计算机网络中的路由协议解析
第6章TCPIP协议与IP路由
本章提要：在TCP/IP 网络中，主机用IP地址来标识和区分。
IP地址由网络地址和主机地址（或称网络号和主机号）两部分组成。
IP地址分为A、B、C、D和E五类。
对前三类地址，还可划分子网。
划分子网后，IP地址可视为由网络地址、子网地址和主机地址三部分组成。
划分子网是通过改变子网掩码的代表网络号的二进制位的长度来实现的。
与子网划分相反，把若干个网络地址用一个统一的网络号来表示的编址方式称为超网编址，超网编址及其寻址方式称为无类域间路由。
路由是指对到达目标网络的地址的路径做出选择，也指被选出的路径本身。
路由器中的路由表就像一张“网络地图”，记录有到达各个目标网络的路径。
对路由表中“记录”的填写可以采用人工方式，也可以由路由协议自动进行，这分别称之为静态路由配置和动态路由配置。
静态路由配置需要制定目标网络地址和下一跳IP地址或本路由器（连接下一跳路由器）的端口名称。
6.1 CP/IP协议TCP/IP协议，作为Internet事实上的协议标准，在计算机网络领域中占有特别重要的地位。
TCP/IP指的是整个TCP/IP协议族，它是一个具有四层结构的协议系统，由若干协议组成，这四个层次由高到低依次是：应用层、传输层、Internet层和网络接口层。
我们把这样的协议组合称为TCP/IP协议栈，也称之为TCP/IP模型。
由于TCP/IP在设计时就是要使得异种机型、异种网络能够互联，要与具体的物理传输媒体无关，故其没有对数据链路层和物理层做出规定，只是简单地把最低的一层命名为网络接口层。
除网络接口层外，其余各层都由多个协议组成。
在Internet层，IP协议封装的数据报文能够被路由器从一个子网传送到另一个子网，故称IP 协议是可路由的协议；IP数据报的路由称为IP路由。
通过配置路由器，使IP数据报在路由器之间传送并到达目标网络，相关的配置称为IP路由配置。
以下介绍TCP/IP的组成。
TCP/IP实际上是许多具体协议的总称。
计算机网络 路由器的功能及路由原理
计算机网络路由器的功能及路由原理路由器工作在OSI参考模型的第三层，即网络层。
它主要处理网络层的数据分组或网络地址，决定数据分组的转发，并决定网络中数据传输的完整路由。
下面介绍路由器的功能以及路由原理知识。
1．路由器的功能目前的路由器产品都具有识别网络层地址、选择路由、生成和保存路由表，更好地控制拥塞，隔离子网，提供安全和强化管理等功能。
其中最主要的功能包括以下几个方面。
●识别网络层地址和选择路由当路由器接收到数据包时，首先将该数据包在数据链路层所附加的包头去掉，并提取网络层地址（即IP地址）。
然后再根据路由表，确定数据包的传输路由，执行本身的路由协议，进行安全、优先权等处理。
最后，将通过各项处理的数据包重新附加上数据链路层包头，进行转发。
●生成和保存路由表路由选择表是路由器赖以寻址的依据。
内容包括每个路由器所连接的网络标识，以及每个网络中所连接的主机标识。
建立路由选择表的方法包括静态路由生成法和动态路由生成法。
其中静态路由生成法是由管理员根据网络结构以手工方法生成，存入路由器的内存中；而动态路由生成法则是经过路由器执行相关的路由协议自动生成。
●隔离子网连通广域网路由器通常可以处理多种协议并具备相应的协议处理软件。
因此路由器能够将物理上分离，以及不同技术的网络进行互联，并且能够将不同协议的网络视为一个子网进行互联，每个子网都是一个独立的管理域。
路由器只将网络中传输的数据包发往特定的子网进行通信，绝不会向其他子网广播，从而实现子网隔离。
2．路由原理当IP子网中的计算机A发送数据给同一IP子网中的计算机B时，则两台计算机不需要进行路由选择，可直接进行数据传输。
如图6-12所示。
而如果将数据发送给不同IP子网主机时，就需要进行路由选择功能（如计算机B向计算机C发送数据）。
即选择一条能到达目的子网的路径，因此需要把数据送给路由器，由路由器负责把数据送到目的地。
如果没有找到这样的路由器，主机就把数据送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上。
路由器的工作原理
路由器的工作原理一、概述路由器是一种网络设备，用于在计算机网络中转发数据包。
它基于网络层的IP 协议，根据目的IP地址来决定数据包的传输路径，并将数据包从源主机传输到目的主机。
路由器在互联网中起着至关重要的作用，它连接了不同的网络，并通过路由表来确定数据包的最佳路径。
二、路由器的组成部分1. 中央处理器（CPU）：负责处理路由器的各种功能和任务，包括数据包的转发、路由表的更新等。
2. 存储器：用于存储路由器的操作系统、配置文件、路由表等信息。
