【計算機三級考試】計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第5章 因特網(wǎng)基礎(chǔ)

第5章因特網(wǎng)基

5.1因特網(wǎng)的構(gòu)成

5.2因特網(wǎng)的接入

5.3IP與互服

5.4IP地址

5.5IP數(shù)據(jù)

5.6差與控制文

5.7路由器與路竹

5.8IPv6

5.9TCP與UDP

5.1因特網(wǎng)的構(gòu)成

5.1.1因特網(wǎng)的構(gòu)成

5.1.2因特網(wǎng)的主要成部分

5.1.1因特網(wǎng)的構(gòu)成

?因特網(wǎng)也稱“國互網(wǎng)”，是全球性的、最具影響

力的算機互網(wǎng)，同也是世界范的信息源寶。

?隊網(wǎng)者的角度考，因特網(wǎng)是算機互網(wǎng)。它由世

界各地數(shù)以萬、各模的算機網(wǎng)，借助路由器，相

互接而成的全球性的互固。目前，美國高網(wǎng)和服

公司（ANS）所建的ANSNET因特網(wǎng)的主干網(wǎng)°

?小因特網(wǎng)使用者角度考，因特網(wǎng)是一個信息源網(wǎng)°

接入因特網(wǎng)的主機既可是信息源及服的提供者（服

器），也可以是信息源和服的消者（客機）。因

特網(wǎng)使用者不必心Internet的內(nèi)部構(gòu)，面的和心

的只是網(wǎng)上的信息源和服°

什是Internet?

地，Internet是一個算機交互網(wǎng)，又稱網(wǎng)RT

它是一個全球性的巨大的算機網(wǎng)座系，把全球不同地

理位置的算機則行互，藏了以數(shù)的信息源，向全

世界提供信息服°Internet的出，是世界由工化走向信

息化的必然和象征°

□可以籽Internet概括地定：Internet是一個全球

信息系，具有全球性、放性與平等性等特點，在

Internet上的每一臺算機具有全球惟一的地址，與網(wǎng)上其

他主機通信使用TCP/IP,Internet可以網(wǎng)上用提供

各信息服°

Internet定的含

口人人網(wǎng)通信的角度來看，Internet是一個以TCP/IP通信

接各個國家、各個地區(qū)、各個機構(gòu)的算機網(wǎng)的數(shù)據(jù)通

信網(wǎng)°

口M信息源的角度來看，Internet是一個集各個部、各個

域的各信息源一體，供網(wǎng)上用共享的信息源網(wǎng)°

口一般,Internet的定至少包含以下三個方面的內(nèi)容：

■Internet是一個基于TCP/IP的國互網(wǎng)°

■Internet是一個網(wǎng)用的集合，用使用網(wǎng)源，同也

ra提供各源，以豐富網(wǎng)的內(nèi)容°

■Internet是所有可被和利用的信息源的集合°

Internet的生和展

□Internet起源于美國國防部高研究劃局(DefenseAdvanced

ResearchProjectsAgency,DARPA)的前身ARPA建立的

ARPAnet,網(wǎng)于1969年投入使用。當(dāng)個旗由四點成的

包交網(wǎng)，其主要目的是了程分交網(wǎng)的可行性°

□ARPA于20世70年代中期始互固技研究，其體系相和

在1977T979年得到迅速展并逐完善，成代Internet的

形，使ARPAnet人人一個性網(wǎng)展成一個可運行的網(wǎng)°

□最初，ARPAnet主要用于事研究目的，它有五大特點：

■支持源共享°

■采用分布式控制技°

■采用分交技°

■使用通信控制理機°

■采用分的雙通信°

Internet的生和展

■1972年，ARPAnet在首屆算機網(wǎng)通信國娶上首次女公

面，并了分交技的可行性，由此ARPAnet成了代算機網(wǎng)

生的志。

■1983年，ARPAnet分裂兩部分：一個仍然采用ARPAnet個

名字，用于研究目的；另一個成用于事通信的用網(wǎng)

