31網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層.ppt

1、4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A1Lecture slides by Dou Jun4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A2第三單元：網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層第三單元：網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層第一講（第一講（3-13-1）: :網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A3前言前言 迄今為止，迄今為止，n 本課程的第一單元已經(jīng)就網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)描述進(jìn)行了本課程的第一單元已經(jīng)就網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)描述進(jìn)行了介紹，在分析上述描述的不完備性的基礎(chǔ)上定義了計(jì)算機(jī)介紹，在分析上述描述的不完備性的基礎(chǔ)上定義了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中“帶外信令帶外信令”的概念并用該觀點(diǎn)的概念并用該觀點(diǎn)Internet的體系結(jié)的體系結(jié)構(gòu)從新進(jìn)行了描述。構(gòu)從新進(jìn)行

2、了描述。n 本課程第二單元討論本課程第二單元討論物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)，該兩層是技術(shù)，該兩層是現(xiàn)有現(xiàn)有各種網(wǎng)絡(luò)中端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)（用戶平臺(tái)和信控管理各種網(wǎng)絡(luò)中端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)（用戶平臺(tái)和信控管理平臺(tái)）都具備的基本協(xié)議層次。平臺(tái)）都具備的基本協(xié)議層次。n 本單元將繼續(xù)用帶外信令的觀點(diǎn)講述在本單元將繼續(xù)用帶外信令的觀點(diǎn)講述在Internet現(xiàn)有體系現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中中端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)都必備端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)都必備網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層以及在以及在端系統(tǒng)必備，端系統(tǒng)必備，在通信子網(wǎng)的信控、管理平臺(tái)上也必備的在通信子網(wǎng)的信控、管理平臺(tái)上也必備的傳輸層傳輸層。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A4數(shù)據(jù)鏈

3、路層與物理層：端系統(tǒng)與通數(shù)據(jù)鏈路層與物理層：端系統(tǒng)與通信子網(wǎng)通用（已在第信子網(wǎng)通用（已在第2單元討論）單元討論）網(wǎng)絡(luò)層：端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層：端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)傳送層：端系統(tǒng)和通信子網(wǎng)傳送層：端系統(tǒng)和通信子網(wǎng) 的信控、管理平臺(tái)的信控、管理平臺(tái)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A5網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù) “面向連接面向連接”還是還是“無連接無連接”？ 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)該向運(yùn)輸層在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)該向運(yùn)輸層提供怎樣的服務(wù)（提供怎樣的服務(wù)（“面向連接面向連接”還是還是“無無連接連接”）曾引起了長期的爭論。）曾引起了長期的爭論。 爭論焦點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是：在計(jì)算機(jī)通信中，爭論焦

4、點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是：在計(jì)算機(jī)通信中，可靠交付應(yīng)當(dāng)由誰來負(fù)責(zé)？可靠交付應(yīng)當(dāng)由誰來負(fù)責(zé)？是是網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)還是還是端端系統(tǒng)系統(tǒng)？ 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A6電信網(wǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)電信網(wǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)可靠交付讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)可靠交付 面向連接面向連接的通信方式的通信方式 建立建立虛電路虛電路(Virtual Circuit)，以保證雙方，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。 如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。所發(fā)送的分組無差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。?點(diǎn)評：受電信網(wǎng)的影響，這也是點(diǎn)評：受電信網(wǎng)的影響，這也是OSI/RM最最強(qiáng)調(diào)的服

5、務(wù)。強(qiáng)調(diào)的服務(wù)。?按照按照OSI/RM對網(wǎng)絡(luò)層的功能的界定，網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)層的功能的界定，網(wǎng)絡(luò)層涉及的功能如層涉及的功能如表表1所示。所示。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A7表表1： OSI/RM對網(wǎng)絡(luò)層功能的界定對網(wǎng)絡(luò)層功能的界定4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A8應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層虛電路服務(wù)虛電路服務(wù) (Virtual Circuit, VC)H1 H2虛電路H1 發(fā)送給 H2 的所有分組都沿著同一條虛電路傳送4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A9虛電路是邏輯連接虛電路是邏輯連接 虛電路表示這只是一條虛電路表示這只是一條邏輯上的連接邏輯上的連接，分，分組都

6、沿著這條邏輯連接按照組都沿著這條邏輯連接按照存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。 請注意，電路交換的電話通信是先建立了請注意，電路交換的電話通信是先建立了一條一條真正的連接真正的連接。因此分組交換的虛連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣。一樣。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A10因特網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)思路因特網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)思路 網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的無連接的、盡最盡最大努力交付大努力交付的的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram, DG）服

