TCPIP路由技術(shù)課件：第1章 TCPIP回顧

2022/11/101路由選擇的基本知識2022/11/102第1章TCP/IP回顧2022/11/103本章主題TCP/IP協(xié)議層IP包頭IPv4地址地址解析協(xié)議ARPInternet控制消息協(xié)議ICMP主機到主機層2022/11/1041.1TCP/IP協(xié)議層2022/11/1051.2IP包頭2022/11/1061.2IP包頭版本2022/11/1071.2IP包頭版本2022/11/1081.2IP包頭包頭長度以4字節(jié)為單位，最小20字節(jié)，最大60字節(jié)服務(wù)類型2022/11/1092022/11/10101.2IP包頭總長度16位，以字節(jié)為單位，最大65535字節(jié)標(biāo)識符16位，通常與標(biāo)記字段和分段偏移一起用于數(shù)據(jù)包的分段。標(biāo)記字段3位，第1位不使用，第2位為DF，第3位為MF2022/11/10111.2IP包頭

2022/11/10122022/11/10132022/11/10141.2IP包頭分段偏移量13位，以8字節(jié)為單位生存時間8位，以秒為單位，沒經(jīng)過1跳減1，常見初始值為15和32，建議的缺省值為64。協(xié)議8位，它給出了主機到主機層或傳輸層協(xié)議的“地址”或協(xié)議號，協(xié)議字段指定了數(shù)據(jù)包中信息的類型2022/11/10152022/11/10161.2IP包頭包頭校驗和針對IP包頭的糾錯字段，不計算被封裝的數(shù)據(jù)源地址和目的地址32位可選項，長度可變，常見可選項如下松散源路由選擇嚴(yán)格源路由選擇記錄路由時間戳2022/11/1017待續(xù)2022/11/1018續(xù)2022/11/10192022/11/10201.2IP包頭填充在可選字段添加0來補足32位2022/11/10211.3IPv4地址點分式表達2022/11/10221.3.1首個八位組字節(jié)規(guī)則三類地址2022/11/10231.3.2地址掩碼如何確定網(wǎng)絡(luò)地址1對應(yīng)IPv4地址的網(wǎng)絡(luò)位，0對應(yīng)主機位IPv4地址和地址掩碼的每一位上執(zhí)行邏輯“與”操作3類IPv4的標(biāo)準(zhǔn)地址掩碼2022/11/10241.3.3子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼引入子網(wǎng)的原因A、B、C類的方式，導(dǎo)致地址浪費嚴(yán)重充分使用主機地址空間，可以增加可分配給數(shù)據(jù)鏈路的地址數(shù)量子網(wǎng)化后的IPv4地址包括3部分：網(wǎng)絡(luò)部分、子網(wǎng)部分和主機部分。地址掩碼現(xiàn)在變?yōu)樽泳W(wǎng)掩碼注意有類的路由協(xié)議不能區(qū)分全0和全1子網(wǎng)2022/11/10251.3.4子網(wǎng)規(guī)劃公式2n-2用于計算一個主網(wǎng)地址下可用的子網(wǎng)數(shù)和子網(wǎng)內(nèi)可用的主機數(shù)n表示子網(wǎng)位數(shù)2表示減去全0和全1子網(wǎng)劃分步驟步驟1：確定子網(wǎng)數(shù)和每個子網(wǎng)內(nèi)的主機數(shù)步驟2：用2n-2確定子網(wǎng)位數(shù)和主機位數(shù)步驟3：確定子網(wǎng)地址步驟4：寫出所有的主機位組合，并轉(zhuǎn)化成點分十進制2022/11/10261.3.6子網(wǎng)掩碼的故障診斷給定一個主機地址和掩碼時，需要確定地址所屬子網(wǎng)步驟1：寫出子網(wǎng)掩碼的二進制形式步驟2：IPv4地址的二進制形式步驟3：標(biāo)識子網(wǎng)位步驟4：寫出網(wǎng)絡(luò)位和子網(wǎng)位，設(shè)置主機位為0，得到子網(wǎng)地址步驟5：寫出網(wǎng)絡(luò)位和子網(wǎng)位，設(shè)置主機位為1，得到本子網(wǎng)的廣播地址步驟6：位于子網(wǎng)地址和廣播地址之間的所有地址都是合法的2022/11/10271.4地址解析協(xié)議（ARP）ARP報文格式2022/11/10281