網(wǎng)絡第五章網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡第五章網(wǎng)絡層第1頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月TCP/IP的主要協(xié)議

FTP

telnet

HTTP

SMTP

SNMP

DNS

其他

TCP

UDPIPARP/RARPICMP

Ethernet

Token

Ring

FDDI

ATM其他第2頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)際層的主要功能提供與多種網(wǎng)絡的接口，支持異構(gòu)網(wǎng)絡的互連。將不同的網(wǎng)絡技術(shù)在網(wǎng)絡層統(tǒng)一在IP協(xié)議之下----

不同網(wǎng)絡技術(shù)的主要區(qū)別在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，如不同的局域網(wǎng)技術(shù)和廣域網(wǎng)技術(shù)。負責接收數(shù)據(jù)報并將其獨立地發(fā)送到目標網(wǎng)絡上----

不同的數(shù)據(jù)包可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡路徑。第3頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4IP協(xié)議網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP協(xié)議棧中核心協(xié)議之一，使用IP可使眾多的小網(wǎng)絡通過路由器構(gòu)成大網(wǎng)絡。網(wǎng)際層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元是IP數(shù)據(jù)報，其包含了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時所必須的信息。第4頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)絡網(wǎng)絡路由器路由器每個分組的首部都有IP地址信息源IP地址目的IP地址網(wǎng)絡路由器根據(jù)目的IP地址查找路由表查出下一跳路由器的地址根據(jù)目的IP地址查找路由表查出下一跳路由器的地址網(wǎng)絡路由器第5頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP協(xié)議規(guī)定：IP

地址是32

位二進制數(shù)字：11001010011011001111100111001110為方便閱讀和從鍵盤上輸入，可把每8

位二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個十進制數(shù)字，并用小數(shù)點隔開：06這就是“點分十進制”記法。我們從鍵盤上輸入點分十進制的

IP地址，計算機就把它轉(zhuǎn)換為

32位的二進制數(shù)字。二進制與點分十進制第6頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址分類IP地址由兩部分組成，即網(wǎng)絡標識（net_id）和主機標識（host_id）。net_id用來確定某一特定網(wǎng)絡，而host_id指明屬于該網(wǎng)絡下的一臺主機。這點與電話號相近但又有區(qū)別，網(wǎng)絡ID沒有地域?qū)傩?。根?jù)網(wǎng)絡規(guī)模不同，將常用的IP地址分為A、B、C三類第7頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月三類基本IP地址第8頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址分類特征類別最大網(wǎng)絡數(shù)最小網(wǎng)絡號最大網(wǎng)絡號最大主機數(shù)A126112616777214

至54B16382128.0/1191.25465535

至54C2097150192.0.0/1233.255.254254

至54第9頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月私有IP地址為了滿足內(nèi)部網(wǎng)絡的需要，IANA將A、B、C三類地址中的一部分保留下來，作為私人IP地址使用。類別IP地址范圍網(wǎng)絡ID網(wǎng)絡數(shù)A~55101B~55172.16~172.3116C~55192.168.0~192.168.255254第10頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月特殊IP地址全0或全1的地址有特殊意義網(wǎng)絡主機源目的含義00可以不可本網(wǎng)絡上的本主機0h_id可以不可本網(wǎng)絡上的某個主機全1全1不可可以只在本網(wǎng)絡廣播n_id全1不可可以對某網(wǎng)絡廣播127任意可以可以本地軟件回送測試第11頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月其他IP地址D類IP地址是多播地址，主要留給IAB因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會使用。E類地址保留今后使用1110多播地址D類11110保留地址E類第12頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼（SubnetMask)Question

機器如何獲知源或目標機器所在的網(wǎng)絡號？如何從給定的IP地址中分離出網(wǎng)絡號和主機號？Answer

子網(wǎng)掩碼（SubnetMask)

