第 4 章 网络层

4.1 网络层提供的两种服务

网络层负责主机到主机的分组交付，核心工作可以概括为三件事：编址（IP）、转发（查表）、路由（选路）。在整个协议栈中，它是唯一「不可靠、无连接」的一层。

围绕「可靠性由谁保证」这个问题，网络层在设计上分化出两种截然不同的服务模型。

Internet 的设计哲学非常明确：网络层尽最大努力交付，把复杂性放到端系统。路由器只做「查表 + 转发」，既不维护连接状态，也不重传丢失的分组。这样做的代价是网络层本身不可靠，收益则是网络核心足够简单、易于扩展——这正是 Internet 能从几十个节点成长为今天规模的根本原因。

两种服务模型的取舍可以用一张图概括：

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数据报服务（Internet）

每个分组独立选路

路由器只查表转发

可靠性交给端系统 TCP

虚电路服务

先建立连接

按固定路径传输

网络保证可靠与顺序

设计取舍：核心简单 vs 端系统复杂

4.2 IP 地址

IP 地址是网络层的编址基础，它标识的是接口而非主机，一个主机若有多块网卡就有多个 IP 地址。

4.2.1 分类地址

早期 IPv4 采用分类编址，用地址的最高几位区分网络号长度。

分类地址的问题在于粒度太粗：一个 B 类网络可容纳 6 万多台主机，很多单位用不完却占着整块地址，造成大量浪费。这也是后来引入子网划分与 CIDR 的直接动因。

4.2.2 特殊地址

私有地址不会在公网上被路由，只能在内部网络中使用，出网时必须经过 NAT 转换。

4.2.3 子网划分

子网划分的思路是从主机号中借出若干位作为子网号，再用子网掩码标识哪些位属于网络部分。

• 子网数 $=2^n$，其中 $n$ 为借用的位数；
• 每个子网可用主机数 $=2^m-2$，其中 $m$ 为剩余主机位数，减 2 是去掉网络地址与广播地址。

例：把 192.168.1.0/24 划分为 4 个子网，需要借 2 位，掩码变为 255.255.255.192，每个子网可用主机数为 $2^6-2=62$ 台。

子网划分的推导过程可以这样理解：

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192.168.1.0/24 掩码 255.255.255.0

从主机号借 2 位作子网号

新掩码 255.255.255.192（/26）

子网数 = 2^2 = 4

每子网主机位 m = 6

可用主机数 = 2^6 – 2 = 62

4 个子网：.0 / .64 / .128 / .192

4.2.4 CIDR 与路由聚合

CIDR 用 a.b.c.d/n 的记法直接给出网络前缀长度，彻底取消了分类的概念，使地址分配可以按实际需求精确到任意 2 的幂。

• 路由聚合（超网）：把多个连续前缀合并为更短前缀。
  例：192.168.0.0/24 与 192.168.1.0/24 → 192.168.0.0/23。
• 最长前缀匹配：转发表中选与目的地址匹配的最长前缀。

[!tip] 计算套路

4.3 IP 数据报格式

IPv4 数据报首部固定 20 B，加上可选字段最长 60 B。

分片计算

当数据报长度超过链路 MTU 时必须分片。这里有两个容易踩坑的细节：片偏移的单位是 8 字节，因此除最后一片外，每片的数据长度必须是 8 的倍数。

例：数据报 4000B（20B 首部 + 3980B 数据），MTU 1500 → 每片数据 ≤1480B。

• 片 1：1480B，偏移 0，MF=1
• 片 2：1480B，偏移 185（1480/8），MF=1
• 片 3：1020B，偏移 370，MF=0

注意每片都要重新加上 20B 首部，所以实际在链路上传输的长度是 1500B、1500B、1040B。

分片过程与偏移关系如下：

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原始数据报 4000B首部 20B + 数据 3980B