7、務(wù)服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時(shí)不需要先建立連接。每一個(gè)分網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時(shí)不需要先建立連接。每一個(gè)分組（即組（即 IP 數(shù)據(jù)報(bào)）獨(dú)立發(fā)送，與其前后的分組無數(shù)據(jù)報(bào)）獨(dú)立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進(jìn)行編號(hào)）。關(guān)（不進(jìn)行編號(hào)）。 網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾。即所傳送的分組網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾。即所傳送的分組可能出錯(cuò)、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達(dá)終可能出錯(cuò)、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達(dá)終點(diǎn)），當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。點(diǎn)），當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A11盡最大努力交付的好處盡最大努力交付的好處 由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠

8、傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡單，而這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡單，而且價(jià)格低廉（與電信網(wǎng)的交換機(jī)相比較）。且價(jià)格低廉（與電信網(wǎng)的交換機(jī)相比較）。 如果主機(jī)（即端系統(tǒng)）中的進(jìn)程之間的通信需如果主機(jī)（即端系統(tǒng)）中的進(jìn)程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)中的運(yùn)輸層要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)中的運(yùn)輸層負(fù)責(zé)（包括差錯(cuò)處理、流量控制等）。負(fù)責(zé)（包括差錯(cuò)處理、流量控制等）。 采用這種設(shè)計(jì)思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)大大采用這種設(shè)計(jì)思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)大大降低，運(yùn)行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。降低，運(yùn)行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。 因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)因特

9、網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)初采用這種設(shè)計(jì)思路的正確性。初采用這種設(shè)計(jì)思路的正確性。 ?點(diǎn)評：這也是點(diǎn)評：這也是OSI/RM的實(shí)際應(yīng)用沒有成功的的實(shí)際應(yīng)用沒有成功的原因。原因。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A12應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)（Datagram, DG）H1 H2IP 數(shù)據(jù)報(bào)丟失H1 發(fā)送給 H2 的分組可能沿著不同路徑傳送4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A13虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對比虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對比對比的方面對比的方面虛電路服務(wù)虛電路服務(wù)VC數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)DG思路思路可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信應(yīng)當(dāng)由

10、網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來?？煽客ㄐ艖?yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來保證證連接的建立連接的建立必須有必須有不需要不需要終點(diǎn)地址終點(diǎn)地址僅在連接建立階段使用，每僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址分組的轉(zhuǎn)發(fā)分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作電路均不能工作出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，一些路

11、由可能會(huì)發(fā)生變化一些路由可能會(huì)發(fā)生變化分組的順序分組的順序總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序端到端的差錯(cuò)處端到端的差錯(cuò)處理和流量控制理和流量控制可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A14Internet的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議概述的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議概述 Internet網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的內(nèi)部層次的劃分網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的內(nèi)部層次的劃分nInternet的網(wǎng)絡(luò)層涉及多個(gè)協(xié)議，包括核心的網(wǎng)絡(luò)層涉及多個(gè)協(xié)議，包括核心協(xié)議協(xié)議IP、與其他層的地址映射相關(guān)的各種、與其他層的地址映射相

12、關(guān)的各種地址解析協(xié)議、與控制相關(guān)的地址解析協(xié)議、與控制相關(guān)的Internet控制控制報(bào)文協(xié)議（報(bào)文協(xié)議（ICMP）、試圖解決服務(wù)質(zhì)量而）、試圖解決服務(wù)質(zhì)量而增加的資源預(yù)留協(xié)議增加的資源預(yù)留協(xié)議RSVP,以及后來在以及后來在IP之之上打的安全補(bǔ)丁上打的安全補(bǔ)丁“安全安全I(xiàn)P協(xié)議協(xié)議”（IPSecurity, IPSec)。Internet網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖圖1所示。所示。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A15 從圖從圖1可以看出：可以看出：n Internet網(wǎng)絡(luò)層以網(wǎng)絡(luò)層以無連接無連接的的IP協(xié)議為基礎(chǔ)。協(xié)議為基礎(chǔ)。n 在通信子網(wǎng)中，在通信子網(wǎng)中，IP之上的增強(qiáng)型子層分別涉及通

13、信之上的增強(qiáng)型子層分別涉及通信子網(wǎng)的信控、管理平臺(tái)或用戶數(shù)據(jù)平臺(tái)的需要。本子網(wǎng)的信控、管理平臺(tái)或用戶數(shù)據(jù)平臺(tái)的需要。本講的重點(diǎn)是用戶數(shù)據(jù)傳輸與交換。講的重點(diǎn)是用戶數(shù)據(jù)傳輸與交換。圖圖1：Internet網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)部協(xié)議層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)部協(xié)議層次結(jié)構(gòu)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A16IP (Internet Protocol) 特點(diǎn)特點(diǎn)n 無連接協(xié)議無連接協(xié)議n 只定義了一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元只定義了一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元IP報(bào)文，變長。報(bào)文，變長。n 只對報(bào)頭校驗(yàn)，正文無校驗(yàn)。只對報(bào)頭校驗(yàn)，正文無校驗(yàn)。n 在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（路由器）中，根據(jù)目的地址查找在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（路由器）中，根據(jù)目的地址查找路徑表獲得在該節(jié)點(diǎn)