第13頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼（SubnetMask)子網(wǎng)掩碼(subnetmasking)的功能是告知主機或路由設備，地址的哪一部分是包括子網(wǎng)的網(wǎng)絡號部分，哪一部分是主機號部分。子網(wǎng)掩碼使用與IP地址相同的編址格式，即4個8位組的32位長格式。在子網(wǎng)掩碼中，網(wǎng)絡部分和子網(wǎng)絡部分對應的位全為“1”，主機部分對應的位全為“0”。通過將子網(wǎng)掩碼與IP地址進行“與”操作，可提供所給定的IP地址所屬的網(wǎng)絡號（包括子網(wǎng)絡號）。第14頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月net-idnet-idhost-id為全0net-id網(wǎng)絡地址A類地址默認子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址B類地址默認子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡地址C類地址默認子網(wǎng)掩碼111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111100000000000000001111111100000000host-id為全0host-id為全0A類、B類和C類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼第15頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址的一些重要特點(1)IP地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)。分兩個等級的好處是：第一，IP

地址管理機構(gòu)在分配

IP

地址時只分配網(wǎng)絡號，而剩下的主機號則由得到該網(wǎng)絡號的單位自行分配。這樣就方便了

IP

地址的管理。第二，路由器僅根據(jù)目的主機所連接的網(wǎng)絡號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。第16頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址的一些重要特點(2)實際上IP地址是標志一個主機（或路由器）和一條鏈路的接口。當一個主機同時連接到兩個網(wǎng)絡上時，該主機就必須同時具有兩個相應的IP地址，其網(wǎng)絡號net-id必須是不同的。這種主機稱為多接口主機(multihomedhost)。由于一個路由器至少應當連接到兩個網(wǎng)絡（這樣它才能將IP數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡），因此一個路由器至少應當有兩個不同的IP地址。第17頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址的一些重要特點(3)用中繼器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡號net-id。(4)所有分配到網(wǎng)絡號net-id的網(wǎng)絡，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。第18頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址的分配與管理Internet連接了全世界的成千上萬的網(wǎng)絡及大小網(wǎng)絡設備，而且不斷地在擴展。為了保證IP地址不重復，由Internet網(wǎng)絡信息中心NIC統(tǒng)一管理。NIC管理的是IP地址中的net_id字段，而host_id字段由獲得了IP地址的單位自行分配管理。如我校申請了C類地址后，擁有分配254臺主機的權(quán)利。第19頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP子網(wǎng)的劃分現(xiàn)有IP地址分配方法存在很大浪費。如某單位有10000臺主機連入Internet，申請到了一個B類IP地址,于是其余55000多個IP地址就浪費了，因為其他單位不能再使用這個網(wǎng)絡的地址了。另外如果上述10000臺主機連入同一個網(wǎng)絡一旦發(fā)生廣播風暴是很難處理的。容易造成網(wǎng)絡癱瘓。需要一種技術(shù)將這個大網(wǎng)絡在內(nèi)部劃分為由不同部門來管理的小網(wǎng)絡。第20頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月在主機標識部分利用子網(wǎng)掩碼，將其前若干比特作為“子網(wǎng)號字段”，其余仍作為主機號。將本單位所屬主機劃分為若干個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)分配一個子網(wǎng)號，各子網(wǎng)間利用路由器相連，方便管理子網(wǎng)劃分屬于本單位內(nèi)部使用，從外部看各部門的子網(wǎng)仍是同一個大網(wǎng)絡。劃分子網(wǎng)的基本思路第21頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月凡是從其他網(wǎng)絡發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡號

net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡上的路由器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡號net-id和子網(wǎng)號subnet-id找到目的子網(wǎng)。最后就將IP數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。劃分子網(wǎng)的基本思路（續(xù)）第22頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月………01014563所有到網(wǎng)絡的分組均到達此路由器我的網(wǎng)絡地址是R1R3R2網(wǎng)絡一個未劃分子網(wǎng)的B類網(wǎng)絡第23頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡01014563………子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)所有到達網(wǎng)絡的分組均到達此路由器網(wǎng)絡R1R3R2第24頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月若有三個主機數(shù)在30的網(wǎng)段，需要從NIC為其申請幾個C類網(wǎng)絡?

