段被删除或者成为可选字段，减少了一般情况下包的处理开销以及IPv6首部占用的带宽。改进IP 首部选项编码方式的修改导致更加高效的传输，在选项长度方面更少的限制，以及将来引入新的选项时更强的适应性。加入一个新的能力，使得那些发送者要求特殊处理的属于特别的传输流的包能够贴上标签，比如非缺省质量的服务或者实时服务。为支持认证，数据完整性以及(可选的)数据保密的扩展都在IPv6中说明。本文描述IPv6基本首部以及最初定义的IPv6 扩展首部和选项。还将讨论包的大小问题，数据流标签和传输类别的语法，以及IPv6对上层协议的影响。IPv6 地址的格式和语法在其它文章中单独说明。IPv6版的 ICMP 是所有IPv6应用都需要包含的。OSPF(Open Shortest Path First)开放最短路优先OSPF是用于大型自主网络中替代路由信息协议的协议标准。象RIP一样，OSPF也是由IETF设计用作内部网关协议族中的一个标准。在使用OSPF时网络拓朴结构的变化可以立即在路由器上反映出来。不象RIP，OSPF不是全部当前结点保存的路由表，而是通过最短路优先算法计算得到最短路，这样可以降低网络通信量。如果您熟悉最短路优先算法就会知道，它是一种只关心网络拓朴结构的算法，而不关心其它情况，如优先权的问题，对于这一点，OSPF改变了算法使它根据不同的情况给某些通路以优先权。POP3(Post Office Protocol Version 3)邮局协议-版本3它是一个关于接收电子邮件的客户/服务器协议。电子邮件由服务器接收并保存，在一定时间之后，由客户电子邮件接收程序检查邮箱并下载邮件。POP3它内置于IE和Netscape浏览器中。另一个替代协议是交互邮件访问协议(IMAP)。使用IMAP您可以将服务器上的邮件视为本地客户机上的邮件。在本地机上删除的邮件还可以从服务器上找到。E-mail 可以被保存在服务器上，并且可以从服务器上找回。PPP(Point to Point Protocol)点对点协议它是用于串行接口的两台计算机的通信协议，是为通过电话线连接计算机和服务器而彼此通信而制定的协议。网络服务提供商可以提供您点对点连接，这样提供商的服务器就可以响应您的请求，将您的请求接收并发送到网络上，然后将网络上的响应送回。PPP是使用IP协议，有时它被认为是TCP/IP协议族的一员。PPP协议可用于不同介质上包括双绞线，光纤和卫星传输的全双工协议，它使用HDLC进行包的装入。PPP协议既可以处理同步通信也可以处理异步通信，可以允许多个用户共享一个线路，又可发进行SLIP协议所没有的差错控制。RIP(Routing Infomation Protocol)路由信息协议RIP是最早的路由协议之一，而且现在仍然在广泛使用。它从类别上应该属于内部网关协议(IGP)类，它是距离向量路由式协议，这种协议在计算两个地方的距离时只计算经过的路由器的数目，如果到相同目标有两个不等速或带宽不同的路由器，但是经过的路由器的个数一样，RIP认为两者距离一样，而实际传送数据时，很明显一个快一个慢，这就是RIP协议的不足之处，而OSPF在它的基础上克服了RIP的缺点。SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传送协议它是用来发送电子邮件的TCP/IP协议。它的内容由IETF的RFC 821定义。另外一个和SMTP相同功能的协议是X.400。SMTP的一个重要特点是它能够在传送中接力传送邮件，传送服务提供了进程间通信环境(IPCE)，此环境可以包括一个网络，几个网络或一个网络的子网。理解到传送系统(或IPCE)不是一对一的是很重要的。进程可能直接和其它进程通过已知的IPCE通信。邮件是一个应用程序或进程间通信。邮件可以通过连接在不同IPCE上的进程跨网络进行邮件传送。更特别的是，邮件可以通过不同网络上的主机接力式传送。TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)传输控制协议/Internet协议TCP/IP协议起源于美国国防高级研究计划局。提供可靠数据传输的协议称为传输控制协议TCP，好比货物装箱单，保证数据在传输过程中不会丢失;提供无连接数据报服务的协议称为网络协议IP，好比收发货人的地址和姓名，保证数据到达指定的地点。TCP/IP协议是互联网上广泛使用的一种协议，使用TCP/IP协议的因特网等网络提供的主要服务有:电子邮件、文件传送、远程登录、网络文件系统、电视会议系统和万维网。它是Interent的基础，它提供了在广域网内的路由功能，而且使Internet上的不同主机可以互联。从概念上，它可以映射到四层:网络接口层，这一层负责在线路上传输帧并从线路上接收帧;Internet层，这一层中包括了IP协议，IP协议生成Internet数据报，进行必要的路由算法，IP协议实际上可以分为四部分:ARP，ICMP，IGMP和IP;再上向就是传输层，这一层负责管理计算机间的会话，这一层包括两个协议TCP和UDP，由应用程序的要求不同可以使用不同的协议进行通信;最后一层是应用层，就是我们熟悉的FTP，DNS，TELNET等。熟悉TCP/IP是熟悉Internet的必由之路。TELNET Protocol虚拟终端协议TELNET协议的目的是提供一个相对通用的，双向的，面向八位字节的通信方法，它主要的目标是允许接口终端设备的标准方法和面向终端的相互作用。是让用户在远程计算机登录，并使用远程计算机上对外开放的所有资源。Time Protocol时间协议该协议提供了一个独立于站点的，机器可读的日期和时间信息。时间服务返回的是以秒数，是从1900年1月1日午夜到现在的秒数。设计这个协议的一个重要目的在于，网络上的许多主机并没有时间的观念，在分布式的系统上，我们可以想一想，北京的时间和东京的时间如何分呢?主机的时间往往可以人为改变，而且因为机器时钟内的误差而变得不一致，因此需要使用时间服务器通过选举方式得到网络时间，让服务器有一个准确的时间观念。不要小看时间，这对于一些以时间为标准的分布运行的程序简单是太重要了。这个协议可以工作在TCP和UDP协议下。时间是由32位表示的，是自1900年1月1日0时到当前的秒数，我们可以计算一下，这个协议只能表示到2036年就不能用了，但是我们也知道计算机发展速度这么快，到时候可能就会有更好的协议代替这个协议。TFTP(Trivial File Transfer Protocol)小文件传输协议它是一个网络应用程序，它比FTP简单也比FTP功能少。它在不需要用户权限或目录可见的情况下使用，它使用UDP协议而不是TCP协议。UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议 它是定义用来在互连网络环境中提供包交换的计算机通信的协议，此协议默认认为网路协议(IP)是其下层协议。UDP是TCP的另外一种方法，象TCP一样，UDP使用IP协议来获得数据单元(叫做数据报)，不象TCP的是，它不提供包(数据报)的分组和组装服务。而且，它还不提供对包的排序，这意味着，程序程序必须自己确定信息是否完全地正确地到达目的地。如果网络程序要加快处理速度，那使用UPD就比TCP要好。UDP提供两种不由IP层提供的服务，它提供端口号来区别不同用户的请求，而且可以提供奇偶校验。在OSI模式中，UDP和TCP一样处于第四层，传输层。