14、的輸出端口。路徑表獲得在該節(jié)點(diǎn)的輸出端口。n 路徑表的獲得或更新維護(hù)在信控、管理平臺(tái)上通路徑表的獲得或更新維護(hù)在信控、管理平臺(tái)上通過應(yīng)用層的路徑信息交換協(xié)議和相關(guān)的路徑算法過應(yīng)用層的路徑信息交換協(xié)議和相關(guān)的路徑算法生成。生成。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A17圖2： IPv4報(bào)文格式報(bào)文格式 IPv44/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A18n版本字段（版本字段（Version）為為4比特，比特，IPv4的該字段的該字段之值為之值為“4”。RFC 1700對版本號(hào)的代碼做了明確的對版本號(hào)的代碼做了明確的規(guī)定，與此相關(guān)的版本號(hào)如下：規(guī)定，與此相關(guān)的版本號(hào)如下： 0、15：保留；：保留；13、1014：尚

15、未指定；：尚未指定；4：IPv4 （RFC 791）；）；6：IPv6（RFC 2460）（注：）（注：代碼代碼“6”在在RFC 1700中，原被指定用于中，原被指定用于“Simple Internet Protocol”，現(xiàn)用于，現(xiàn)用于IPv6。）。）n報(bào)頭長度字段報(bào)頭長度字段（IHL，即，即Internet Header Length）由于報(bào)頭中有可選字段，因而報(bào)頭長由于報(bào)頭中有可選字段，因而報(bào)頭長度不固定，此字段之值指明報(bào)頭為度不固定，此字段之值指明報(bào)頭為4字節(jié)的倍數(shù)。此字節(jié)的倍數(shù)。此字段的最小值為字段的最小值為5，表示只有固定長度部分而無選項(xiàng)，表示只有固定長度部分而無選項(xiàng)，即報(bào)頭長度為

16、即報(bào)頭長度為20字節(jié)；該字節(jié)；該4比特字段的最大值為比特字段的最大值為15，故報(bào)頭最長為故報(bào)頭最長為60字節(jié)。字節(jié)。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A19n 服務(wù)類型字節(jié)服務(wù)類型字節(jié)*（TOS，即，即Type Of Service）此此8比特比特字段用于指明用戶期望的非量化的服務(wù)質(zhì)量，字段用于指明用戶期望的非量化的服務(wù)質(zhì)量，IPv4對對TOS字節(jié)中各比特的用途規(guī)定如圖字節(jié)中各比特的用途規(guī)定如圖8.3所示。所示。PrecedenceDTR00圖圖8.3 IPv4對服務(wù)類型字節(jié)的規(guī)定對服務(wù)類型字節(jié)的規(guī)定n D（Delay）：）：D=0，普通延時(shí)；，普通延時(shí)；D=1，低延時(shí)。，低延時(shí)。n T（Throu

17、ghput）：）：T=0，一般吞吐率；，一般吞吐率；T=1，高吞吐率。，高吞吐率。n R（Reliability）：）：R=0，一般可靠性；，一般可靠性；R=1，高可靠性。，高可靠性。 * 此處譯作此處譯作“服務(wù)類型字節(jié)服務(wù)類型字節(jié)”是為了與后面的標(biāo)準(zhǔn)（是為了與后面的標(biāo)準(zhǔn)（RFC 1700和和RFC 1349）中將）中將“Precedence”后面的后面的4比特重新比特重新定義為定義為TOS區(qū)別開。區(qū)別開。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A20n 報(bào)文總長度（報(bào)文總長度（Total Length）報(bào)文字節(jié)數(shù)指示，報(bào)文字節(jié)數(shù)指示，長度為長度為16比特，允許比特，允許IP報(bào)文的最大長度為報(bào)文的最大長度