(MILnet)°

■與此同，局域網(wǎng)和其他廣域網(wǎng)的生和蓬勃展Internet的一

步展起了重要的作用°其中，最引人注目的就是美國國家科學(xué)

基金會(NationalScienceFoundation,NSF)建立的美國國

家科學(xué)基金網(wǎng)NSFnet°

■1986年，NSF建立起了六大超算機中心，了使全國的科學(xué)

家、工程能共享些超算機施，NSF建立了自己的基于

TCP/IP的算機網(wǎng)NSFnet°NSF在全國建立了按地區(qū)劃分

的算機廣域網(wǎng)，并將些地區(qū)網(wǎng)和超算中心互。于

是，NSFnet于1990年6月底取代了ARPAnet成Internet的

主干網(wǎng)°

Internet的生和展

■1990年9月，由Merit公司、舊M公司和MCI公司合建立了

一個非利性的先網(wǎng)和科學(xué)公司(Advanced

Network&Science,Inc,ANS)°ANS的目的是建立一個全

美國范的T3主干網(wǎng)，它能以45Mbit/s的速率送數(shù)據(jù)，相

當(dāng)于每秒送1400文本信息。到1991年底，NSFnet的全部

主干網(wǎng)都已同ANS提供的T3主干網(wǎng)相°

■今天的Internet已不再是算機人和事部行科研的用

域，而成一個信息的海洋。隨著Internet模和用的不斷增

,Internet上的各用與服也一步得到了，Internet不

再是一源共享、數(shù)據(jù)通信和信息的工具，而且已逐成

人了解世界、、物休，乃至M事跨國學(xué)研究、商

活、程教育、交朋友的重要途徑。目前Internet上提供的

信息已覆蓋了社會生活的方方面面，構(gòu)成了一個信息社會的

影。

5.1.2因特網(wǎng)的主要成部分

1.通信路：兩：有和無；于通信路的能力用

“數(shù)據(jù)率”來描述，也用“”來描述。越

,速率越高°

2.路由器：是因特網(wǎng)中最重要的，是固互的梁

數(shù)據(jù)隊源主機出，通常需要多個路由器才能到

達目的主機。路由器路徑的和數(shù)據(jù)的完整°

3.服器與客機：因特網(wǎng)中的主機按其角色的不同分

兩：服器和客機。前者是網(wǎng)上信息源及服的

提供者，后者是使用者°

4.信息源：如何好地信息源，使用方便快捷地

取信息源一直是因特網(wǎng)的展方向°WWW服

的推出，信息源提供了一好的形式，同搜

索引擎使信息的更快捷°

因特II的主要成部分

1.主機

■主機是指那些通某接（如路由器、制解器）與

Internet相的服器或算機?；ゾW(wǎng)中最重要的部分共享

源就存放在主機上°

2.路由器

■路由器是一網(wǎng)互（部分內(nèi)容已在本第5章中行了

介），它將主機與通信路相。路由器可以M中的數(shù)

