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[网络协议]【计算机网络，中软国际Java面试

*   [IPv4向IPv6的过渡（双协议栈、隧道）](about:blank#IPv4IPv6_178)

*   [双协议栈](about:blank#_184)

*   [隧道技术](about:blank#_187)

知识点总结

计算机专业基础笔记目录可以点这里：计算机专业基础笔记目录

Internet原理与技术1（IP地址、IP数据报、ARP协议、ICMP协议、子网编址、无分类编址与CIDR、IP分组的转发）

因特网的路由协议

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自治系统与路由协议分类（IGP、EGP）

从路由算法的自适应性(对网络变化的适应能力)考虑，路由算法可分为两类：

静态路由选择策略

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

自适应路由选择，特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现较为复杂，开销也比较大。

因特网有两大类路由选择协议：

内部网关协议（IGP, Interior Gateway Protocol）

即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。

目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和 OSPF 协议。
外部网关协议（EGP, External Gateway Protocol）

即在自治系统之间交换网络可达性信息所用的路由选择协议。

在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4。

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内部网关协议 - RIP

路由信息协议RIP 是 内部网关协议IGP 中最先得到广泛使用的协议。
RIP协议是一种分布式的基于距离向量的内部路由选择协议。
RIP协议是通过“距离”的定义，来实现对最短路径的寻找。它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”。
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每一个目的网络的距离记录。
把从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。规定“距离”最大值为16，相当于不可达。

【例】RIP路由信息表的交换

本例中，经过三次交换，每个路由的路由信息表就包含了其他网络。

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RIP工作过程

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内部网关协议 - OSPF

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OSPF 对不同的链路可根据 IP 分组的不同服务类型 TOS而设置成不同的代价。
可以将通信量分配给多条相同代价的路径；这叫作多路径间的负载平衡。
OSPF 规定每隔一段时间，如 30 分钟，要刷新一次数据库中的链路状态。
由于一个路由器的链路状态只涉及到与相邻路由器的连通状态，因而与整个互联网的规模并无直接关系。

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外部网关协议 - BGP

运行TCP上的一种自治系统的路由协议；
唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议；
唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议；
采用路径向量路由协议；
找到一条能够到达目的网络的且比较好的路由路径，并非一条最佳路由；

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路由协议总结

RIP 协议：

基于距离向量的分布式路由选择协议
只适用于小型网络，最大跳数为15
不能同时使用多条路由
每隔30秒向相邻路由器广播自己的整个路由表
使用运输层的UDP进行传输消息

OSPF 协议：

链路状态路由选择协议
采用 Dijkstra 最短路径算法
采用洪泛法来更新链路状态信息
所有路由器都维持一个链路状态数据库
直接使用IP数据报来传送信息

BGP 协议：

路径向量协议，保存路径
两个不同的自治系统之间交换信息
需要用邻站可达性过程来维持

网络地址转换 NAT

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网络地址转换 NAT (Network Address Translation)方法于1994年提出，用来解决本地编址的内部网络与外网通信的问题。
需要在专用网连接到因特网的路由器上安装 NAT 软件。

装有 NAT 软件的路由器叫做 NAT路由器，它至少有一个有效的外部 全球地址 IPG。
所有使用本地地址的主机在和外界通信时都要在 NAT路由器上 将其本地地址转换成 IPG 才能和因特网连接。

【例】NAT路由转换

本地发送消息给服务器时：NAT路由器将源IP 替换为全球地址，并记录在映射表。

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服务器发送消息给本地时：NAT路由器根据映射表将全球地址替换为专用地址。

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【例】引入端口后的NAT路由转化

本地发送消息给服务器：替换 源IP 和 源端口，并记录映射表中。

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服务器发送消息给本地：根据映射表替换 目地IP 和 目的端口。

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下一代网际协议IPv6

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下一代网际协议概述

从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看，现在 IPv4 已很不适用。

最主要的问题是 32 bit 的 IP 地址不够用。
要解决 IP 地址耗尽的问题的措施：

采用无类别编址 CIDR，使 IP 地址的分配更加合理；

采用子网技术，实现相同网络地址在不同物理网络之间的复用；

采用网络地址转换 NAT方法以节省全球 IP 地址；

采用具有更大地址空间的新版本的 IP 协议 IPv6。

IPv6 所引进的主要变化如下：