.4地址解析協(xié)議（ARP）ARP報文格式硬件類型2022/11/10291.4地址解析協(xié)議（ARP）ARP報文格式協(xié)議類型：指定發(fā)送者映射到數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的類型；IP對應(yīng)0x0800硬件地址長度：指定數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符的長度，單位是字節(jié)，MAC地址長度為6協(xié)議地址長度：指定網(wǎng)絡(luò)層地址的長度，單位為字節(jié)，IPv4地址長度為4操作：指明一個數(shù)據(jù)包是ARP請求（1）還是ARP響應(yīng)（2）。最后20個字節(jié)是發(fā)送者和目標(biāo)機的數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符和IPv4地址。2022/11/10301.4.1代理ARP也叫混雜ARP,被路由器作為向主機表明自身可用的一種手段應(yīng)用1：欺騙本地主機，將主機的數(shù)據(jù)包都送往路由器應(yīng)用2：實現(xiàn)子網(wǎng)劃分的透明性2022/11/10311.4.1代理ARP2022/11/10321.4.2無故ARP主機使用自己的IPv4地址作為目標(biāo)地址發(fā)送ARP請求，稱為無故ARP用途用于檢查重復(fù)地址用于通告一個新的數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符。一臺設(shè)備收到ARP請求會更新自己已存的ARP表項。運行HSRP（熱備份路由器協(xié)議）的路由器從其它路由變?yōu)橹髀酚善?，會發(fā)出一個無故ARP2022/11/10331.4.3反向ARP（RARP）通常用于無盤工作站2022/11/10341.5ICMP報文格式2022/11/10351.5ICMP類型字段和代碼字段2022/11/10362022/11/10371.5ICMP3種路由相關(guān)的重要的ICMP類型路由器通告和路由選擇：類型9和10，用于ICMP路由器發(fā)現(xiàn)協(xié)議重定向：類型5，被路由器用于通知主機去往指定目標(biāo)的網(wǎng)關(guān)，是數(shù)據(jù)鏈路上的另一臺路由器。(如下圖：)2022/11/1038OSPF12342022/11/10391.6主機到主機層兩種服務(wù)：TCP和UDP2022/11/10401.6.1TCP提供可靠地、面向連接的服務(wù)TCP看似一條點到點的連接，實際上這條連接并不存在TCP使用3種機制在無連接服務(wù)之上實現(xiàn)面向連接的服務(wù)序列號對包進行標(biāo)記確認(rèn)、校驗和定時器提供可靠性窗口機制調(diào)整數(shù)據(jù)包的流量，減少因接收方緩沖區(qū)滿而造成的數(shù)據(jù)包丟失2022/11/10411.6.1TCP報文格式2022/11/10421.6.1TCP報文格式源端口和目的端口：16位，應(yīng)用程序的端口號加上所在主機的IP地址稱為socket序列號：32位，確定發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)流中被封裝的數(shù)據(jù)所在位置。確認(rèn)號：32位，確定了源點下一次希望從目標(biāo)接收的序列號。報頭長度：4位，指定了以4字節(jié)為單位的報頭長度。保留：6位，通常設(shè)為02022/11/10431.6.1TCP報文格式標(biāo)記：8位，用于流和連接控制。它們從左到右分別是:擁塞窗口減少(CongestionWindowReduccd,CWR)ECN-Echo(ECE)緊急(URG)、確認(rèn)(ACK)、彈出(PsH)、復(fù)位(RsT)、同步(sYN)結(jié)束(FIN)。窗口大小:16位,主要用于流控制。窗冂大小指明了自確認(rèn)號指定的字節(jié)開始,接收方在必須停止傳輸并等待確認(rèn)之前發(fā)送方可以接收的數(shù)據(jù)段的字節(jié)。2022/11/10441.6.1TCP報文格式校驗和：16位，它包括報頭和被封裝的數(shù)據(jù),校驗和允許錯誤檢測