據(jù)一條最佳路徑°

口路由器提供了一ra互而不是算機互的方法。路由是

基于網(wǎng)的，即需要一個數(shù)據(jù)路由，路由器使用的是目

的風(fēng)而不是目的主機，因此路由器所要保存的信息數(shù)量正

比于互網(wǎng)中的網(wǎng)陶。路由器在互中起著的作用，

它擔(dān)信息在固之的任°

因特網(wǎng)的主要成部分

3.通信路

■通信路是整個Internet的基，所有網(wǎng)都必通通

信路才能相互接起來，相成一個全球一的大網(wǎng)°

4.信息源

■信息源是Internet上最重要的成部分°在可以，

Internet就是了信息而存在的，）殳有了信息、，Internet

就沒有了存在的主要意°

5.2因特網(wǎng)的接入

用要使用Internet,必通ISP將自己的算機接入

Internet。接入的方式有通局域網(wǎng)接入、廣域網(wǎng)接入等°

用在接入方式需要考接入的性能、效率、用等因素°

幾常的通廣域路接入Internet的方式有：

5.2.1通網(wǎng)接入

借助網(wǎng)接入Internet由于風(fēng)的普及成早期用最常

的方法。用的算機和ISP的程服器(Reomte

AccessServer,RAS)通制解器(Modem)與固

相。用Internet,通號方式RAS建立接，彳昔助

RASInternet°但是方式速率低，達56Kbps°

路是音信號而建的，算機出的數(shù)字信號不能

直接在普通的路上°Modem在通信的一端將算

機出的數(shù)據(jù)成路能的聲音信號，在另一端把接

受到的聲音信號再回算機能理的數(shù)字信號°

接到Internet的示意

522ADSL接入

?由于路的數(shù)據(jù)速率太低，不適大量多媒體信息的

要求，所以，人期大量研究，提出了非稱數(shù)字用

路（ADSL）°

?ADSL使用的制解技，在普通的路上行高速的數(shù)

據(jù)。在數(shù)據(jù)的方向上分上行、下行兩個通道。下行通

道速率大于上行通道，即非稱性，而正符合人下信

息量大而上信息量小的特點。在5km的范內(nèi)，ADSL上

行速率可達16~640Kbps,下行速率可達1.5~

9Mbps°

?ADSL速率高，無號，可以全天候通，不適合機接

入互網(wǎng)，也可以將一個局域網(wǎng)接入互網(wǎng)°

?與其它爭技相比，ADSL所需的網(wǎng)源分布廣泛°路

本身不用改造，只在兩端加裝特殊，了大量投，建

周期短，使用用低。尤其適合家庭和中小型企的網(wǎng)需要

O

5.2.3使用HFC接入

?除了網(wǎng)外，有M(CATV)是另一被廣泛使用的網(wǎng)

。目前，大部分的有網(wǎng)信號首先通光到光點，

再通同到有網(wǎng)用，即所的混合光/同ra

(HybridFiberCoaxial,HFC)其覆蓋面可以整個大中

型和大部分小城市，信號的量也可以大幅度提高°

?似于ADSL,HFC也采用非稱的數(shù)據(jù)速率。一般上行

速率在10Mbps左右，下行速率0~40Mbps°

?HFC接入互闞不但速率高，而且可以全天在°得互M

上的各信息和服。但是由于HFC采用共享式的方式

,所有制解器的送和接受使用同一個上/下行信道，

因此，HFC網(wǎng)上的用越多，每個用得的就越窄°

5.2.4、!數(shù)據(jù)通信路接入

?數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信建的兩，用于性能高

、量好的接入方式°

?數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的很多，DDN、ATM、中等網(wǎng)都

屬于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。由信部建和管理，供用租用。

?利用數(shù)據(jù)通信路接入，用端可以小到一臺微型算

機，大到一個企網(wǎng)或校園網(wǎng)。但是由于所租用的用

路很，用很高，因此一般家庭很少采用方式

,大多數(shù)一定模的企局域兩°

?通數(shù)據(jù)通信路接入互網(wǎng)，大部分路由器可以配各

接口模（如DDN、ATM等），用的局域網(wǎng)和

程互網(wǎng)的接口模與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)相并交數(shù)據(jù)°

通數(shù)據(jù)通信路接入Internet示意

5.3IP與互服

Internet是一個互網(wǎng)，它把提供不同服的、使用

不同技的、具有不同功能的物理網(wǎng)互起來°IP作

一互兩，運行于互，屏蔽各個物理網(wǎng)的和

差異，使網(wǎng)向上提供一的服°IP是互網(wǎng)中的交

通,在網(wǎng)上送和接受數(shù)據(jù)要遵守些。

5.3.1JP互網(wǎng)的工作原理

532互服

533JE互網(wǎng)的特點

5.3.1IP互網(wǎng)的工作原理

?由于互網(wǎng)具有將數(shù)據(jù)元M一個網(wǎng)至另一個網(wǎng)