18、為65 536字節(jié)。但由于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)支持的長度可能不同，字節(jié)。但由于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)支持的長度可能不同，IPv4要求支持的最大報(bào)文長度至少為要求支持的最大報(bào)文長度至少為576字節(jié)，即字節(jié)，即至少允許存放至少允許存放512字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)（字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)（64+512）。）。n 報(bào)文標(biāo)識(shí)符（報(bào)文標(biāo)識(shí)符（Identification）16比特字段，比特字段，在該報(bào)文存活期內(nèi)，在同一對通信目標(biāo)間的報(bào)文在該報(bào)文存活期內(nèi)，在同一對通信目標(biāo)間的報(bào)文中，此標(biāo)識(shí)符之值必須唯一。因此，在報(bào)文中，此標(biāo)識(shí)符之值必須唯一。因此，在報(bào)文“片片”（Fragment）重新合成報(bào)文時(shí)，可用它作為）重新合成報(bào)文時(shí)，可用它作為“片片”與原報(bào)

19、文之間的關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)符。與原報(bào)文之間的關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)符。資源預(yù)留時(shí)，用作資源預(yù)留時(shí)，用作流標(biāo)識(shí)符。流標(biāo)識(shí)符。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A21n 標(biāo)志字段（標(biāo)志字段（3比特）比特）有三位，分別是保留位（值恒為有三位，分別是保留位（值恒為“0”）；（對網(wǎng)關(guān)）；（對網(wǎng)關(guān)/路由器的）報(bào)文是否分為路由器的）報(bào)文是否分為“片片”（Fragment）的指示位）的指示位DF：DF=0，可以分，可以分“片片”，DF=1，不分，不分“片片”；是否有后續(xù)；是否有后續(xù)“片片”指示位指示位MF（More Fragment）：）：MF=0，最后一個(gè)報(bào)文，最后一個(gè)報(bào)文“片片”，MF=1，后面還有報(bào)文，后面還有報(bào)文“片片”。除最后一

20、。除最后一“片片”外，前面外，前面的的“片片”必須為必須為8字節(jié)（字節(jié)（64比特）的整數(shù)倍。比特）的整數(shù)倍。n 片位移（片位移（Fragment Offset）片位移字段除去前面占用片位移字段除去前面占用的的3比特，還剩比特，還剩13比特。比特?！捌庇捎?個(gè)或多個(gè)個(gè)或多個(gè)8字節(jié)數(shù)據(jù)塊字節(jié)數(shù)據(jù)塊（“片塊片塊”，F(xiàn)ragment Block）組成。每個(gè)數(shù)據(jù)片中的片）組成。每個(gè)數(shù)據(jù)片中的片塊數(shù)（塊數(shù)（NFB，即，即Number of Fragment Block）將用作片位）將用作片位移的計(jì)數(shù)增量。例如：報(bào)文的第一移的計(jì)數(shù)增量。例如：報(bào)文的第一“片片”的該字段為的該字段為“0”，若該若該“片片”

21、為為512字節(jié)（字節(jié)（NFB=64），分片后第），分片后第2個(gè)報(bào)文的個(gè)報(bào)文的片位移字段內(nèi)應(yīng)為片位移字段內(nèi)應(yīng)為“64”，余類推。由于，余類推。由于IP報(bào)文的最大長報(bào)文的最大長度為度為65 536字節(jié)，故最大片位移量為字節(jié)，故最大片位移量為8191。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A22n 存活期（存活期（Time To Live）*此此8比特字段用于指明報(bào)文比特字段用于指明報(bào)文在在Internet內(nèi)還能夠生存的時(shí)間（單位秒）。經(jīng)過一個(gè)路內(nèi)還能夠生存的時(shí)間（單位秒）。經(jīng)過一個(gè)路由器，處理報(bào)頭的模塊至少對該值減由器，處理報(bào)頭的模塊至少對該值減1（即使處理時(shí)間不（即使處理時(shí)間不到到1秒），當(dāng)該值減為秒），

22、當(dāng)該值減為0時(shí)，該報(bào)文被丟棄，以防止報(bào)文在時(shí)，該報(bào)文被丟棄，以防止報(bào)文在Internet內(nèi)長時(shí)間循環(huán)。目前推薦使用的存活期（內(nèi)長時(shí)間循環(huán)。目前推薦使用的存活期（TTL）的缺省初始值為的缺省初始值為64。n （上層）協(xié)議（上層）協(xié)議（Protocol）此此8比特字段用于標(biāo)識(shí)在比特字段用于標(biāo)識(shí)在IP報(bào)文用戶數(shù)據(jù)字段內(nèi)部裝載的上層協(xié)議數(shù)據(jù)使用的協(xié)議報(bào)文用戶數(shù)據(jù)字段內(nèi)部裝載的上層協(xié)議數(shù)據(jù)使用的協(xié)議（如：（如：TCP），），RFC 1700對此字對此字 段數(shù)字作了明確規(guī)定。段數(shù)字作了明確規(guī)定。 * 存活期以時(shí)間秒為單位進(jìn)行計(jì)算和處理在實(shí)踐中很難存活期以時(shí)間秒為單位進(jìn)行計(jì)算和處理在實(shí)踐中很難進(jìn)行，文本中也

