计算机网络课件：08-网络层技术（3）.pdf

计算机网络中的网络层技术是网络通信的核心部分，主要负责数据包在不同网络间的传输路径选择。本课件重点讨论了两个关键概念：边界网关协议（BGP）和下一代互联网网络层协议——IPv6。 边界网关协议（BGP）是用于不同自治系统（AS）之间交换路由信息的协议。BGP的关键特性在于它采用了路径向量算法，每个路由器不仅存储到达目的地的最短路径，还记录整个路径。BGP通过TCP连接进行安全的数据传输，确保路由信息的可靠性。BGP网关会向其邻居广播所有通往目的地的路径，接收方可以根据策略选择最佳路径，如避免竞争对手的网络，防止路由循环，并通过通告或不通告路径来控制流量。BGP的四种消息类型包括OPEN（建立连接和身份验证）、UPDATE（宣告新路径或撤销旧路径）、KEEPALIVE（维持连接有效性）和NOTIFICATION（报告错误或关闭连接）。 接着，我们讨论了IPv6，它是为了解决IPv4地址耗尽、路由表过大、协议复杂度高以及安全性不足等问题而设计的。IPv6的主要改进包括： 1. 地址长度从32位扩展到128位，极大地增加了可用地址数量，足以支持数十亿的设备。 2. IP头部简化，减少域数量，提升路由器处理速度。 3. 取消与分段相关的域，IPv6中路由器不再执行分段，而是由源主机完成，提高了效率。 4. 引入Flow label和Priority字段，支持QoS（服务质量）和流控制。 5. 增加Payload length字段，指示数据部分长度。 6. 使用Next header字段替代Protocol域，更灵活地处理扩展头部。 7. 跳数限制（Hop limit）代替TTL（Time To Live），控制IP包的生存时间。 8. 16字节的固定长度地址，简化地址表示，例如，采用冒号分隔的16进制表示法。 IPv6还引入了增强的安全性，如内置的身份验证和加密机制，以及更好地支持多播和移动性，同时具备良好的协议扩展性，允许IPv4和IPv6在一段时间内并存，以实现平滑过渡。 网络层技术，尤其是BGP和IPv6，对于构建和维护大规模的互联网基础设施至关重要。理解这些技术的工作原理和特性，对于网络管理员和IT专业人员来说，是确保网络稳定、高效和安全运行的基础。