的功能，因此，互網(wǎng)上的數(shù)據(jù)可以行跨網(wǎng)，

具體程參下°

5.3.2互服

互叱網(wǎng)廉低異的差體，用提供通用的服。具

地，運行IP的互高用提供的服有3:

?不可靠的數(shù)據(jù)投服：IP本身沒有能力送的數(shù)

據(jù)能否被正確接收，也不數(shù)據(jù)，生也不保一定

可以通知送方或接收方°

?面向無接的服：它不管數(shù)據(jù)沿途哪些點，也

不管數(shù)據(jù)起始于哪臺算機，止于哪臺算機。數(shù)據(jù)M

源點到目的點可能不同的路徑，而些數(shù)據(jù)在

程中有可能失，有可能正確到達°

?盡最大努力投服：盡管互提供的是面向非接的不

可靠服，IP也不隨意失數(shù)據(jù)。只有當(dāng)系的源用盡、

接收數(shù)據(jù)或網(wǎng)故故障等狀下，才不得不棄文。

Internet的構(gòu)

□Internet采用的是網(wǎng)互的方法，它把通信M網(wǎng)技的中分離出來

,把數(shù)據(jù)通信活人人用程序中分離出來使整個系更加靈活，使之可以

建立通用的通信工具°

口通用服的概念使用程序與互網(wǎng)的硬件接的無,與網(wǎng)拓?fù)錂C

無，用接口與網(wǎng)無°

口用來，Internet是一個微勺網(wǎng)與,所有的算機都之相。用

不必考它是由多個網(wǎng)隅破的網(wǎng),也不必考的物理接°

口MInternet的點來看也是如此，Internet是由眾多互相作、互相接

的網(wǎng)成的集合，不它各自的網(wǎng)構(gòu)模、特性如何，無是局域

網(wǎng)、廣域網(wǎng)是兩臺機器之的點到點的路，互網(wǎng)TCP/IP都不考它

的差異而把所有網(wǎng)都平等待°

□把兩個網(wǎng)接起來并把數(shù)據(jù)分M—個網(wǎng)到另一個網(wǎng)的算機，

的算機稱互網(wǎng)網(wǎng)(Internetgateway)或互網(wǎng)路由器(Internet

router),一般稱路由器，所有網(wǎng)通路由器接起來構(gòu)成了全球范

的Internet

Internet的體系構(gòu)

533IP互網(wǎng)的特點

IP互網(wǎng)是一面向非接互網(wǎng)，其特點如下：

?IP互網(wǎng)藏了低物理網(wǎng)的，向上用提供通用的、

一致的網(wǎng)服°/\AM者的角度看IP互網(wǎng)是由不同的固

借助IP路由器互而成，人人用的角度看，它是一個一的

虛網(wǎng)°

?IP互網(wǎng)不指定網(wǎng)互的拓?fù)鋀也不要求之全互

。因此，IP數(shù)據(jù)人人源主機到目的主機可能若干中網(wǎng)

一個網(wǎng)只要通路由器與IP互網(wǎng)中的任意一個網(wǎng)相，

就具有整個互網(wǎng)的能力°

?IP互網(wǎng)能在物理網(wǎng)之?dāng)?shù)據(jù)，信息可以跨網(wǎng)°

?IP互回中的所有算機使用一的、全局地址描述法°

?IP互固平等地待互網(wǎng)中的每一個網(wǎng)，不管其模大

小、速度快慢°

IP互網(wǎng)不要求網(wǎng)之全互

5.4IP地址

541IP地址的作用

以太網(wǎng)利用MAC地址（物理地址）網(wǎng)中的一個

點，兩個以太網(wǎng)點需要知道方的MAC地址才能通

信。但是，以太固并不是唯一的網(wǎng),目前存在的各

網(wǎng)使用的技各不相同，物理地址的度、格式等的表

示方法也不相同。如何一點的地址表示方式，保信

息能跨網(wǎng)是互網(wǎng)的一大。

由于存在各物理兩，所以一物理地址是不行的°

互網(wǎng)必通上件完成一°IP提供了一互網(wǎng)