1個還是3個C類網(wǎng)絡？第25頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月申請3個C類網(wǎng)絡的分析：

用掉的IP地址為3*30=90個浪費的IP地址為3*（254-30）=672

浪費率為672/（254*3）=88.19%子網(wǎng)劃分技術(shù)分析第26頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)劃分由網(wǎng)絡管理員將一個A類、B類或C類網(wǎng)絡劃分成若干個規(guī)模更小的子網(wǎng)絡，簡稱子網(wǎng)(subnets)。目標：

-提供IP地址使用的靈活性

-減少廣播域的大小問題:

如何進行子網(wǎng)劃分？第27頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月從一個IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡是否進行了子網(wǎng)的劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)部分。子網(wǎng)掩碼第28頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡號net-idhost-id三級IP地址主機號subnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0第29頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月(IP

地址)AND(子網(wǎng)掩碼)=

網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡號三級IP地址主機號net-idhost-idsubnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)部分本地部分因特網(wǎng)部分本地部分劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0AND第30頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)劃分為了獲得子網(wǎng)標識，網(wǎng)管從主機位中借出若干位，指定作為子網(wǎng)絡標識。必須為主機位中的高n位。從主機位中所借的子網(wǎng)位的位數(shù)n取決于子網(wǎng)絡的規(guī)模n的最小值為2（為什么不是1？）n的最大值是多少？

只要能保證有2位的主機標識位。第31頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼10net_idhost_id11111111111111110000000000000000255.255.0.0B類IP地址標準子網(wǎng)掩碼10net_idhost_idsubnet11111111111111111111110000000000255.255.252.0劃分了子網(wǎng)的B類IP地址該子網(wǎng)掩碼從host_id中劃出高六位作為子網(wǎng)號子網(wǎng)劃分是使用子網(wǎng)掩碼來實現(xiàn)的。由一連串的“1”與“0”組成，“1”對應網(wǎng)絡號而“0”對應主機號。第32頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月最大的子網(wǎng)位網(wǎng)絡的類

缺省的主機位長度最大的子網(wǎng)位長度A2422B1614C86第33頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)位與子網(wǎng)規(guī)模SubnetbitsSubnetnumber

validsubnetnumber121=22-2=0222=44-2=2323=88-2=6424=1616-2=14525=3232-2=30626=6464-2=62727=128128-2=126828=256256-2=254929=512512-2=510…….…第34頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)絡標識與網(wǎng)絡廣播地址的變化無子網(wǎng)劃分時，網(wǎng)絡位就是網(wǎng)絡標識。子網(wǎng)劃分后:

需要將網(wǎng)絡位及子網(wǎng)絡位同時作為主機所在的網(wǎng)絡的標識。廣播地址也要進行相應的改變。

第35頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月C類子網(wǎng)劃分舉例(A-1)如何對一個C類網(wǎng)絡劃分，以得到兩個可用的子網(wǎng)Question1:

需要借多少位作為子網(wǎng)位?Answer1:

借2位Question2:

你可得到多少子網(wǎng)?其中可用的是幾個?Answer2:4個子網(wǎng)，但只有2個是可用的。第36頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月C類子網(wǎng)劃分舉例(A-2)Question3:

每個子網(wǎng)得到的(可用的?)子網(wǎng)地址范圍是什么?

Answer3:

subnet1:

X.X.X.00000000-X.X.X.00111111

(-3)

subnet2:X.X.X.01000000-X.X.X.01111111

(4-27)

subnet3:X.X.X.10000000-X.X.X.10111111

(28-91)

subnet4:X.X.X.11000000-X.X.X.11111111

(92-55)

第37頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月C類子網(wǎng)劃分舉例(A-3)Question4:

每個子網(wǎng)的廣播地址Answer4:

subnet1:

X.X.X.00111111-3

subnet2:

X.X.X.01111111-27subnet3:

X.X.X.10111111-91subnet4:

X.X.X.11111111-55第38頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月C類子網(wǎng)劃分舉例(A-4)Question5:

