計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（四）網(wǎng)絡(luò)層

• 一、概述和功能
• • TCP/IP協(xié)議棧
  • IP數(shù)據(jù)報(bào)格式
  • IP數(shù)據(jù)報(bào)分片
• 二、ipv4
• • 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）
  • 子網(wǎng)劃分
  • 子網(wǎng)掩碼
  • ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）
  • DHCP協(xié)議
  • ICMP協(xié)議
• 二、ipv6
• • ipv4和ipv6的區(qū)別
  • IPv6基本地址類型
  • IPv6向IPv4過(guò)渡的策略
• 三、路由算法及路由協(xié)議
• • 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP
  • • RIP（距離向量路由算法）
    • • RIP特點(diǎn)
      • 距離向量算法
    • OSPF協(xié)議
    • • 特點(diǎn)
      • 鏈路狀態(tài)路由算法
      • OSPF的區(qū)域
  • 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）
  • • BGP協(xié)議
    • • BGP協(xié)議報(bào)文格式
      • BGP協(xié)議特點(diǎn)
      • BGP-4的四種報(bào)文
      • 三種路由協(xié)議比較
• 四、IP組播
• • IP組播地址
  • 硬件組播
  • IGMP協(xié)議
  • 組播路由選擇協(xié)議

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一、概述和功能

主要任務(wù)是把分組從源端傳到目的端，為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)層傳輸單位是數(shù)據(jù)報(bào)

功能一：路由選擇與分組轉(zhuǎn)發(fā)
功能二：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)
功能三：擁塞控制（方法一：開(kāi)環(huán)控制 方法二：閉環(huán)控制）

TCP/IP協(xié)議棧

IP數(shù)據(jù)報(bào)格式

版本：指IP的版本
首部長(zhǎng)度：占4位，以32位為單位，最大60B，常用首部20B
總長(zhǎng)度：占16位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度，單位1B
標(biāo)識(shí)：占16位,它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，每產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)包+1，并賦值給標(biāo)識(shí)字段。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度超過(guò)網(wǎng)絡(luò)的MTU時(shí)，必須分片。
標(biāo)志：占3位，標(biāo)志字段最低位位MF，MF=1標(biāo)識(shí)后面還有分片，MF=0標(biāo)識(shí)最后一個(gè)分片。
片偏移：占13位，指較長(zhǎng)的分組分片后，某片在分組的位置
首部檢驗(yàn)和：占16位，IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部檢驗(yàn)和分組中的首部
生存周期（TTL）：占8位，數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)的路由器數(shù)的最大值，確保分組不會(huì)永遠(yuǎn)在網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)
協(xié)議：占8位，指出此分組攜帶的哪種協(xié)議。
源地址字段：占4B，發(fā)送方的ip地址
目的地址字段，4B，接收方的ip地址

IP數(shù)據(jù)報(bào)分片

以太網(wǎng)的MTU是1500字節(jié)。超過(guò)需要進(jìn)行分片。

二、ipv4

IP地址：全世界唯一的32位/4字節(jié)標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)路由器主機(jī)的接口。
IP地址={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>}

特殊IP地址:

私有IP地址:

分類的IP地址

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT（Network Address Translation）：在專用網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的路由器上安裝NAT軟件，安裝了NAT軟件的路由器叫NAT路由器，它至少有一個(gè)有效的外部全球IP地址。

子網(wǎng)劃分

分類的IP地址的弱點(diǎn)：
1.IP地址空間的利用率有時(shí)很低。
2.兩級(jí)IP地址不夠靈活

子網(wǎng)掩碼

已知IP地址是141.14.72.24，子網(wǎng)掩碼是255.255.192.0，求網(wǎng)絡(luò)地址。如果子網(wǎng)掩碼是255.255.224.0，求網(wǎng)絡(luò)地址

77的二進(jìn)制：01001011
子網(wǎng)掩碼：11111100
廣播要全為1，選C

路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法：
1)從收到的分組的首部提取目的IP地址，記為D.
2)先判斷是否為直接交付。對(duì)路由器直接相連的網(wǎng)絡(luò)逐個(gè)進(jìn)行檢查:用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼
和D逐位相“與”，看結(jié)果是否和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付，否
則間接交付，執(zhí)行步驟3)。
3)若路由表中有目的地址為D的特定主機(jī)路由，則將分組傳送給路由表中所指明的下一-跳
路由器;否則，執(zhí)行4)。
4)對(duì)路由表中的每一行(目的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、下一跳地址)中的子網(wǎng)掩碼和D逐位
相“與”，其結(jié)果為N。若N與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送給該行指明的下
跳路由器; 否則，執(zhí)行步驟5)。
5)若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器:否則，執(zhí)
行步驟6)。
6)報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。

ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）

由于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終必須使用MAC地址。

ARP協(xié)議使用過(guò)程：
檢查ARP高速緩存，有對(duì)應(yīng)表項(xiàng)則寫入MAC幀，沒(méi)有則用目的MAC地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF的幀封裝并廣播ARP請(qǐng)求分組，同一局域網(wǎng)中所有主機(jī)都能收到該請(qǐng)求。目的主機(jī)收到請(qǐng)求后就會(huì)向源主機(jī)單播一個(gè)ARP響應(yīng)分組，源主機(jī)收到后將此映射寫入ARP緩存（10-20min更新一次）。

ARP協(xié)議4種典型情況：
1.主機(jī)A發(fā)給本網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)B：用ARP找到主機(jī)B的硬件地址；
2.主機(jī)A發(fā)給另一網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)B：用ARP找到本網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)路由器（網(wǎng)關(guān)）的硬件地址；
3.路由器發(fā)給本網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)A：用ARP找到主機(jī)A的硬件地址；
4.路由器發(fā)給另一網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)B：用ARP找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址。

DHCP協(xié)議

動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP是應(yīng)用層協(xié)議，使用客戶/服務(wù)器方式，客戶端和服務(wù)端通過(guò)廣播方式進(jìn)行交互，基于UDP。

DHCP提供即插即用聯(lián)網(wǎng)的機(jī)制，主機(jī)可以從服務(wù)器動(dòng)態(tài)獲取IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器名稱與IP地址，允許地址重用，支持移動(dòng)用戶加入網(wǎng)絡(luò)，支持在用地址續(xù)租。

1.主機(jī)廣播DHCP發(fā)現(xiàn)報(bào)文
2.DHCP服務(wù)器廣播DHCP提供報(bào)文
3.主機(jī)廣播DHCP請(qǐng)求報(bào)文
4.DHCP服務(wù)器廣播DHCP確認(rèn)報(bào)文

ICMP協(xié)議

ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文（5種）：
1.終點(diǎn)不可達(dá)：當(dāng)路由器或主機(jī)不能交付數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就向源點(diǎn)發(fā)送終點(diǎn)不可達(dá)報(bào)文。
2.源點(diǎn)抑制：當(dāng)路由器或主機(jī)由于擁塞而丟棄數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就向源點(diǎn)發(fā)送源點(diǎn)抑制報(bào)文，使源點(diǎn)知道應(yīng)當(dāng)把數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送速率放慢。
3.時(shí)間超過(guò)：當(dāng)路由器收到生存時(shí)間TTL=0的數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，除丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)外，還要向源點(diǎn)發(fā)送時(shí)間超過(guò)報(bào)文。當(dāng)終點(diǎn)在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的全部數(shù)據(jù)報(bào)片時(shí)，就把已收到的數(shù)據(jù)報(bào)片都丟棄，并向源點(diǎn)發(fā)送時(shí)間超過(guò)報(bào)文。
4.參數(shù)問(wèn)題：當(dāng)路由器或目的主機(jī)收到的數(shù)據(jù)報(bào)的首部中有的字段的值不正確時(shí)，就丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并向源點(diǎn)發(fā)送參數(shù)問(wèn)題報(bào)文。
5.改變路由（重定向）：路由器把改變路由報(bào)文發(fā)送給主機(jī)，讓主機(jī)知道下次應(yīng)將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給另外的路由器（可通過(guò)更好的路由）。

不應(yīng)發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)文的情況：
1.對(duì)ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文不再發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
2.對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)片都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
3.對(duì)具有組播地址的數(shù)據(jù)報(bào)都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
4.對(duì)具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的數(shù)據(jù)報(bào)不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。

ICMP詢問(wèn)報(bào)文：
1.回送請(qǐng)求和回答報(bào)文：主機(jī)或路由器向特定目的主機(jī)發(fā)出的詢問(wèn)，收到此報(bào)文的主機(jī)必須給源主機(jī)或路由器發(fā)送ICMP回送回答報(bào)文。測(cè)試目的站是否可達(dá)以及了解其相關(guān)狀態(tài)。

2.時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文：請(qǐng)某個(gè)主機(jī)或路由器回答當(dāng)前的日期和時(shí)間。用來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘同步和測(cè)量時(shí)間。