3. 接口：用于与其他设备进行物理连接，包括以太网接口、串口、光纤接口等。
4. 路由表：存储了路由器所知道的网络和对应的下一跳信息，用于决定数据包的转发路径。
5. 数据包转发引擎：用于根据路由表中的信息，将数据包从一个接口转发到另一个接口。
三、路由器的工作过程1. 数据包的接收与解析：当路由器接收到一个数据包时，它首先会解析数据包的头部，提取出目的IP地址。
2. 路由表的查询：路由器会根据目的IP地址在路由表中进行查询，找到与目的IP地址匹配的路由项。
3. 下一跳的确定：根据路由表中的信息，路由器确定数据包的下一跳，即将数据包转发到哪个接口。
4. 数据包的转发：路由器将数据包从接收接口转发到下一跳的接口，同时更新数据包的TTL（生存时间）。
5. 路由表的更新：路由器会定期地更新路由表，以保持网络拓扑的正确性和数据包的最佳路径。
四、路由器的工作原理1. 路由算法：路由器使用路由算法来确定数据包的最佳路径。
常见的路由算法包括静态路由、动态路由和距离矢量路由等。
静态路由是由网络管理员手动配置的，适用于网络拓扑稳定的情况；动态路由是通过路由协议自动学习和更新路由表的，适用于网络拓扑变化频繁的情况；距离矢量路由是基于距离和方向来确定最佳路径的，每个路由器只知道自己到达目的地的距离和方向。
2. 路由表的构建：路由器通过路由协议和邻居路由器交换路由信息，从而构建和更新路由表。
网络协议复习详解详解
网络协议复习资料第一章1.计算机网络的概念（名词解释）答：计算机网络就是通信线路和通信设备将分布在不同的地点的具有独立功能的多个计算机系统互相连接起来在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。
2.Internet和internet的区别（简答题）答：Internet:最大的互联网，以大写字母I开始的Internet则是一个专用名词，它指当前全球开放的，最大的，由众多网络相互连接而成的特定互联网络。
采用tcp/ip协议簇。
其前身是美国的APPANET。
Internet：网络的网络。
以小写字母i开始的Internet是通用名词，泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。
3.网络互联的目的（简答题）答：（1）将不同的网络或相同的网络用互连设备连接在一起形成一个更大的网络；（2）位增加网络性能及安全和管理方面的考虑将原来一个很大的网络划分为几个网段或逻辑上的子网；（3）实现异种网之间的服务和资源共享。
4.网络互连和网络互联的区别（简答题）答：网络互连指网络的物理连接是底层的连接。
网络互联不仅是物理上的连接还是逻辑上的连接，互联使多个网络形成一个有机的整体实现跨网络的交互操作。
5.OSI参考模型和TCPIP参考模型的数据传输过程及详解（画图/简答题）答：（只写OSI参考模型，TCPIP参考模型与OSI差不多，自行脑补。
）这是一个OSI参考模型，它分为七层，分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
它的数据传输过程图示如下：主机A向主机B发送数据DATA，从上至下层层封装后通过通信信道传输给主机B，再从下往上层层解封装后得到主机A要发送给B的信息。
封装过程：（1）经过应用层、表示层和会话层，用户信息被转换为上层数据；（2）上层数据到达传输层被加上TCP报头形成数据段；（3）随后数据段和目标IP地址一起被交给网络层，网络层给其添加IP报头，形成分组；（4）接下来网络层交分组交给数据链路层形成帧，帧头是LLC/MAC 报头，帧尾为FCS；（5）帧向下传递给物理层，物理层使用比特定时规则将数据编码成数字信号。
网络协议分析获取并解析ARP
成绩:网络协议分析报告题目：获取并解析网络中的ARP数据包学院：计算机科学与技术学院专业:计算机科学与技术班级：0411203学号：2012211699姓名:李传根一、要求及功能编程序，获取网络中的ARP数据包,解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件.运行格式：程序名日志文件二、原理及方法2.0什么是ARP地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP）是在仅知道主机的IP地址时确定其物理地址的一种协议。
因IPv4和以太网的广泛应用，其主要用作将IP地址翻译为以太网的MAC地址，但其也能在ATM和FDDIIP网络中使用.从IP地址到物理地址的映射有两种方式:表格方式和非表格方式。
ARP具体说来就是将网络层(IP层,也就是相当于OSI的第三层）地址解析为数据连接层(MAC层，也就是相当于OSI的第二层）的MAC地址。