每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡號（含子網(wǎng)絡號）Answer5:

subnet1:X.X.X.00000000()

subnet2:X.X.X.01000000(4)

subnet3:X.X.X.10000000(28)subnet4:X.X.X.11000000(92)第39頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月C類子網(wǎng)劃分舉例(A-5)Question6:

每個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是什么？Answer6:everysubnetwouldhavethesamesubnetmask,itis:

11111111.11111111.11111111.11000000

or

255.255.255.192Question7:

每個子網(wǎng)擁有多少臺主機?Answer7:

26-2=64-2=62第40頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月回到最初的問題，現(xiàn)在你知道該申請多少個C類地址了嗎？請同學們課后完成。對這三個主機規(guī)模不大于30的網(wǎng)段，一個C類地址就夠了。246第41頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于子網(wǎng)劃分的總結(jié)在創(chuàng)建子網(wǎng)時，首先要決定子網(wǎng)的數(shù)量和所擁有的主機規(guī)模，由此來確定從原主機位所借的位數(shù)。創(chuàng)建子網(wǎng)后，主機的網(wǎng)絡號、所在網(wǎng)絡的廣播地址、子網(wǎng)掩碼等要相應地改變。注意，任何方式的子網(wǎng)劃分存在網(wǎng)絡地址的損失：

-第一和最末的兩個子網(wǎng)

-第一和最末的兩個子網(wǎng)中的所有IP地址。第42頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月對子網(wǎng)技術(shù)的評價可以將擁有較多數(shù)目主機的單個網(wǎng)絡劃分為主機數(shù)目相對較少的若干個子網(wǎng)絡，以簡化網(wǎng)絡管理，分隔和減少網(wǎng)絡上不必要的通信流量?？晒?jié)省IP地址資源

舉例來說，現(xiàn)共有6個主機數(shù)目在32以下的小網(wǎng)絡，若分別為它們申請6個C類的IP地址，則至少要浪費222*6個IP地址，且不考慮是否能申請到這么多的C類地址。若采用子網(wǎng)技術(shù)，則只要申請1個C類地址則足夠了

第43頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼分配原則確定劃分子網(wǎng)的數(shù)量，并轉(zhuǎn)化為二進制，若為全1則加1。如果準備劃分6個子網(wǎng)則值為110，7個子網(wǎng)則為1000計算子網(wǎng)所需的二進制位數(shù)，將此二進制數(shù)全部置1，即6個是111,7個是1111。按字節(jié)以高位順序開始轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)，6個是224，則A類地址子網(wǎng)掩碼是B類是C類是24。7個是240，則A類地址子網(wǎng)掩碼是B類是C類是40。第44頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼分配實例我們學校申請到一個C類IP地址，。欲組建校園網(wǎng)，并接入Internet。假設有5個獨立部門，分別擁有計算機20、25、29、10、15臺套，請運用子網(wǎng)技術(shù)合理分配IP地址。有5個部門，需規(guī)劃出5個子網(wǎng)，二進制數(shù)為101，在C類地址主機標識中需要至少3比特作為子網(wǎng)標識，則子網(wǎng)掩碼為24。子網(wǎng)號分別為1-001、2-010、3-011、4-100、5-101、6-110。子網(wǎng)分配如下表所示：第45頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼分配實例子網(wǎng)第四字節(jié)IP地址分配100100001~001111103~62201000001~010111105~94301100001~011111107~126410000001~1001111029~158510100001~1011111061~190611000001~1101111093~222第46頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月子網(wǎng)掩碼分配實例子網(wǎng)本子網(wǎng)地址子網(wǎng)廣播地址1232453627428595609169221每個子網(wǎng)所容納主機數(shù)為30臺第47頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報的格式一個IP數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部的前一部分是固定長度，共20字節(jié)，是所有IP數(shù)據(jù)報必須具有的。在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的。參見《IP數(shù)據(jù)報的格式》

