网络大典 网络协议

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网络大典:网络层协议讲解导航：一：IRDP：ICMP 路由器发现协议二：NARP：NBMA 地址解析协议三：NHRP：下一跳解析协议四：OSPF：开放最短路径优先五：RIP/RIP2：路由选择信息协议六：RIPng：路由选择信息协议下一代七：RSVP：资源预留协议　　IRDP：ICMP路由器发现协议（IRDP：ICMPRouterDiscoveryProtocol）　　IRMP路由器发现协议（IRDP）可以当作缺省网关使用，使主机能够决定路由器地址。IRDP使用与ES-IS相类似，但其应用于IP。　　路由器发现使用ICMP路由器广告及路由器请求信息，允许主机发现子网上运行的路由器地址。主机必须在他们发送数据包离开子网前发现路由器。路由器发现允许主机发现子网上运行的路由器地址。　　每一个路由器周期性地从每一个多点传送接口传送一个路由器广告，通告接口的IP地址。主机听取广告，发现邻近的路由器地址。当一个主机开始时，它就可以发送一个多点传送路由器请求申请一个立即广告。　　路由器发现信息不能形成路由器协议。它们使主机能够发现邻近路由器的存在但不能决定哪个是最好的达到特定的目的地的路由器。协议结构　　ICMP路由器广告信息： 81632bitTypeCodeChecksumNumaddrsAddrEntrySizeLifeTimeRouteraddress1PreferenceLevel1…IP字段：·SourceAddress―IP地址，信息发送接口。·DestinationAddress―配置的广告地址或相邻主机的IP地址。·Time-to-Live―如果目标地址为IP组播地址，值是1，否则生存期至少为1。ICMP字段：·Type―9·Code―0·Checksum―计算校验和时，Checksum字段设置为0。·NumAddrs―信息中广告的路由器地址号。·AddrEntrySize―具有32位字信息的每个路由器地址号（本协议中是2）。·Lifetime―路由器有效时间最大值。·RouterAddress[i]―在发送信息的i=1..NumAddrs接口发送路由器的IP地址。·PreferenceLevel[i]―每个路由器地址[i]i=1..NumAddrs作为缺省路由器地址，与同一子网中的其它路由器相关。ICMP路由器请求信息：81632bitTypeCodeChecksumReservedP字段：·SourceAddress―IP地址，信息发送接口，可能为0。 ·DestinationAddress―配置的请求地址。·Time-to-Live―如果目标地址为IP组播地址，值是1，否则生存期至少为1。ICMP字段：·Type―10·Code―0·Checksum―计算校验和时，Checksum字段设置为0。·Reserved―设置为0，接收端忽略。新的作者笔名简短内容发表时间NARP：NBMA地址解析协议（NARP：NBMAAddressResolutionProtocol）　　NBMA地址解析协议（NARP）允许希望通过非广播，多路访问（NBMA）链接层网络进行通信的终端源（主机或路由器）发现NBMA的目的终端地址，当然此前提是目的终端地址被连接到相同的NBMA网络。　　一种常规的地址解析协议，如用于IP的ARP，可能不足以解决目的终端的NBMA地址，因为它只应用于具有相同IP子网络的终端。反之，逻辑上一个NBMA网络能形成多路独立IP子网。　　一旦目的终端的NBMA地址得以解决，终端源可能开始发送IP包到目的地（在无连接NAMB网络如SMDS的情况下），也可能按照要求的带宽和QOS特征（在面向连接的NBMA网络如ATM的情况下）首先与目的地建立一个连接。 　　一个NBMA网络是非广播的，其原因可能是因为技术上它不支持广播（如X.25网络），也可能是由于某种原因广播方式不可行（如一个SMDS广播组或扩展的以太网太大）。协议结构 81632bitVersionHopCountChecksumType CodeUnusedDestinationIPAddressSourceIPAddress NBMALen.NBMAAddress（VariableLength）·Version―NARP版本号。当前值为1。·HopCount―指出在取消之前允许请求或答复跨越的最大NASs数值。·Checksum―整个NARP数据包上的标准IP检验和（从固定协议头开始计算）。·Type―NARP数据包类型。NARPRequest包含一类Code1，NARPReply包含一类Code2。·Code―对应于NARP请求的响应可能包括缓存信息。如果想获得命令回答，那么就是Code2。·SourceandDestinationIPAddress―NARP请求器的IP地址，为NBMA地址预置目标终端。·NBMALengthandNBMAAddress―源终端的NBMA地址的NBMA长度字段（二进制形式）。　NHRP：下一跳解析协议（NHRP：NextHopResolutionProtocol）　　下一跳解析协议（NHRP）是一种由连接非广播、多路访问（NBMA）式子网络的源站（主机或路由器）使用来决定目标站间的internet网络层地址和“NBMAnexthop”的NBMA子网地址的协议。如果目的地与NBMA子网连接，NBMA下一跳本身就是目标站。否则，NBMA下一跳就是从NBMA子网到目标站最近的出口路由器。NHRP被设计用于NBMA子网下的多重协议internet网络层环境。　　