域网常用的三种网络协议　　[2]TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。 TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象。此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。NetBEUI即NetBiosEnhancedUserInterface，或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如WindowsforWorkgroup、Win9x系列、WindowsNT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，小型局域网的计算机也可以安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。 IPX/SPX协议本来就是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但是现在也非常常用--大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。虽然这些游戏通过TCP/IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置。除此之外，IPX/SPX协议在局域网络中的用途似乎并不是很大，如果确定不在局域网中联机玩游戏，那么这个协议可有可无。

ip就是网际互联协议，支持的有4个协议：ARP,RARP,ICMP,IGMP1.网络互连把自己的网络同其它的网络互连起来，从网络中获取的信息和向网络发布自己的消息，是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式，其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。1.1网桥互连的网络网桥工作在OSI模型中的第二层，即链路层。完成数据帧(frame)的转发，主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址，一般就是网卡所带的地址。网桥的作用是把两个或多个网络互连起来，提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在，设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的，因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧)，如以太网之间、以太网与令牌环(tokenring)之间的互连，对于不同类型的网络(数据帧结构不同)，如以太网与X.25之间，网桥就无能为力了。网桥扩大了网络的规模，提高了网络的性能，给网络应用带来了方便，在以前的网络中，网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题：一个是广播风暴，网桥不阻挡网络中广播消息，当网络的规模较大时(几个网桥，多个以太网段)，有可能引起广播风暴(broadcastingstorm)，导致整个网络全被广播信息充满，直至完全瘫痪。第二个问题是，当与外部网络互连时，网桥会把内部和外部网络合二为一，成为一个网，双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通，而不管传送的信息是什么。1.2路由器互连网络路由器互连与网络的协议有关，我们讨论限于TCP/IP网络的情况。路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器，再由路由器转发出去。IP路由器只转发IP分组，把其余的部分挡在网内(包括广播)，从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号。目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的，并规定，子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号，为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网。通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其它IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信，即使它们接在一起，也不能通信。路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号，对应不同的IP子网，这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。2.路由原理当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组送到网络上，对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(defaultgateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。目前TCP/IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(routerbasednetwork)，形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中，路由器不仅负责对IP分组的转发，还要负责与别的路由器进行联络，共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。路由动作包括两项基本内容：寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法，要相对复杂一些。为了判定最佳路径，路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表，其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中，根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新，更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化，并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routingprotocol)，例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机)，如果路由器不知道如何发送分组，通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点，如果目的网络直接与路由器相连，路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routedprotocol)。路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念，前者使用后者维护的路由表，同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议，除非特别说明，都是指路由选择协议，这也是普遍的习惯。3.路由协议典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。3.1RIP路由协议RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xeroxparc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样，正确的路由信息逐渐扩散到了全网。