通用的格式，它由32位二制數(shù)表示，用于屏蔽各物

理網(wǎng)的地址差異°IP定的地址IP地址，由IP

地址管理機構(gòu)行一管理和分配，?；ゾW(wǎng)上運行的

不會生地址沖突°

IP地址的作用是固接

?在互網(wǎng)上，主機可以利用IP地址來。但是，一個IP

地址一臺主機的法不準(zhǔn)確°

?格地，IP地址指定的不是一臺算機，而是算機到網(wǎng)

的一個接。

?具有多個網(wǎng)接的互網(wǎng)就具有多個IP地址。如下

中路由器的兩個接分與2個不同的固相，因此它就

具有2個不同的IP地址。多宿主機主機（即含有多網(wǎng)卡

的算機）的每網(wǎng)卡都提供一條物理接，因此它也具有

多個IP地址°

網(wǎng)1

0202.113.25.31

」

20213.26.3012

網(wǎng)2

542IP地址的次相

?一個互網(wǎng)包括了多個固，而一個網(wǎng)又包括

了多臺主機，因此，互網(wǎng)是有次構(gòu)的，與

互網(wǎng)的次構(gòu)相，互網(wǎng)使用IP地址也采

用了次構(gòu)。

?IP地址由網(wǎng)號(netid)和主機號

(hostid)兩個次成。網(wǎng)IW互中的

一個特定網(wǎng)，而主機號用來H主機

的一個特定接。因此，IP地址的址方式攜

了位置信息，如果出一個具體的IP地址，

就能知道它位于哪個網(wǎng)，IP互網(wǎng)的路由

來很大方便°

互網(wǎng)的次相

網(wǎng)1

01

0

0202.113.26.32

網(wǎng)2

將主機M一個網(wǎng)移到另一個網(wǎng)，主機IP地址必做出修改以反映個化,

如原網(wǎng)中IP地址1的主機移到網(wǎng)1,其新分配的IP地址

0°

5.4.3IP地址的分

i.成：網(wǎng)號和主機網(wǎng)。號個用于一網(wǎng)號，主機網(wǎng)用于中的

一臺主機或一個接°

2.表示方法：用32位二制數(shù)表示（4個字），字之用點分隔；也

可算成四個小于256的十制數(shù):，并用點分隔，稱“點分十制”

O

3.分：按IP地址的次，IP地址可分五：A~E,D和E

IP地址很少使用°

?AIP地址：用第1個字的后7位表示網(wǎng)號第1位。是網(wǎng)，

后三個字表示主機號，它可用于大型網(wǎng)；

?BIP地址：用前兩個字的后14位表示網(wǎng)借前位10是網(wǎng)

,后兩個字表示主機號，它可用于中型網(wǎng)；

?CIP地址：用前三個字的后21位表示雙號前三位110是網(wǎng)

,最后一個字表示主機號，它可用于小型網(wǎng)；

?DIP地址用于多目的地址的送：EIP地址保留今后使用。

4.IP地址：取I中主機至少有一個IP地址，且全網(wǎng)唯一；一臺主機可以

有多個IP地址，主機可能屬于多個網(wǎng)（）

五IP地址及、模

第1字范網(wǎng)號度最大主機數(shù)適用網(wǎng)模

目

A1-1267位16777214大型

B128-19114位65534中型

C192-22321位254小型

5.4.4IP地址的直表示法

IP地址由32位二制數(shù)成（4個字），但了方便用

的理解和，它采用了點分十制法，即籽4個字的二

制數(shù)4個十制數(shù)，每個數(shù)小于等于255,數(shù)中用

隔，表示w.x.y.z的形式。如下所示°

第一字第二字第三字第四字

「_一,、一_」

w.x.y.z

例如,二制IP地址:

—2—字4

11001010010111010111100000101100

用點分十制J法表示成：4

它一個CIP地址，前3個字M號，后一字主機

5.4.5特殊的IP地址形式

i.ra地址：包含一個有效的網(wǎng)野和一全“o”的主機號，用來

表示一個具體的網(wǎng)°如一個具有IP地址202.93.120.44的主機

所的網(wǎng),它的主機號44°

2.廣播地址：IP具有兩FT播地址形式：直接廣播地址和有限播

地址°

?直接廣播地址包含一個有效的回他口一全“1”的主機號，

其作用是向因特網(wǎng)上的其他主機廣播信息。如C地址

202.93.120.255就是一個直接廣播地址，因特網(wǎng)上的主機可以使

用地址向202.93.120.0歐上的所有主機廣播信息°

?32位全“1”的IP地址(55)有限廣播地址，

用于本網(wǎng)廣播°若采用準(zhǔn)的IP址，有限廣播在本網(wǎng)之中；若采

用子網(wǎng)址，有限廣播在本子網(wǎng)之中°

3.回送地址：A地址127.0.0.0是一個保留地址，用于網(wǎng)件及

本機器程通信，稱回送地址。一旦使用回送地址送數(shù)據(jù)，

件不行任何網(wǎng)，立即將之返回，含有127網(wǎng)費的據(jù)不可

能出在任何網(wǎng)上°

4.本地地址：有些IP地址不分配因特網(wǎng)用，如

10.XXX.XXX.XXX、192.168.XXX.XXX,可在本地內(nèi)部互

網(wǎng)中使用。一旦與因特網(wǎng)互，必將些IP地址可在因特網(wǎng)中

使用的IP地址°

5.4.6子網(wǎng)址

?IP互網(wǎng)中，A、B和CIP地址是常使用的IP地址

M號和主機劃的次網(wǎng)分，可適不同的模。如

AIP地址的即可有1600萬臺主機，而C地址的網(wǎng)

可有254臺主機。但是隨著算機技的展普及，小型網(wǎng)