第48頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP協(xié)議的配置安裝網(wǎng)絡接口卡，安裝驅(qū)動程序在控制面板下的網(wǎng)絡組件中添加協(xié)議輸入靜態(tài)IP地址及子網(wǎng)掩碼，配置默認網(wǎng)關(guān)即默認路由器地址輸入默認DNS服務器地址使用Ping命令測試第49頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP實驗要求添加服務、客戶、協(xié)議理解協(xié)議的作用掌握IP配置技術(shù)Ping/？為幫助使用Ipconfig/all命令檢測本機IP地址及物理地址。共享管理第50頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報的格式與工作原理網(wǎng)絡層的基本傳輸單元叫做數(shù)據(jù)報，如果運行的是IP協(xié)議，則稱為IP數(shù)據(jù)報。是實現(xiàn)IP協(xié)議的信息組織。其由兩部分組成：首部+數(shù)據(jù)區(qū)，其中只對首部做了要求，而數(shù)據(jù)部分沒有格式限制，可傳輸任意數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報首部數(shù)據(jù)區(qū)域第51頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報基本格式版本頭長服務類型總長度標志號MDX片偏移量生存周期協(xié)議報頭校驗和源地址目的地址可選項填充數(shù)據(jù)0481631定長20字節(jié)第52頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報格式一版本：4bit值為4代表IPv4,保證通信雙方及中間經(jīng)過的路由器能按同一種格式處理IP數(shù)據(jù)報。首部長：4bit給出以32bit字長為一個單位的報文首部的長度。最小首部長為5，即首部最小為5*4=20字節(jié)。服務類型：8bit表示數(shù)據(jù)優(yōu)先級、可靠性和延遲量等，通知IP如何處理攜帶的數(shù)據(jù)。第53頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月服務類型優(yōu)先級表示數(shù)據(jù)重要程度，級別越高本數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)越重要。D：低的時延（Delay）T：要求高的吞吐量（Throughput）R：要求高的可靠性（Reliability）C：選擇費用更低廉的路由（Cost）優(yōu)先級DTRC未用01234567第54頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月總長度總長度：16bit，數(shù)據(jù)報的總長度是多少字節(jié)。最大數(shù)據(jù)報長度是65535字節(jié)。若分片則代表分片后數(shù)據(jù)報片的長度。MTU（MaximumTransferUnit）最大傳輸單元網(wǎng)絡0MTU為650網(wǎng)絡1MTU=1500網(wǎng)絡2MTU=1500R1R21500B1500B分片640B片1640B片2240B片3重組第55頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月分片與組裝當IP數(shù)據(jù)報將被封裝為幀時，由于局域網(wǎng)所規(guī)定允許傳輸?shù)淖畲髱L的限制，有可能一個IP數(shù)據(jù)報不能被封裝在一個幀內(nèi)，需要通過路由器將數(shù)據(jù)報切分成若干片，封裝在不同的幀內(nèi)，此過程稱為IP分片，每個分片稱為IP數(shù)據(jù)報片。每個分片的報文頭與原數(shù)據(jù)報頭幾乎一樣，到達目的節(jié)點時，需要由IP協(xié)議將其重新組裝。第56頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP分片示例H1數(shù)據(jù)1L1H3數(shù)據(jù)3L3H2數(shù)據(jù)2L2IP數(shù)據(jù)報片1IP數(shù)據(jù)報片2IP數(shù)據(jù)報片3幀1幀2幀3IP數(shù)據(jù)報用戶數(shù)據(jù)H片1片2片3第57頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報格式二標志號：16bit，若數(shù)據(jù)報被分片，每片所具有的唯一標識，使得接收節(jié)點將具有此標識的所有分片組裝在一起。標志符：3bit，數(shù)據(jù)報是否被分片，D：DF=0不分片,M:MF=0若干分片的最后一片,MF=1后面還有分片.X未定義。片偏移：該片在原數(shù)據(jù)分組中的相對位置，相對于用戶字段的起始位置。以8字節(jié)為單位。第58頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報格式三生存周期（TTL）：表示數(shù)據(jù)報被丟棄前在網(wǎng)絡中能存活的以秒為單位的時間。每個計算機或路由器處理過一次數(shù)據(jù)報，將該值減一，為零則丟棄數(shù)據(jù)報。可保證數(shù)據(jù)報不會因為選擇了錯誤的循環(huán)路由而在網(wǎng)絡內(nèi)無休止地轉(zhuǎn)發(fā)與傳送。協(xié)議：8bit，表示傳輸層所使用的協(xié)議類型。UDP17TCP6ICMP1GGP3等第59頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報格式四報頭校驗和：16bit，由轉(zhuǎn)發(fā)方計算填充，由接收方計算校驗，報文頭是否出錯。具體方法是先將校驗和部分清零，將報頭部分按16bit一組相加，其和的反碼填入校驗和部分。接收方同樣方法相加若和不為全1則出錯，丟棄數(shù)據(jù)報。源地址：32bit，源節(jié)點的完整IP地址。目的地址：32bit目的節(jié)點的完整IP地址。第60頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP數(shù)據(jù)報格式五可選項：表示可選的路由和相關(guān)的實時信息，用來規(guī)定附加服務。如排錯、安全措施、記錄路由、時間戳等。長度是可變的。填充：保證可選項以32bit為一組。數(shù)據(jù)：源節(jié)點發(fā)送的原始數(shù)據(jù)（傳輸層報文）。第61頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月IP協(xié)議總結(jié)IP是第三層的主要協(xié)議，主要任務為數(shù)據(jù)報選擇路由，另外具有分片重組及差錯校驗與控制功能。但只對報文頭部進行差錯校驗，并不對包含的數(shù)據(jù)進行差錯控制，不能保證數(shù)據(jù)的完整性，即不提供可靠數(shù)據(jù)傳輸。需要由高層來完成此任務。所以IP是一個不可靠的無連接的協(xié)議。第62頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