在到达生成响应的站之前，NBMA子网内的NHRP解析请求经过一个甚至更多的hops。包括源站在内的每个站选择邻近的NHS接受它转发的NHRP解析请求。NHS选择程序基本上解决了在协议层路由选择表上应用目标协议层地址的问题，但需要返回一个路由选择决定。这种路由选择决定被用来转发NHRP请求给底部流NHS。先前涉及的目标协议层地址存放在NHRP解析请求包中。注意：即使一个协议层地址被用来获取路由选择决定，NHRP 包不会被封装于协议层头，而是通过由它自己的头描述的封装存放于NBMA层。协议结构8162432bitar$afnar$pro.typear$pro.snapar$pro.snapar$hopcntar$pkstzar$chksumar$extoffar$op.versionar$op.typear$shtlar$sstl·ar$afn―定义传送的链路层地址类型。·ar$pro.type―为各种使用预留的无符号整数字段。·ar$pro.snap―当协议在ar$pro.type空间（不包括0x0080）具有一个分配号码，在传输NHRP信息时，必须使用简洁格式。如果Ethertype和NLPID译码同时存在，在传输NHRP信息时，必须使用Ethertype译码。当ar$pro.type值为0x0080，会使用SNAP编码扩展对协议类型进行编码。·ar$hopcnt―即HopCount。指出指出在取消之前允许NHRP数据包跨越的最大NHSs数值。ar$pktsz―NHRP数据包全长（八位字节）。·ar$chksum―整个数据包上的标准IP校验和。·ar$extoff―识别NHRP扩展的存在和位置的字段。·ar$op.version―该字段指出图象地址映射版本，该信息表示管理协议。·ar$op.type―如果ar$op是第一版，那么该字段表示NHRP数据包类型。数据包类型可能值有：1、NHRPResolutionRequest；2、NHRPResolutionReply；3、NHRPRegistrationRequest；4、NHRPRegistrationReply；5、NHRPPurgeRequest；6、NHRPPurgeReply；7、NHRPErrorIndication。·ar$sht―源NBMA地址的类型和长度。·ar$sstl―源NBMA子地址的类型和长度。OSPF：开放最短路径优先（OSPF：OpenShortestPathFirst）　　开放最短路径优先（OSPF）是一个内部路由协议，属于单个自治体系（AS）。OSPF 采用的是链状结构，便于路由器发送其它任意有关其它路由器也需要的直接连接和链接信息。每个OSPF具有相同的拓扑结构数据库。从这个数据库里，建立最短路树计算出路由表。当拓扑结构发生变化时，利用路由选择协议流量最小值，OSPF重新迅速计算出路径。OSPF支持等值多路径。区域路由选择能力使附加路由选择保护和降低路由选择协议流量均成为可能。此外，所有的OSPF路由选择协议的交换都得以鉴定。　　OSPF被设计来用于TCP/IP因特网环境，包括为CIDR提供清楚的支持以及特别起源的路由选择信息的连接。同时OSPF也为路由认证提供了更新资料，并在发送/接收这些更新资料时利用IP多点传送。　　OSPF发送基于目标IP地址并处于IP包头部的IP包。IP包被发送“asis”，由于它们经过AS，所以在任何更长的协议头中它们都没有被压缩。协议结构81632bitVersionNoPacketTypePacketlengthRouterIDAreaIDChecksumAuTypeAuthentication(64bits)·VersionNumber―协议版本号（当前为2)。·PacketType―有效类型如下：1、Hello；2、DatabaseDescription；3、LinkStateRequest；4、LinkStateUpdate；5、LinkStateAcknowledgment。·PacketLength―协议数据包的二进制长度。该长度包括标准OSPF头。·RouterID―数据包源的路由器ID。在OSPF中，路由选择协议数据包的源和目的地是邻接的两个终端。·AreaID―识别数据包归属区域。所有OSPF数据包与单个区域相关联。大多数只传播一跳（hop）。·Checksum―整个数据包内容的标准IP检验和，从OSPF数据包头开始，但不包括64位认证字段。 ·AuType―识别数据包认证模式。·Authentication―一个64位字段，供认证模式使用。RIP/RIP2：路由选择信息协议（RIP/RIP2：RoutingInformationProtocol）　　路由选择信息协议（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。作为一种内部网关协议或IGP（普通内部网关协议），路由选择协议应用于AS系统。连接AS系统有专门的协议，其中最早的这样的协议是“EGP”（外部网关协议），目前仍然应用于因特网。这样的协议通常被视为内部AS路由选择协议。RIP主要设计来利用同类技术与大小适度的网络一起工作。因此通过速度变化不大的接线连接，RIP比较适用于简单的校园网和区域网，但并不适用于复杂网络的情况。RIP2由RIP而来，属于RIP协议的补充协议，主要用于扩大RIP2信息装载的有用信息的数量，同时增加其安全性能。RIP2是一种基于UDP的协议。在RIP2下，每台主机通过路由选择进程发送和接受来自UDP端口520的数据包。　　RIP和RIP2主要适用于IPv4网络，而RIPng主要适用于IPv6网络。本文主要阐述RIP及RIP2。