23、沒說明如何實(shí)現(xiàn)。如果以絕對時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行，文本中也沒說明如何實(shí)現(xiàn)。如果以絕對時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，就要求全網(wǎng)時(shí)鐘同步或具有某種進(jìn)行計(jì)算，就要求全網(wǎng)時(shí)鐘同步或具有某種“時(shí)戳?xí)r戳”（Time Stamping）系統(tǒng)，而該功能屬于選項(xiàng)，并非所有）系統(tǒng)，而該功能屬于選項(xiàng)，并非所有網(wǎng)絡(luò)都支持。在實(shí)踐中，最簡單的方法是計(jì)算跨過的中間網(wǎng)絡(luò)都支持。在實(shí)踐中，最簡單的方法是計(jì)算跨過的中間節(jié)點(diǎn)數(shù)（節(jié)點(diǎn)數(shù)（Hop），許多），許多IPv4協(xié)議實(shí)現(xiàn)就是這樣做的，協(xié)議實(shí)現(xiàn)就是這樣做的，IPv6已將該字段改為已將該字段改為“Hop Limit”。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A23圖圖3：IPv6分組格式分組格式 IPv64/

24、18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A24 IPv6與與IPv4相比具有以下特點(diǎn)：相比具有以下特點(diǎn)：n IPv6將將IPv4的的32比特地址字段擴(kuò)展為比特地址字段擴(kuò)展為128比特，因此可以比特，因此可以支持更靈活的地址結(jié)構(gòu)體系和更大的尋址空間；地址的自支持更靈活的地址結(jié)構(gòu)體系和更大的尋址空間；地址的自動(dòng)配置也更為簡單。由于在地址中增加了（動(dòng)配置也更為簡單。由于在地址中增加了（Scope）字段，）字段，使組播（使組播（Multicast）規(guī)模更容易控制；新增加的）規(guī)模更容易控制；新增加的“任意播任意播地址地址”（Anycast Address），使節(jié)點(diǎn)可以向任意組內(nèi)的任），使節(jié)點(diǎn)可以向任意組內(nèi)的任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送

25、分組，大大增加了對數(shù)據(jù)接收對象指定的靈活一節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組，大大增加了對數(shù)據(jù)接收對象指定的靈活性。性。n IPv6報(bào)頭部分字段有所減少，優(yōu)化了部分字段，并將不常報(bào)頭部分字段有所減少，優(yōu)化了部分字段，并將不常用字段改為選項(xiàng)（地址以外的分組頭固定長從用字段改為選項(xiàng)（地址以外的分組頭固定長從12字節(jié)減少字節(jié)減少到到8字節(jié)，字段數(shù)也從字節(jié)，字段數(shù)也從12減少到減少到8）。這種改變的主要優(yōu)點(diǎn)）。這種改變的主要優(yōu)點(diǎn)是簡化了中間節(jié)點(diǎn)各字段的常規(guī)處理，但是，由于地址字是簡化了中間節(jié)點(diǎn)各字段的常規(guī)處理，但是，由于地址字段長度的大幅度增加，段長度的大幅度增加，IPv6分組的報(bào)頭固定部分仍然從分組的報(bào)頭固定部分仍然從I

26、Pv4的的20字節(jié)，增加為字節(jié)，增加為40字節(jié)。字節(jié)。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A25n 選項(xiàng)編碼方式使分組的傳輸?shù)男矢?，對選項(xiàng)選項(xiàng)編碼方式使分組的傳輸?shù)男矢撸瑢x項(xiàng)長度上的嚴(yán)格限制更少，今后增加新的選項(xiàng)也更長度上的嚴(yán)格限制更少，今后增加新的選項(xiàng)也更容易。容易。n 新增加了對新增加了對“數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流”的標(biāo)識(shí)能力（的標(biāo)識(shí)能力（Flow Labeling Capability），從而為標(biāo)識(shí)特定對象間），從而為標(biāo)識(shí)特定對象間（一對一，或一對多）連續(xù)分組數(shù)據(jù)的特定服務(wù)（一對一，或一對多）連續(xù)分組數(shù)據(jù)的特定服務(wù)需求（非缺省服務(wù)質(zhì)量或?qū)崟r(shí)性要求）提供了基需求（非缺省服務(wù)質(zhì)量或?qū)崟r(shí)性要求）提供了基