RIP使用非常广泛，它简单、可靠，便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络，因为它允许的最大站点数为15，任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。3.2OSPF路由协议80年代中期，RIP已不能适应大规模异构网络的互连，0SPF随之产生。它是网间工程任务组织(1ETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。0SPF是一种基于链路状态的路由协议，需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。与RIP不同，OSPF将一个自治域再划分为区，相应地即有两种类型的路由选择方式：当源和目的地在同一区时，采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时，则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销，并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作，这也给网络的管理、维护带来方便。3.3BGP和BGP-4路由协议BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法，也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串，这些更新信息通过TCP传送出去，以保证传输的可靠性。为了满足Internet日益扩大的需要，BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中，还可以将相似路由合并为一条路由。3.4路由表项的优先问题在一个路由器中，可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序，但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级，当其它路由表表项与它矛盾时，均按静态路由转发。4.路由算法路由算法在路由协议中起着至关重要的作用，采用何种算法往往决定了最终的寻径结果，因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标：(1)最优化：指路由算法选择最佳路径的能力。(2)简洁性：算法设计简洁，利用最少的软件和开销，提供最有效的功能。(3)坚固性：路由算法处于非正常或不可预料的环境时，如硬件故障、负载过高或操作失误时，都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上，所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验，并在各种网络环境下被证实是可靠的。(4)快速收敛：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。(5)灵活性：路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如，某个网段发生故障，路由算法要能很快发现故障，并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。路由算法按照种类可分为以下几种：静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致，下面着重介绍链路状态和距离向量算法。链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到邻近结点上。从本质上来说，链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处，而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。由于链路状态算法收敛更快，因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面，链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和的内存空间，因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别，两种算法在大多数环境下都能很好地运行。最后需要指出的是，路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由，通过一定的加权运算，将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中，作为寻径的标准。通常所使用的度量有：路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等。5.新一代路由器由于多媒体等应用在网络中的发展，以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用，网络的带宽与速率飞速提高，传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件，在转发过程中对分组的处理要经过许多环节，转发过程复杂，使得分组转发的速率较慢。另外，由于路由器是网络互连的关键设备，是网络与其它网络进行通信的一个“关口”，对其安全性有很高的要求，因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担，这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。传统的路由器在转发每一个分组时，都要进行一系列的复杂操作，包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率，降低了分组转发速率和转发的吞吐量，增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大，具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达，这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器，如IPSwitch、TagSwitch等，就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发，大大提高了路由器的性能与效率。新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中，只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理，并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址(下一路由器地址)放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时，茵先查看转发缓存，如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配，则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发，而无须经过传统的复杂操作，大大减轻了路由器的负担，达到了提高路由器吞吐量的目标。