在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址.而在TCP/IP协议栈中，网络层和传输层只关心目标主机的IP地址。
这就导致在以太网中使用IP协议时，数据链路层的以太网协议接到上层IP协议提供的数据中，只包含目的主机的IP地址。
于是需要一种方法,根据目的主机的IP地址，获得其MAC地址.这就是ARP协议要做的事情。
所谓地址解析（address resolution）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。
另外，当发送主机和目的主机不在同一个局域网中时，即便知道目的主机的MAC地址，两者也不能直接通信，必须经过路由转发才可以。
所以此时，发送主机通过ARP协议获得的将不是目的主机的真实MAC地址，而是一台可以通往局域网外的路由器的某个端口的MAC地址。
于是此后发送主机发往目的主机的所有帧,都将发往该路由器，通过它向外发送。
这种情况称为ARP代理（ARP Proxy)。
《计算机网络协议》课件
数据链路层协议
帧结构和帧同步
解释数据链路层中的帧结构和帧同步技术，确保数 据的正确传输。
常见数据链路层协议
介绍常见的数据链路层协议，如以太网、PPP和 HDLC。
网P协议的作用和地址分配技术，包括IPv4和IPv6。
2
路由和路由协议
解释路由器的工作原理和常见的路由协议，如RIP、OSPF和BGP。
深入研究HTTP、FTP、DNS等协议的工作原理和应 用场景。
计算机网络协议的未来
1 5G和物联网
探讨计算机网络协议在5G和物联网时代的应 用和挑战。
2 安全和隐私
讨论计算机网络协议中的安全和隐私问题， 如加密和身份验证。
总结
通过分析计算机网络协议的不同层级和功能，可以更好地理解和设计现代计 算机网络系统。
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TCP协议和UDP协议
比较TCP协议和UDP协议，讨论它们的特点、 用途和可靠性。
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HTTP、FTP、DNS等协议
《计算机网络协议》PPT 课件
计算机网络协议是一门研究计算机网络中通信规则的学科。本课程将分析计 算机网络协议的定义、作用，以及发展历史和重要里程碑。
物理层协议
传输介质和信号传输
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探讨常用的物理层协议，如以太网、Wi-Fi和蓝 牙。
ping，触发一连串动作，抓包数据，直观了解网络协议和流程
ping，触发一连串动作，抓包数据，直观了解网络协议和流程01 计算机网络体系结构中的pingping是Windows、Unix、Linux等操作系统提供的一个常用的网络管理命令，用于检查网络的连通性，帮助分析和判定网络故障。
一个ping的请求和响应，串联起多个网络协议，可能途经了多个主机和路由器ping在计算机网络体系结构中归属应用层，越过运输层直接使用IP层的ICMP协议，发送“回送请求”报文给目标主机，接收目标主机返回的“回送回答”报文并显示在源主机上。
ping是把网络协议应用到日常网络管理的典型实例。
计算机网络的体系结构02 ping的执行流程ping命令的执行流程见下图。
正常执行流程可以简要描述为：ping命令接收一个IP地址或一个网络域名，如果是域名会将域名转换为IP地址。
判断被ping的目标主机和源主机是否在一个网络上，如果不在一个网络上，则查找路由表，找到通往目标网络的路由器IP地址或默认网关IP地址。
查找本地主机ARP表中是否有该IP对应的MAC地址；如果没有，则通过广播询问该IP的MAC地址；本网络中的主机、路由器都会接收到该询问报文。
拥有该IP地址的本地设备回复应答报文，将该IP对应的MAC地址发给源主机。
为了减少本地广播，本地主机、三层路由器或路由器会适时更新自己的本地ARP表，保存本地IP地址和MAC地址的对应关系。
知道了下一步报文要发往的MAC地址，ping命令使用ICMP协议封装含有对端MAC地址的IP数据报交给交换机，交换机查找自己的MAC与port端口对应表，将数据包传给对应端口的主机。
下面的流程只画了本机流程，交换机和路由器的流程没有画出，源主机信息发送到交换机之后，交换机和路由器根据IP数据报相关信息再一步一步的向前查找目标主机，源主机只需要等待回送回答报文。
ping命令的执行流程图03 ping命令涉及的网络协议ping是ICMP网际控制报文协议的一个重要应用，因此ping涉及的最重要的一个协议是ICMP。