27、本手段，也為本手段，也為IP層之上的資源預(yù)留協(xié)議（層之上的資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）這類面向流的協(xié)議提供直接的支持。這類面向流的協(xié)議提供直接的支持。n IPv6還擴(kuò)展了對身份識(shí)別（還擴(kuò)展了對身份識(shí)別（Authentication）、數(shù)）、數(shù)據(jù)整體性（據(jù)整體性（Integrity）和用戶數(shù)據(jù)保密性的支持。）和用戶數(shù)據(jù)保密性的支持。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A26IPv6的分組頭各字段內(nèi)涵：的分組頭各字段內(nèi)涵：n 版本（版本（Version）字段）字段含義和長度與含義和長度與IPv4相同，相同，對對IPv6其值為其值為“6”（參見（參見RFC1700）。）。n 用戶數(shù)據(jù)等級（用戶數(shù)據(jù)等級（Traf

28、fic Class）字段）字段此此8比特比特字段是字段是IPv4中中“Type of Service”字段的替代物，字段的替代物，其目的在于為發(fā)起節(jié)點(diǎn)和中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)（其目的在于為發(fā)起節(jié)點(diǎn)和中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)（Router）指）指明此明此IPv6分組傳輸服務(wù)級別或優(yōu)先級別。有關(guān)級分組傳輸服務(wù)級別或優(yōu)先級別。有關(guān)級別的劃分和代碼將在專門的標(biāo)準(zhǔn)中制訂。別的劃分和代碼將在專門的標(biāo)準(zhǔn)中制訂。n 數(shù)據(jù)流標(biāo)簽（數(shù)據(jù)流標(biāo)簽（Flow Label）字段）字段此此20比特字比特字段意在為發(fā)起節(jié)點(diǎn)制定對分組流的處理方式的機(jī)段意在為發(fā)起節(jié)點(diǎn)制定對分組流的處理方式的機(jī)制，如非缺省服務(wù)質(zhì)量等級、制，如非缺省服務(wù)質(zhì)量等級、“實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)”數(shù)

29、據(jù)流等。數(shù)據(jù)流等。所謂數(shù)據(jù)流是在相同的所謂數(shù)據(jù)流是在相同的“一對一一對一”或或“一對多一對多”（廣播或組播）地址間連續(xù)分組流。（廣播或組播）地址間連續(xù)分組流。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A27n發(fā)送方要使用此功能時(shí)，在此字段內(nèi)填入發(fā)送方要使用此功能時(shí)，在此字段內(nèi)填入00001HexFFFFFHex之間的一個(gè)偽隨之間的一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，作為該數(shù)據(jù)流的標(biāo)識(shí)符機(jī)數(shù)，作為該數(shù)據(jù)流的標(biāo)識(shí)符2、7（評注：（評注：有些象連接標(biāo)識(shí)符，無連接有些象連接標(biāo)識(shí)符，無連接IP協(xié)議在處理協(xié)議在處理連續(xù)流時(shí)，借用了面向連接協(xié)議中的連接連續(xù)流時(shí)，借用了面向連接協(xié)議中的連接標(biāo)識(shí)符的概念）。當(dāng)發(fā)送方不使用此功能標(biāo)識(shí)符的概念）。當(dāng)發(fā)

30、送方不使用此功能時(shí)，該字段填為全時(shí)，該字段填為全“0”，中間節(jié)點(diǎn)將忽略，中間節(jié)點(diǎn)將忽略這一字段。有關(guān)對此字段詳細(xì)需求的定義這一字段。有關(guān)對此字段詳細(xì)需求的定義目前仍在研究之中，對不同數(shù)據(jù)流的處理目前仍在研究之中，對不同數(shù)據(jù)流的處理和控制需要專門的控制協(xié)議來完成，和控制需要專門的控制協(xié)議來完成，相應(yīng)相應(yīng)的工作也有待進(jìn)一步的研究。的工作也有待進(jìn)一步的研究。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A28n 用戶數(shù)據(jù)長度字段（用戶數(shù)據(jù)長度字段（Payload Length）此此16比特字段比特字段取代了取代了IPv4中的報(bào)文頭長度字段。由于中的報(bào)文頭長度字段。由于IPv4報(bào)頭可選部分報(bào)頭可選部分長度可變，因此用報(bào)