ICMP簡介

為了讓互連網(wǎng)中的路由器報告錯誤或提供有關(guān)意外情況的信息，設計者在TCP／IP中加入了一個特殊用途的報文機制。Internet控制報文協(xié)議ICMP（InternetControlMessageProtocol），作為IP的一部分，在每個IP實現(xiàn)中都必須使用它。第63頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMP簡介ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關(guān)異常情況的信息。ICMP不是高層協(xié)議，它仍是IP層中的協(xié)議。ICMP報文作為IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報的首部，組成IP數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。第64頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMP報文格式第65頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMP報文格式類型字段占一個字節(jié)，不同類型決定了后面長度可變部分。

ICMP報文的代碼字段也占一個字節(jié)。為的是進一步區(qū)分某種類型中的幾種不同的情況。檢驗和占兩個字節(jié)，它檢驗整個ICMP報文。

第66頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月類型字段類型字段的值ICMP報文的類型03458111213141718Echo（回送）回答目的站不可達源站抑制（SourceQuench）改變路由（Redirect）Echo請求數(shù)據(jù)報的時間超過數(shù)據(jù)報的參數(shù)有問題時間戳（Timestamp）請求時間戳回答地址掩碼（AddressMask）請求地址掩碼回答第67頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMP報文更改路由網(wǎng)絡1HC網(wǎng)絡2HBR1R2網(wǎng)絡3HA第68頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMPEcho請求報文

是由主機或路由器向一個特定的目的主機發(fā)出的詢問。收到此報文的機器必須給源主機發(fā)送ICMPEcho回答報文。這種詢問報文用來測試目的站是否可達以及了解其有關(guān)狀態(tài)。

Ping使用此報文第69頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月ICMP時間戳請求報文

是請某個主機或路由器回答當前的日期和時間。在ICMP時間戳回答報文中有一個32bit的字段，其中寫入的整數(shù)代表從1900年1月1日起到當前時刻一共有多少秒。時間戳請求與回答可用來進行時鐘同步和測量時間。

ICMP地址掩碼請求報文可使主機向子網(wǎng)掩碼服務器得到某