二、ipv6

ipv4和ipv6的區(qū)別

1.IPv6將地址從32位（4B）擴(kuò)大到128位（16B），更大的地址空間。
2.IPv6將IPv4的校驗(yàn)和字段徹底移除，以減少每跳的處理時(shí)間。
3.IPv6將IPv4的可選字段移出首部，變成了擴(kuò)展首部，成為靈活的首部格式，路由器通常不對(duì)擴(kuò)展首部進(jìn)行檢查，
大大提高了路由器的處理效率。
4.IPv6支持即插即用（即自動(dòng)配置），不需要DHCP協(xié)議。
5.IPv6首部長(zhǎng)度必須是8B的整數(shù)倍，IPv4首部是4B的整數(shù)倍。
6.IPv6只能在主機(jī)處分片，IPv4可以在路由器和主機(jī)處分片。
7.ICMPv6：附加報(bào)文類型“分組過(guò)大”。
8. IPv6支持資源的預(yù)分配， 支持實(shí)時(shí)視像等要求，保證一定的帶寬和時(shí)延的應(yīng)用。
9.IPv6取消了協(xié)議字段，改成下一個(gè)首部字段。
10.IPv6取消了總長(zhǎng)度字段，改用有效載荷長(zhǎng)度字段。
11.IPv6取消了服務(wù)類型字段

IPv6基本地址類型

單播：一對(duì)一通信，可做源地址+目的地址
多播：一對(duì)多通信，可做目的地址
任播：一對(duì)多的一個(gè)通信，可做目的地址

IPv6向IPv4過(guò)渡的策略

雙棧協(xié)議：雙協(xié)議棧技術(shù)就是指在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)啟用IPv4協(xié)議棧和IPv6協(xié)議棧。這樣的話，這臺(tái)設(shè)備既能和IPv4網(wǎng)絡(luò)通信，又能和IPv6網(wǎng)絡(luò)通信。如果這臺(tái)設(shè)備是一個(gè)路由器，那么這臺(tái)路由器的不同接口上，分別配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分別連接了IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)。如果這臺(tái)設(shè)備是一個(gè)計(jì)算機(jī)，那么它將同時(shí)擁有IPv4地址和IPv6地址，并具備同時(shí)處理這兩個(gè)協(xié)議地址的功能。

隧道技術(shù) ：通過(guò)使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)的方式。使用隧道傳遞的數(shù)據(jù)（或負(fù)載）可以是不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包。隧道協(xié)議將其它協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包重新封裝然后通過(guò)隧道發(fā)送。

三、路由算法及路由協(xié)議

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP

路由器間彼此交換信息，按照路由算法優(yōu)化出路由表項(xiàng)
路由更新快，適用大型網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)響應(yīng)鏈路費(fèi)用或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。算法?fù)雜，增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

RIP（距離向量路由算法）

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，是因特網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，最大優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單。
RIP協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)路由器都維護(hù)從它自己到其他每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的唯一最佳距離記錄（即一組距離）。
距離：通常為“跳數(shù)”，即從源端口到目的端口所經(jīng)過(guò)的路由器個(gè)數(shù)，經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器跳數(shù)+1。特別的，從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離為1。RIP允許一條路由最多只能包含15個(gè)路由器，因此距離為16表示網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

RIP特點(diǎn)

1.僅和相鄰路由器交換信息
2.路由器交換的信息是自己的路由表
3.每30秒交換一次路由信息，然后路由器根據(jù)新信息更新路由表。若超過(guò)180s沒(méi)收到鄰居路由器的通告，則判定鄰居沒(méi)了，并更新自己路由表

距離向量算法

對(duì)于每個(gè)相鄰路由器發(fā)過(guò)來(lái)的RIP報(bào)文，具體步驟：
1.修改相鄰路由器發(fā)來(lái)的RIP報(bào)文中所有表項(xiàng)，對(duì)地址為X的相鄰路由器發(fā)來(lái)的RIP報(bào)文，修改此報(bào)文中的所有項(xiàng)目：把“下一跳”字段中的地址改為X，并把所有的“距離”字段+1。

2.對(duì)修改后的RIP報(bào)文中的每一個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)行以下步驟：

• （1）R1路由表中若沒(méi)有Net3，則把該項(xiàng)目填入R1路由表
• （2）R1路由表中若有Net3，則查看下一跳路由器地址：

若下一跳是X，則用收到的項(xiàng)目替換源路由表中的項(xiàng)目；
若下一跳不是X， 原來(lái)距離比從X走的距離遠(yuǎn)則更新，否則不作處理。