31、頭長度字段來定界；長度可變，因此用報(bào)頭長度字段來定界；IPv6將可選部分將可選部分放入用戶數(shù)據(jù)（放入用戶數(shù)據(jù)（Payload）部分，由分組頭中）部分，由分組頭中8比特的比特的“下下一頭（一頭（Next Header）”字段來指明在字段來指明在Payload中緊跟中緊跟IPv6分組頭固定部分之后的擴(kuò)展分組頭的類別。有關(guān)編碼與分組頭固定部分之后的擴(kuò)展分組頭的類別。有關(guān)編碼與IPv4中協(xié)議類型（中協(xié)議類型（Protocol）字段編碼相同（參見）字段編碼相同（參見RFC 1700）n 下一分組頭類型標(biāo)識(shí)符（下一分組頭類型標(biāo)識(shí)符（Next Header）指明緊跟在指明緊跟在IPv6分組頭后面的分組頭后面

32、的IPv6擴(kuò)展分組頭或擴(kuò)展分組頭或IP層之上的協(xié)議類型，層之上的協(xié)議類型，編碼規(guī)則與編碼規(guī)則與IPv4的的Protocol字段相同，由字段相同，由RFC 1700界定。界定。n 跨越節(jié)點(diǎn)數(shù)限制字段（跨越節(jié)點(diǎn)數(shù)限制字段（Hop Limit）此字段是此字段是IPv4中中“存活期存活期”（Time To Live）字段的替代物。）字段的替代物。IPv6用跨越用跨越節(jié)點(diǎn)數(shù)替代節(jié)點(diǎn)數(shù)替代IPv4中的在網(wǎng)中存活時(shí)間（秒）更具有可操作中的在網(wǎng)中存活時(shí)間（秒）更具有可操作性。每經(jīng)過一個(gè)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，性。每經(jīng)過一個(gè)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，Hop Limit之值被減之值被減1；減到；減到0時(shí)，該分組被丟棄。時(shí)，該分組被丟棄。4/1

33、8/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A29n 源地址源地址/目的地址（目的地址（Source/Destination Address）IPv6的地址字段由的地址字段由IPv4的的4字節(jié)增加為字節(jié)增加為16字節(jié)，以解決字節(jié)，以解決IPv4的的4字節(jié)地址的不足。字節(jié)地址的不足。RFC 2373（文獻(xiàn)（文獻(xiàn)6）對有關(guān)地址結(jié)構(gòu)）對有關(guān)地址結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的規(guī)定，有關(guān)問題將在下面單獨(dú)討論。做了詳細(xì)的規(guī)定，有關(guān)問題將在下面單獨(dú)討論。n IPv6擴(kuò)展分組頭（擴(kuò)展分組頭（IPv6 Extension Headers）IPv6提提供的擴(kuò)展分組頭是為網(wǎng)絡(luò)層可選功能，從某種意義上講也供的擴(kuò)展分組頭是為網(wǎng)絡(luò)層可選功能，從某種意義上講也

34、可以看作是可以看作是IP子層之上的控制子層之上的控制/增強(qiáng)子層的功能。這些字增強(qiáng)子層的功能。這些字段將置于段將置于IPv6固定分組頭之后，但在傳送層協(xié)議數(shù)據(jù)單元固定分組頭之后，但在傳送層協(xié)議數(shù)據(jù)單元之前。目前的之前。目前的IPv6文本中定義了文本中定義了4種擴(kuò)展分組頭，它們分種擴(kuò)展分組頭，它們分別是：逐段選項(xiàng)擴(kuò)展頭（別是：逐段選項(xiàng)擴(kuò)展頭（Hop-by-Hop Options）、路徑選）、路徑選擇擴(kuò)展頭（擇擴(kuò)展頭（Routing）、分片擴(kuò)展頭（）、分片擴(kuò)展頭（Fragment）和目的）和目的地選項(xiàng)擴(kuò)展頭（地選項(xiàng)擴(kuò)展頭（Destination Options）；另外，）；另外，RFC 2402定義

35、了身份認(rèn)證擴(kuò)展頭（定義了身份認(rèn)證擴(kuò)展頭（Authentication），），RFC 2406定定義了用戶安全數(shù)據(jù)封裝擴(kuò)展頭（義了用戶安全數(shù)據(jù)封裝擴(kuò)展頭（Encapsulating Security Payload）。有關(guān)擴(kuò)展頭格式、功能和編碼問題，我們將）。有關(guān)擴(kuò)展頭格式、功能和編碼問題，我們將在后面單獨(dú)討論。在后面單獨(dú)討論。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A30IPv4與與IPv6比較簡表比較簡表4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A316.2.1 分類的 IP 地址1. IP 地址及其表示方法 我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在

36、全世界范圍是唯一的 32 bit 的標(biāo)識(shí)符。 IP 地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號(hào)碼指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)進(jìn)行分配。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A32IP 地址的編址方法 分類的 IP 地址。這是最基本的編址方法，在 1981 年就通過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 子網(wǎng)的劃分。這是對最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)RFC 950在 1985 年通過。 構(gòu)成超網(wǎng)。這是比較新的無分類編址方法。1993 年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A33分類 IP 地址 每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字