计算机网络基础学习路由和交换技术的原理
计算机网络基础学习路由和交换技术的原理计算机网络是信息时代的重要基础设施，而计算机网络中的路由和交换技术是网络通信中至关重要的环节。
本文将介绍路由和交换技术的原理、分类以及其在计算机网络中的应用。
一、路由技术的原理和分类路由技术是实现不同网络之间互联通信的关键技术，其原理是通过判断目标网络地址，将数据包从源网络传输到目标网络。
路由器是实现路由技术的关键设备。
1. 静态路由和动态路由静态路由是指由网络管理员手动配置的路由表，它通过手动设置静态路由表项来确定数据包的转发路径。
这种方式简单易懂，适用于较小的网络环境。
动态路由则是通过路由协议自动学习网络拓扑和更新路由表，以实现自动的数据转发。
常见的动态路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和OSPF（Open Shortest Path First）。
动态路由能够适应复杂的网络环境，并提供更好的可伸缩性和容错性。
2. 内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）内部网关协议用于同一个自治系统（AS）内部的路由选择，常见的内部网关协议有OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS （Intermediate System to Intermediate System）。
而外部网关协议则用于互连不同自治系统的路由选择，常见的外部网关协议是BGP（Border Gateway Protocol）。
二、交换技术的原理和分类交换技术是在本地网络中实现数据包转发的重要技术，常见的交换技术包括局域网交换和广域网交换。
1. 局域网交换局域网交换主要通过交换机实现，其原理是基于MAC地址进行数据帧的转发。
当数据包到达交换机时，交换机会查找目标MAC地址，并将数据包直接转发到目标地址所连接的端口上，从而实现快速的数据传输。
2. 广域网交换广域网交换是通过路由器实现的，其原理是基于IP地址进行数据包的传递。
网络协议的基本原理与应用
网络协议的基本原理与应用简介：网络协议是计算机网络中数据交换的规则和标准，它负责确保不同计算机系统之间数据的顺利传输。
本文将探讨网络协议的基本原理以及其在实际应用中的重要性。
一、网络协议的基本原理在计算机网络中，网络协议起着桥梁的作用，它通过规定数据传输的格式、规则和过程，实现了计算机之间的通信。
网络协议的基本原理包括以下几个方面：1.1 分层结构网络协议通常采用分层结构来组织，每一层都有特定的功能和责任。
常用的网络协议分层结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
分层结构的好处是分工明确，各层之间相对独立，增加了系统的可扩展性和灵活性。
1.2 封装与解封装网络协议在传输数据时，会将数据进行封装，即在原始数据上添加头部和尾部等信息，形成一个数据包。
接收方在收到数据包后，会根据协议规定的格式进行解封装，提取出原始数据。
封装与解封装过程实现了数据的有效传输和正确解析。
1.3 路由与转发网络协议能够根据目标地址自动选择合适的路径进行数据的传输。
路由是指在网络中选择数据传输的最佳路径，而转发则是指在网络设备上根据路由表将数据从一个接口转发到另一个接口。
通过路由与转发，网络协议实现了数据的高效传输。
二、网络协议的应用网络协议在现代计算机网络中发挥着至关重要的作用，它广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：2.1 互联网协议（IP）互联网协议（IP）是一种用于在互联网中传输数据的协议，它定义了数据在网络中的传输方式、寻址方式和路由规则等。
IP协议通过为每个设备分配唯一的IP地址，实现了设备之间的通信。
在互联网应用中，IP协议被广泛使用。
2.2 传输控制协议（TCP）传输控制协议（TCP）是一种建立在IP协议之上的可靠的传输协议，它通过数据的分段、重传等机制，确保数据的完整性和可靠性。
TCP协议在Web浏览、文件传输和电子邮件等应用中发挥着重要的作用。
2.3 网络安全协议（SSL/TLS）网络安全协议（SSL/TLS）是一种用于保护网络通信的协议，它通过加密和验证等手段，防止数据被窃取或篡改。
路由器及路由协议的配置实验报告
路由器及路由协议的配置实验报告前言：本文是一篇路由器及路由协议的配置实验报告。
在这个实验中，我通过使用网络模拟软件GNS3，学习了路由器的基本配置和路由协议的配置以及实现，这让我对计算机网络的理论知识有了更好的理解。