3.若180s還沒(méi)收到相鄰路由器X的更新路由表，則把X記為不可達(dá)的路由器，即把距離設(shè)置為16。
4.返回

例題：

已知路由器R6的路由表，現(xiàn)收到相鄰路由器R4發(fā)來(lái)的路由更新信息，試更新路由器R1的路由表：

RIP協(xié)議是好消息傳得快，壞消息穿得慢

假設(shè)網(wǎng)1發(fā)生故障，R1路由器更新路由表 1 16 _ 表示網(wǎng)1不可到達(dá)，R2要發(fā)消息給網(wǎng)1，R1接收到了R2發(fā)來(lái)得RIP報(bào)文，修改R2得RIP報(bào)文 1 3 R2,與自己的1 16 _比較發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)R2到達(dá)網(wǎng)1實(shí)際上不能的，最后雙方不斷發(fā)RIP報(bào)文更新到16，不可達(dá)。

OSPF協(xié)議

特點(diǎn)

1.使用洪泛法向自治系統(tǒng)內(nèi)所有路由器發(fā)送信息，即路由器通過(guò)輸出端口向所有相鄰的路由器發(fā)送信息，而每一個(gè)相鄰路由器又再次將此信息發(fā)往其所有的相鄰路由器
2.發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)
3.只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由器才向所有路由器洪泛發(fā)送此信息。
最后，所有路由器都能建立一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，即全網(wǎng)拓?fù)鋱D。

1.每隔30min，要刷新一次數(shù)據(jù)庫(kù)中的鏈路狀態(tài)。
2.由于一個(gè)路由器的鏈路狀態(tài)只涉及到與相鄰路由器的連通狀態(tài)，因而與整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模并無(wú)直接關(guān)系。因此當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模很大時(shí)，OSPF 協(xié)議要比距離向量協(xié)議 RIP 好得多。
3.OSPF不存在壞消息傳的慢的問(wèn)題，它的收斂速度很快。

鏈路狀態(tài)路由算法

1.每個(gè)路由器發(fā)現(xiàn)它的鄰居結(jié)點(diǎn)【HELLO問(wèn)候分組】，并了解鄰居節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址。
2.設(shè)置到它的每個(gè)鄰居的成本度量metric。
3.構(gòu)造【DD數(shù)據(jù)庫(kù)描述分組】，向鄰站給出自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鏈路狀態(tài)項(xiàng)目的摘要信息。
4.如果DD分組中的摘要自己都有，則鄰站不做處理；如果有沒(méi)有的或者是更新的，則發(fā)送【LSR鏈路狀態(tài)請(qǐng)求分組】
請(qǐng)求自己沒(méi)有的和比自己更新的信息。
5.收到鄰站的LSR分組后，發(fā)送【LSU鏈路狀態(tài)更新分組】進(jìn)行更新。
6.更新完畢后，鄰站返回一個(gè)【LSAck鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組】進(jìn)行確認(rèn)。
只要一個(gè)路由器的鏈路狀態(tài)發(fā)生變化：
5.泛洪發(fā)送【LSU鏈路狀態(tài)更新分組】進(jìn)行更新。
6.更新完畢后，其他站返回一個(gè)【LSAck鏈路狀態(tài)確認(rèn)分組】進(jìn)行確認(rèn)。
7.使用Dijkstra根據(jù)自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造到其他節(jié)點(diǎn)間的最短路徑

OSPF的區(qū)域

為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF 將一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍，叫做區(qū)域。每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè) 32 位的區(qū)域標(biāo)識(shí)符（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）。區(qū)域也不能太大，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過(guò) 200 個(gè)

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）

BGP協(xié)議

BGP 所交換的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性的信息就是要到達(dá)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)所要經(jīng)過(guò)的一系列 AS。當(dāng) BGP 發(fā)言人互相交換了網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性的信息后，各 BGP 發(fā)言人就根據(jù)所采用的策略從收到的路由信息中找出到達(dá)各 AS 的較好路由。

BGP協(xié)議報(bào)文格式

一個(gè) BGP 發(fā)言人與其他自治系統(tǒng)中的 BGP 發(fā)言人要交換路由信息，就要先建立 TCP 連接，即通過(guò)TCP傳送，然后在此連接上交換 BGP 報(bào)文以建立 BGP 會(huì)話(session)，利用 BGP 會(huì)話交換路由信息。

BGP協(xié)議特點(diǎn)

