2023學(xué)年完整公開課版146IP提供的服務(wù)

IP提供的服務(wù)1任務(wù)描述華云數(shù)據(jù)集團基于CloudUltra?私有云為兵工物資集團構(gòu)建私有云平臺，在保障平臺的高可靠性、高可用性、高安全性的基礎(chǔ)之上，為兵工物資集團提供持續(xù)性、可擴展性、可管理性的服務(wù)。和傳統(tǒng)模式相比基礎(chǔ)設(shè)施使用率提高了75%以上，數(shù)據(jù)可靠性提高到了99.9%，保證兵工物資集團數(shù)據(jù)安全可控，滿足集團業(yè)務(wù)需求。本節(jié)主要講解兵工物資集團構(gòu)建私有云平臺項目的實施過程中，用到的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識。目錄IP提供的服務(wù)IP信息包的分割與重組IP信息包傳送2IP提供的服務(wù)3IP所提供的服務(wù)大致可歸納為兩類：IP信息包的傳送IP信息包的分割與重組IP信息包傳送5IP是網(wǎng)絡(luò)之間信息傳送的協(xié)議，可將IP信息包從源設(shè)備(例如用戶的計算機)傳送到目的設(shè)備(例如某部門的www服務(wù)器)。為了達到這樣的目的，IP必須依賴IP定址與IP路由器兩種機制來實現(xiàn)。IP定址4IP規(guī)定網(wǎng)絡(luò)上所有的設(shè)備都必須有一個獨一無二的IP地址，就好比是郵件上都必須注明收件人地址，郵遞員才能將郵件送到。同理，每個IP信息包都必須包含有目的設(shè)備的IP地址，信息包才可以正確地送到目的地。同一設(shè)備不可以擁有多個IP地址，所有使用IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至少有一個唯一的IP地址。換言之，可以分配多個IP地址給同一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是同一個IP地址卻不能重復(fù)分配給兩個或以上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。IP路由6互聯(lián)網(wǎng)是由許多個網(wǎng)絡(luò)連接所形成的大型網(wǎng)絡(luò)。如果要在互聯(lián)網(wǎng)中傳送IP信息包，除了確保網(wǎng)絡(luò)上每個設(shè)備都有一個唯一的IP地址之外，網(wǎng)絡(luò)之間還必須有傳送的機制，才能將IP信息包通過一個個的網(wǎng)絡(luò)傳送到目的地。此種傳送機制稱為IP路由。各個網(wǎng)絡(luò)通過路由器相互連接。路由器的功能是為IP信息包選擇傳送的路徑。換言之，必須依靠沿途各路由器的通力合作，才能將IP信息包送到目的地。在IP路由的過程中，由路由器負責(zé)選擇路徑，IP信息包則是被傳送的對象。

IP路由7IP地址與IP路由是IP信息包傳送的基礎(chǔ)。此外，IP信息包傳送時還有一項很重要的特性，即使用非連接式的傳送方式。非連接式的傳送方式是指IP信息包傳送時，源設(shè)備與目的設(shè)備雙方不必事先連接，即可將IP信息包送達。即源設(shè)備完全不用理會目的設(shè)備，而只是單純地將IP信息包逐一送出。至于目的設(shè)備是否收到每個信息包、是否收到正確的信息包等，則由上層的協(xié)議(例如TCP)來負責(zé)檢查。使用非連接式的優(yōu)點是過程簡單化，可提高傳輸?shù)男省４送?，由于IP信息包必須通過IP路由的機制，在一個個路由器之間傳遞，非連接式的傳送方式較易在此種機制中運行。相對于非連接式的傳送方式，也有連接式的傳送方式，也就是源與目的設(shè)備雙方必須先建立連接，才能進一步傳輸數(shù)據(jù)，TCP就是使用連接式的傳送方式。IP信息包的分割與重組3為了能把一個IP報文放在不同的物理幀中，最大IP報文的長度就只能等于這條路徑上所有物理網(wǎng)絡(luò)的MTU的最小值。當(dāng)數(shù)據(jù)報通過一個可以傳輸長度更大的幀的網(wǎng)絡(luò)時，把數(shù)據(jù)報的大小限制在互聯(lián)網(wǎng)上最小的MTU之下不經(jīng)濟；如果數(shù)據(jù)報的長度超過互聯(lián)網(wǎng)中最小的MTU值的話，則當(dāng)該數(shù)據(jù)報在穿越該子網(wǎng)時，就無法被封裝在一個幀中。[2]IP協(xié)議在發(fā)送IP報文時，一般選擇一個合適的初始長度。如果這個報文要經(jīng)歷的中間物理網(wǎng)絡(luò)的MTU值比IP報文長度要小，則IP協(xié)議把這個報文的數(shù)據(jù)部分分割成若干個較小的數(shù)據(jù)片，組成較小的報文，然后放到物理幀中去發(fā)送。每個小的報文稱為一個分段。分段的動作一般在路由器上進行。如果路由器從某個網(wǎng)絡(luò)接口收到了一個IP報文，要向另外一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，而該網(wǎng)絡(luò)的MTU比IP報文長度要小，那么就要把該IP報文分成多個小IP分段后再分別發(fā)送。IP信息包的分割與重組5重組是分段的逆過程，把若干個IP分段重新組合后還原為原來的IP報文。在目的端收到一個IP報文時，可以根據(jù)其分段偏移和MF標(biāo)志位來判斷它是否是一個分段。如果MF位是0，并且分段偏移為0，則表明這是一個完整的IP數(shù)據(jù)報。否則，如果分段偏移不為0，或者MF標(biāo)志位為1，則表明它是一個分段。這時目的地端需要實行分段重組。IP協(xié)議根據(jù)IP報文頭中的標(biāo)識符字段的值來確定哪些分段屬于同一個原始報文，根據(jù)分段偏移來確定分段在原始報文中的位置。如果一個IP數(shù)據(jù)報的所有分段都正確地到達目的地，則把它重新組織成一個完整的報文后交給上層協(xié)議去處理。IP信息包的分割與重組5總結(jié)如下：IP信息包在傳送過程中，可能會經(jīng)過許多個使用不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)IP信息包是從ATM網(wǎng)絡(luò)所發(fā)出，原始長度為9180B，如果IP路由途中經(jīng)過以太網(wǎng)絡(luò)，便面臨信息包太大，無法在以太網(wǎng)絡(luò)上傳