一、实验环境准备我使用了GNS3模拟软件模拟构建了一个简单的网络拓扑结构，包括两台路由器和两台计算机，如下图所示：在这个网络拓扑中，路由器R1和R2都有两个接口，一个接口与另一个路由器相连，另一个接口连接到计算机。
计算机C1和C2分别连接到路由器R1和R2。
二、路由器的基本配置1.路由器名称和密码的配置在GNS3中右键点击路由器，选择Configure即可进行配置，设置路由器的名称和密码。
在路由器的命令行界面中，输入以下命令进行接口的配置，如下图所示：其中，FastEthernet0/0是该路由器的接口编号，192.168.1.1是该接口的IP地址，255.255.255.0是子网掩码。
同样，对于另一个接口也要进行类似的配置。
3.路由表的配置路由表是路由器用来进行路由选择的重要工具，正确配置路由表可以使路由器能够正常地进行数据包转发。
在刚刚配置的路由器中，由于还没有进行任何路由配置，因此路由表中只包含直连路由，即连接到该路由器上的网络。
在路由器中添加路由时，需要首先指定目的网络，然后指定下一跳路由器的地址。
例如，在路由器R1上添加到网络192.168.2.0/24的路由时，需要使用以下命令：此时在路由表中添加了一项到192.168.2.0/24网络的路由，下一跳路由器的地址是192.168.1.2，即R2的另一个接口的地址。
在网络中使用路由协议可以使路由器自动学习当前可用的路由，从而可以更好地进行数据包转发。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等，不同的路由协议有不同的配置方法和特点。
在GNS3中，我配置了一个常见的路由协议RIP和一个基于链路状态的OSPF协议进行实验。
1.RIP路由协议的配置在路由器中配置RIP协议需要使用以下命令：其中版本号为2时是RIPv2协议，network指定要进行路由学习的网络，noauto-summary表示禁止RIP自动汇总。
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计算机网络中的路由协议解析计算机网络中的路由协议是实现网络通信和数据传输的重要组成部分。
它们决定了数据包如何在不同网络之间传递，确保网络的正常运
行和性能优化。
本文将深入解析几种常见的计算机网络中的路由协议，包括静态路由、动态路由以及最常见的动态路由协议：RIP、OSPF和BGP。
一、静态路由
静态路由是一种手动配置的路由方式。
在静态路由中，网络管理员
需要手动指定数据包从源地址到目的地址的传送路径。
静态路由具有
配置简单、网络资源占用少的特点。
然而，它也存在一些问题，例如
当网络拓扑发生变化时，管理员需要手动更新路由信息，这对于大型
复杂网络来说是非常繁琐且容易出错的。
二、动态路由
动态路由是一种自动学习和更新路由信息的方式。
相比静态路由，
动态路由能够实现网络自动适应和优化。
动态路由协议会通过协议交
换和邻居发现机制，自动获取网络拓扑信息并根据一定的算法计算最
佳路径。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF和BGP。
1. RIP（Routing Information Protocol）
RIP是一种距离向量路由协议，它使用跳数作为确定路径的度量标准。
RIP协议的特点是简单易用、实现成本低，并且对小型网络具有良
好的适应性。
然而，RIP协议也存在一些问题，例如距离向量算法的收敛速度较慢，不适用于大型网络。
2. OSPF（Open Shortest Path First）
OSPF是一种链路状态路由协议，它利用链路状态数据库来计算网络的最短路径。
OSPF协议的特点是快速收敛、适用于大型复杂网络，并支持多种路由类型。
OSPF协议通过洪泛算法和Dijkstra算法来维护路由信息和计算最佳路径。
它还支持分级区域结构，使得网络管理更加灵活和可靠。
3. BGP（Border Gateway Protocol）
BGP是一种自治系统之间的路由协议，它主要应用于互联网中的边界网关之间。
BGP协议通过路由策略和AS路径选择来实现自治系统之间的路由决策。
BGP协议的特点是高可靠性、可扩展性强，并且支持多种路由策略。
它在互联网中的应用非常广泛，是构建全球互联网络的基石。
总结：
路由协议是计算机网络中的重要组成部分，它们决定了数据包的传递路径和网络的表现。
静态路由和动态路由是路由协议的两种基本形式，分别适用于不同规模和要求的网络。
在动态路由协议中，RIP、OSPF和BGP是最常见的协议。
RIP适用于简单网络，OSPF适用于大型复杂网络，BGP适用于自治系统之间的路由决策。
理解和掌握不同
的路由协议对于网络管理员和工程师来说是非常重要的，它们能够帮助优化网络性能，提高通信效率。