37、段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào) host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。 兩級的 IP 地址可以記為：IP 地址 := , (6-1):= 代表“定義為”4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A34net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 1014/18/2022

38、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A35net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101A 類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 1 字節(jié)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A36net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址

39、C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 1 01B 類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 2 字節(jié)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A37net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101C 類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段 net-id 為 3 字節(jié)4/18/

40、2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A38net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101A 類地址的主機(jī)號(hào)字段 host-id 為 3 字節(jié)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A39net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bit

41、B 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101B 類地址的主機(jī)號(hào)字段 host-id 為 2 字節(jié)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A40net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101D 類地址是多播地址 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

42、A41net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bitIP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 bitB 類地址C 類地址01 1host-id8 bitD 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為 今 后 使 用1 1 1 101E 類地址保留為今后使用 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A42路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的步驟 先按所要找的 IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 把目的網(wǎng)絡(luò)找到。當(dāng)分組到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)后，再利用主機(jī)號(hào)host-id 將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目的主機(jī)。按照整數(shù)字節(jié)劃分 net-id 字段和 host-

43、id 字段，就可以使路由器在收到一個(gè)分組時(shí)能夠更快地將地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)提取出來。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A43點(diǎn)分十進(jìn)制記法 1100011111 機(jī)器中存放的 IP 地址是 32 bit 二進(jìn)制代碼10000 00000 每隔 8 bit 插入一個(gè)空格能夠提高可讀性采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法則進(jìn)一步提高可讀性128.11.3.31 128 11 3 31 將每 8 bit 的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A442. 常用的三種類別的 IP 地址 IP 地址的使用范圍 網(wǎng)絡(luò) 最大 第一個(gè) 最后一個(gè) 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)類別 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 可用的 可用的 中最大的 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 網(wǎng)絡(luò)號(hào) 主機(jī)數(shù) A 12

44、6 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 2544/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A45IP 地址的一些重要特點(diǎn) (1) IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個(gè)等級的好處是： 第一，IP 地址管理機(jī)構(gòu)在分配 IP 地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。 第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號(hào)），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所

45、占的存儲(chǔ)空間。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A46IP 地址的一些重要特點(diǎn) (2) 實(shí)際上 IP 地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。 當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的 IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 必須是不同的。這種主機(jī)稱為多接口主機(jī)(multihomed host)。 由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的 IP 地址。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A47IP 地址的一些重要特點(diǎn) (3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)

46、都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id。(4) 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A48互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3

47、N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A49互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.222

48、2.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A50互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.

49、4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A51互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.22

50、22.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。圖中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是 IP 地址中的 net-id4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A52互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1

51、.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A53互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.

52、2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A54互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.

53、1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A55互聯(lián)網(wǎng)中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.52

54、22.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)路由器直接相連的接口處，可指明也可不指明 IP 地址。如指明 IP 地址，則這一段連線就構(gòu)成了一種只包含一段線路的特殊“網(wǎng)絡(luò)” ?，F(xiàn)在常不指明 IP 地址。4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A566.2.2 IP 地址與硬件地址 TCP 報(bào)

55、文IP 數(shù)據(jù)報(bào)MAC 幀應(yīng)用層數(shù)據(jù)首部首部尾部首部鏈路層及以下使用硬件地址硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上 使用 IP 地址IP 地址4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A57HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)通信的路徑H1經(jīng)過 R1 轉(zhuǎn)發(fā)再經(jīng)過 R2 轉(zhuǎn)發(fā)H2查找路由表查找路由表4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A58HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MA

56、C 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動(dòng)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A59HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從

57、HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)從虛擬的 IP 層上看 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的流動(dòng)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A60HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)在鏈路上看 MAC 幀的流動(dòng)4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A61IP1H

58、A1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)圖中的 IP1IP2 表示從源地址 IP1 到目的地址 IP2 兩個(gè)路由器的 IP 地址并不出現(xiàn)在 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A62IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP

59、4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)路由器只根據(jù)目的站的 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A63IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2MAC 幀從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層只能看見 MAC 幀而看不見 IP

60、 數(shù)據(jù)報(bào) 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A64IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2MAC 幀從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀MAC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復(fù)雜的細(xì)節(jié)在抽象的網(wǎng)絡(luò)層上討論問題，就能夠使用統(tǒng)一的、抽象的 IP 地址研究主機(jī)和主機(jī)或主機(jī)和路由器之間的通信 4/18/2022計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)A656.2.3 地址解析協(xié)議 ARP 和逆地址解析協(xié)議 RARP 不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)