协议结构81632bitCommandVersionUnusedAddressFamilyIdentifierRouteTag（onlyforRIP2;0forRIP）IPAddressSubnetMask（onlyforRIP2;0forRIP）NextHop（onlyforRIP2;0forRIP）Metric·Command―该命令字段用来指定数据报用途。命令有五种：Request,Response,Traceon（已经淘汰）,Traceoff（已经淘汰）和Reserved。·Version―RIP版本号，当前为2。·AddressFamilyIdentifier―指出该入口的地址类型。由于RIP2可能使用几种不同协议传送路由选择信息，所以使用到该字段。IP中的AddressFamilyIdentifier为2。·RouteTag―路由器指定属性，必须通过路由器保存和重新广告。路由标志是分离内部和外部RIP路由线路的一种方法（路由选择域内的网络传送线路），该方法在 EGP或IGP都有引用。·IPAddress―目标IP地址。·SubnetMask―应用于IP地址，生成非主机地址部分。如果为0，说明该入口不包括子网掩码。·NextHop―中间下一跳IP地址，由路由入口指定的通向目的地的数据包需要转发到该地址。·Metric―表示从主机到目的地获得数据报过程中的整个成本。该Metric就是与网络相关联的成本总和。RIPng：路由选择信息协议下一代（应用于IPv6）（RIPng：RIPforIPv6）　　路由选择信息协议（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。作为一种内部网关协议或IGP（普通内部网关协议），路由选择协议应用于AS系统。连接AS系统有专门的协议，其中最早的这样的协议是“EGP”（外部网关协议），目前仍然应用于因特网。这样的协议通常被视为内部AS路由选择协议。RIP主要设计来利用同类技术与大小适度的网络一起工作。因此通过速度变化不大的接线连接，RIP比较适用于简单的校园网和区域网，但并不适用于复杂网络的情况。　　RIP2由RIP而来，属于RIP协议的补充协议，主要用于扩大RIP2信息装载的有用信息的数量，同时增加其安全性能。RIP2是一种基于UDP的协议。在RIP2下，每台主机通过路由选择进程发送和接受来自UDP端口520的数据包。　　RIP和RIP2主要适用于IPv4网络，而RIPng主要适用于IPv6网络。本文主要阐述RIP及RIP2。协议结构Command（1byte）Version（1byte）0（2bytes） RouteTableEntry1（20bytes）……RouteTableEntryN（20bytes）·Command—两个命令是：RequestArequestfortherespondingsystemtosendallorpartofitsroutingtableResponseAmessagecontainingallorpartofthesender’sroutingtable.·Version―协议版本号。当前为1。·RouteTableEntry―每个路由表入口包括一个目标前缀、前缀中重要位数目以及到达目的地的所消耗的成本。RSVP：资源预留协议（RSVP：ResourceReSerVationProtocol）　　RSVP是一种允许英技网上质量聚合服务的资源预留装备协议。RSVP允许通信双方的主机请求特殊质量服务以确保质量的流体数据传输。（RSVP）路由器使用RSVP发送服务质量（QOS）请求给所有结点（沿着流路径）并建立和维持这种状态以提供请求服务。通常RSVP请求将会引起每个节点数据路径上的资源预留。　　RSVP只在单方向上进行预留请求，因此，尽管相同的应用程序，进程同时可能既担当发送者也担当接受者。但RSVP对发送者与接受者是不同对待。RSVP运行在IPV4或IPV6上层，占据协议栈中传输协议的空间。RSVP不传输应用数据，但支持英特网控制协议，如ICMP、IGMP或者路由选择协议。正如路由选择和管理类协议的运行一样，RSVP的运行也是在后台执行，而并非在数据转发路径上。　　RSVP本质上并不是路由选择协议，RSVP的设计目标是运行当前和未来的单播（unicast）和组播（multicast）路由选择协议。RSVP 处理器协商本地路由选择数据以获得传送路径。在组播情况下，例如，主机发送IGMP信息到组播组，然后沿着组播组传送路径，发送RSVP信息以预留资源。路由选择协议决定数据包转发位置。RSVP只考虑根据路由选择所转发的数据包的QOS。为了有效适应大型组、动态组成员以及不同机种的接收端需求，通过RSVP，接收端可以请求一个特定的QOS[RSVP93]。QOS请求从接收端主机应用程序被传送至本地RSVP处理器，然后RSVP协议沿着预留数据路径，将此请求传送到所有节点（路由器和主机），直到接收端数据路径加入到组播分配树中。所以，接收端RSVP预留开销是成对数关系而非线性。协议结构481632bitVersionFlagsMessageTypeRSVPChecksumSendTTLReservedRSVPLength·Version―协议版本号，当前为1。·Flags―还没有定义标志位。·MessageType―可能值有：1Path，2Resv，3PathErr，4ResvErr，5PathTear，6ResvTear，7ResvConf。·RSVPChecksum―用于信息差错的校验和。·SendTTL―信息发送时的IPTTL值。·RSVPLength―RSVP信息二进制形式下的总长，包括通用头和可变长对象。