IPv6、路由器与网络层协议详解：从IPv4到IPv6的演进

在谢希仁版的《网络协议》第五章中，网络层是计算机网络架构的关键部分，主要探讨了结点与接口的概念、IPv6的发展以及相关的协议和技术。章节内容涵盖了以下几个核心知识点： 1. **路由器的作用**：路由器在网络中的核心功能是实现网际互连。当源主机需要将数据报发送给不在同一网络的另一主机时，路由器负责进行间接交付，通过转发表确定并转发数据包。 2. **IP地址与硬件地址**：IPv6将主机和路由器统称为节点，并为每个节点上的接口分配唯一的IP地址。IP地址用于标识网络中的设备，而硬件地址（如MAC地址）则是数据链路层的标识，用于直接的数据传输。 3. **地址解析协议（ARP）和逆地址解析协议（RARP）**：这些协议帮助网络设备之间建立IP地址和硬件地址之间的映射关系，以便数据包能够正确发送和接收。 4. **子网划分和超网**：通过子网掩码，网络被划分为多个子网，这有助于减少IP地址的浪费，同时简化路由过程。无分类编址（CIDR）方法是一种更高效的子网划分策略。 5. **路由选择协议**：如内部网关协议（IGP）如RIP、OSPF和外部网关协议（EGP）如BGP，它们负责在网络中找到最佳路径，确保数据包的高效传输。 6. **组播与IGMP**：组播技术允许高效地向多个接收者发送数据，而IGMP则用于管理网络中的组播组。 7. **网络地址转换（NAT）**：NAT作为一种节约IP地址的技术，通过将内部私有地址转换为公共地址，减少全球地址空间的需求。 8. **IPv6的进展与IPv4过渡**：IPv6设计上解决了IPv4地址耗尽的问题，其地址空间巨大，且包含新的首部字段和扩展首部，支持多方面的新功能。IPv4到IPv6的过渡是网络发展的重要阶段。 9. **IPv6的路由选择和ICMPv6**：IPv6的路由选择机制与IPv4类似，但ICMPv6提供了全新的错误报告和控制功能。 10. **路由器结构和转发/路由选择的区别**：路由器内部结构包括路由选择处理机和转发表，转发是根据转发表进行数据包的物理移动，而路由选择则是通过算法确定最佳路径。 这一章深入剖析了网络层如何通过结点、接口和协议来组织数据包的传输，以及如何通过路由器进行有效的路由选择，确保互联网的正常运作。这对于理解和设计网络架构，特别是对IP协议的理解至关重要。