BGP 支持 CIDR，因此 BGP 的路由表也就應(yīng)當(dāng)包括目的網(wǎng)絡(luò)前綴、下一跳路由器，以及到達(dá)該目的網(wǎng)絡(luò)所要經(jīng)過(guò)的各個(gè)自治系統(tǒng)序列。
在 BGP 剛剛運(yùn)行時(shí)，BGP 的鄰站是交換整個(gè)的 BGP 路由表。但以后只需要在發(fā)生變化時(shí)更新有變化的部分。這樣做對(duì)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬和減少路由器的處理開(kāi)銷都有好處。

BGP-4的四種報(bào)文

1.OPEN（打開(kāi)）報(bào)文：用來(lái)與相鄰的另一個(gè)BGP發(fā)言人建立關(guān)系，并認(rèn)證發(fā)送方。
2.UPDATE（更新）報(bào)文：通告新路徑或撤銷原路徑。
3.KEEPALIVE（保活）報(bào)文：在無(wú)UPDATE時(shí)，周期性證實(shí)鄰站的連通性；也作為OPEN的確認(rèn)。
4.NOTIFICATION（通知）報(bào)文：報(bào)告先前報(bào)文的差錯(cuò)；也被用于關(guān)閉連接。

三種路由協(xié)議比較

RIP是一種分布式的基于距離向量的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議，通過(guò)廣播UDP報(bào)文來(lái)交換路由信息。
OSPF是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，要交換的信息量較大，應(yīng)使報(bào)文的長(zhǎng)度盡量短，所以不使用傳輸層協(xié)議（如UDP
或TCP），而是直接采用IP。
BGP是一個(gè)外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，在不同的自治系統(tǒng)之間交換路由信息，由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，需要保證可靠傳輸，所
以采用TCP。

四、IP組播

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某些用戶需要特定數(shù)據(jù)時(shí)，組播數(shù)據(jù)發(fā)送者僅發(fā)送一次數(shù)據(jù)，借助組播路由協(xié)議為組播數(shù)據(jù)包建立組播分發(fā)樹(shù)，被傳遞的數(shù)據(jù)到達(dá)距離用戶端盡可能近的節(jié)點(diǎn)后才開(kāi)始復(fù)制和分發(fā)，是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式。

IP組播地址

IP組播地址讓源設(shè)備能夠?qū)⒎纸M發(fā)送給一組設(shè)備。屬于多播組的設(shè)備將被分配一個(gè)組播組IP地址（一群共同需求主機(jī)的相同標(biāo)識(shí)）。
組播地址范圍為224.0.0.0～239.255.255.255（D類地址），一個(gè)D類地址表示一個(gè)組播組。只能用作分組的目標(biāo)地址。源地址總是為單播地址。
1.組播數(shù)據(jù)報(bào)也是“盡最大努力交付”，不提供可靠交付，應(yīng)用于UDP。
2.對(duì)組播數(shù)據(jù)報(bào)不產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文。
3.并非所有D類地址都可以作為組播地址。

硬件組播

同單播地址一樣，組播IP地址也需要相應(yīng)的組播MAC地址在本地網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳送幀。組播MAC地址以十六進(jìn)制值01-00-5E打頭，余下的6個(gè)十六進(jìn)制位是根據(jù)IP組播組地址的最后23位轉(zhuǎn)換得到的

IGMP協(xié)議

1.某主機(jī)要加入組播組時(shí)，該主機(jī)向組播組的組播地址發(fā)送一個(gè)IGMP報(bào)文，聲明自己要稱為該組的成員。本地組播路由器收到IGMP報(bào)文后，要利用組播路由選擇協(xié)議把這組成員關(guān)系發(fā)給因特網(wǎng)上的其他組播路由器
2.本地組播路由器周期性探詢本地局域網(wǎng)上的主機(jī)，以便知道這些主機(jī)是否還是組播組的成員。只要有一個(gè)主機(jī)對(duì)某個(gè)組響應(yīng)，那么組播路由器就認(rèn)為這個(gè)組是活躍的；如果經(jīng)過(guò)幾次探詢后沒(méi)有一個(gè)主機(jī)響應(yīng)，組播路由器就認(rèn)為本網(wǎng)絡(luò)上的沒(méi)有此組播組的主機(jī)，因此就不再把這組的成員關(guān)系發(fā)給其他的組播路由器。

組播路由選擇協(xié)議

組播路由協(xié)議目的是找出以源主機(jī)為根節(jié)點(diǎn)的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)。構(gòu)造樹(shù)可以避免在路由器之間兜圈子。對(duì)不同的多播組對(duì)應(yīng)于不同的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)；同一個(gè)多播組，對(duì)不同的源點(diǎn)也會(huì)有不同的多播轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)。

總結(jié)

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