MTU 1500B每片数据 ≤ 1480B

片 1：数据 1480B偏移 0，MF=1

片 2：数据 1480B偏移 185，MF=1

片 3：数据 1020B偏移 370，MF=0

链路长度 1500B

链路长度 1500B

链路长度 1040B

4.4 地址解析协议 ARP

ARP 解决的问题是：已知 IP 地址，求同一局域网内的 MAC 地址。

过程分四步：查 ARP 高速缓存 → 未命中则广播 ARP 请求 → 目标单播应答 → 写入缓存（有生存时间）。

关键点在于：跨网段通信时，ARP 解析的是默认网关的 MAC 地址，而非最终目的主机的 MAC 地址。因为帧只能在本地链路内传输，目的 IP 地址始终不变，但目的 MAC 地址会逐跳改变。

四种典型情况：同网段主机、跨网段主机、路由器转发、路由器到主机。

ARP 解析的完整时序：

"目标主机/网关""本地局域网（广播）""ARP 高速缓存""源主机""目标主机/网关""本地局域网（广播）""ARP 高速缓存""源主机"#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 p{margin:0;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .labelText,#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .loopText,#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .noteText,#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 .actor-man circle,#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-CcnpDpAMjsyyPSU3 :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}alt[缓存命中][缓存未命中]查询目的 IP 对应的 MAC直接返回 MAC广播 ARP 请求（目的 IP）请求送达单播 ARP 应答（自身 MAC）写入缓存（带生存时间）

[!warning] ARP 欺骗
ARP 无认证，攻击者可伪造应答实现中间人攻击，需配合静态绑定或 DAI。

4.5 IP 层转发流程

一个分组到达路由器后，转发过程可以拆成五步：

#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe p{margin:0;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .label{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .label text,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node rect,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node circle,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node ellipse,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node polygon,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .rough-node .label text,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node .label text,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .image-shape .label,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .rough-node .label,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node .label,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .image-shape .label,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .icon-shape,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .icon-shape p,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-S9tuFMniffOt0Joe :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}

是

否

收到分组

提取目的 IP

同网段?

ARP 解析目的主机 MAC

查路由表最长前缀匹配

ARP 解析下一跳 MAC

TTL 减 1 并重算检验和

封装成帧发出

4.6 路由选择协议

路由协议分为自治系统内部与自治系统之间两大类。

RIP 距离向量更新规则：收到邻居路由表后，所有距离 +1；若下一跳相同则无条件更新，否则仅当距离更小时更新。

OSPF 五种分组：问候（Hello）、数据库描述、链路状态请求、链路状态更新、链路状态确认。

三类路由协议的定位关系：

#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE p{margin:0;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .label{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .label text,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node rect,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node circle,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node ellipse,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node polygon,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .rough-node .label text,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node .label text,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .image-shape .label,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .rough-node .label,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node .label,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .image-shape .label,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .icon-shape,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .icon-shape p,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-FDx2t2PSGguEmWCE :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}

路由选择协议

自治系统内部 IGP

自治系统之间 EGP

RIP距离向量 Bellman-Ford最大 15 跳

OSPF链路状态 Dijkstra分区域，收敛快

BGP路径向量，基于策略TCP 179

4.7 路由器结构

控制平面与数据平面分离是 SDN 的核心思想：转发表由远程控制器下发，路由器本身退化为纯粹的转发设备。

4.8 IPv6

过渡技术：双协议栈、隧道技术（IPv6 封装在 IPv4 中）、NAT64。

4.9 组播、VPN 与 NAT

• IP 组播：D 类地址，IGMP 管理组成员，组播路由协议（DVMRP、PIM）。
• VPN：利用公网建立专用通道，隧道技术 + 加密（IPsec）。
• NAT：私有地址与公网地址转换，NAPT 用端口区分内网主机；缓解 IPv4 地址枯竭。

本章考点

[!tip] 必会

关联

• 上级：[[计算机网络总纲]]
• 上一章：[[第3章 数据链路层]]
• 下一章：[[第5章 运输层]]