越來越多，它只有幾臺或幾十臺主機，占用C地址仍

是浪。因此人始找新的方案克服IP地址浪。

子網(wǎng)址就是其中之一°

?子網(wǎng)址方法

了避免IP地址的浪，子網(wǎng)址將IP地址的主機號一步

劃分子網(wǎng)部分和主機部分，如下：

網(wǎng)號主機號準(zhǔn)IP地址

■■■

網(wǎng)號子網(wǎng)號—―主機號—子網(wǎng)IP地址

子n址的借位

了建一個子網(wǎng)地址，網(wǎng)管理/\A準(zhǔn)的IP地

址的主機號部分“借”位并把它指定子網(wǎng)號部分

只要主機號部分能剩余2位，子網(wǎng)地址可以借用

主機號部分的任何位數(shù)（不能少于2位）。因B

網(wǎng)的主機號部分只有2個字，故而最多只能借用

14位去建子網(wǎng)。而C網(wǎng)中，由于主機號只有1

個字，故最多只能借用6位去建子網(wǎng)°

當(dāng)然，如果以IP地址的主機號部分借用來建子

網(wǎng)，相子網(wǎng)中的主機數(shù)目就會減少。例如，一個

C網(wǎng)用一個字表示主機號，可以容254臺主機

當(dāng)用它建子網(wǎng)，若借用2位作子網(wǎng)號，只剩下

6位表示子網(wǎng)中的主機，可容的主機數(shù)62臺；若

借用3位作子網(wǎng)號，只剩下5位表示子網(wǎng)中的主

機，可容的主機數(shù)30臺。依次推。

子網(wǎng)表示法

?IP地址，網(wǎng)的可以通其前幾位行判定。而于子

網(wǎng)算機怎知道其IP地址中哪些位表示網(wǎng)和子網(wǎng)，哪

些位表示主機呢？

?此，子網(wǎng)址使用子網(wǎng)掩解決此。子網(wǎng)掩與IP地

址一也采用32位二制數(shù)°IP定，在子網(wǎng)掩中，

與IP地址的網(wǎng)KW口子號部分的位用“1”表

示，IP地址的主機號的位用“0”表示°IP地址和

它的子網(wǎng)掩相合，就可以判斷出IP地址中的哪些位表

示網(wǎng)和子網(wǎng)，嘟些位表示主機°

?例如，出一個子網(wǎng)址的BIP地址0

和子網(wǎng)掩,就可以根據(jù)與子網(wǎng)掩中

“1”相的位表示網(wǎng)的定，得到子網(wǎng)劃分借用了8

位來表示子網(wǎng)，并且IP地址所的子網(wǎng)號25。如果借

用BIP地址的4位主機號來劃分子網(wǎng)，那子網(wǎng)掩

,IP地址所的子網(wǎng)號1,

其主機號6。方法是先籽第四個字算成二制數(shù)，

于子網(wǎng)屏蔽中。的即主機號°

地址解析(ARP)

?在互網(wǎng)中，IP地址能屏蔽各個物理網(wǎng)地址的差異，

上用提供“一”的地址形式。但是一是通在物理

M上覆蓋一IP件的，互網(wǎng)并不物理地址做任何

修改。高件通IP地址來指定源地址和目的地址，而

低的物理網(wǎng)通物理地址來送和接受信息°

?將IP地址映射到物理地址的方法有多。每網(wǎng)都可

以根據(jù)自身的特點適合自身的映射方法。地址解析

(AddressResolutionProtocol,ARP)是以太固常

使用的映射方法，利用了以太網(wǎng)的廣播能力，IP地址與

物理地址行定(DynamicBinding)°

?假定在以太網(wǎng)中，主機A要得B的IP地址IB與MAC

地址PB的映射系°ARP的基本工作程如下：

ARP的基本工作程示意

(1)送廣播文，

主機B的IP地址與物

理地址的映射系

I-------------------------------1-------------------------------1

(2)送響文，回

答主機B的IP地址與物理

地址的映射系

ARP的基本工作程明

?主機A廣播送一個有1的求信息包，求主機B用它的IP

地址「和MAC地址PB的映射系行響°

?以太網(wǎng)上的所有主機包括B都接受到個求信息°

?主機B求信息，并向主機A送有自己的IP地址a和

MAC地址PB映射系的響信息包。其他各個主機此置之不理

O

?主機A得到IB與PB的映射系，并可以在隨后的送程中使用

映射系°

ARP求信息和響信息的繁送和接受必然網(wǎng)的效率生影響

了提高效率，可采用高速存等多方法改°

在采用高速存技的ARP中，每臺主機有一個用的高速存區(qū)

保存已知的ARP。一旦收到ARP答，主機就科得的IP地址

與物理地址的映射系存入高速存中。當(dāng)送信息，先到ARP

表中技，找到就直接使用。沒有再利用ARP行地址解析°就

股少了網(wǎng)流量，提高了理速度°

TCP/IP體系構(gòu)的網(wǎng)及其

□TCP/IP體系的網(wǎng)提供址和路由，路由

器主要工作在°

口TCP/IP體系的網(wǎng)OSI參考模型的網(wǎng)，

主要運行以下幾個：

■網(wǎng)(IP)

■網(wǎng)控制文(ICMP)

■Internet管理(IGMP)

■地址解析(ARP)

■反向地址解析(RARP)

5.5IP數(shù)據(jù)(Datagram)

在TCP/IP體系中，IP主要址。通相

管理機制，可以使不同的之利用IP地址行通

信。

1.需要的數(shù)據(jù)在IP首先加上IP信息，封

裝成IP數(shù)據(jù)。它是IP使用的數(shù)據(jù)元。

2.IP數(shù)據(jù)的格式分區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分°

區(qū)是了控制正確高數(shù)據(jù)而增加的控制信息。

數(shù)據(jù)區(qū)包括高需要的數(shù)據(jù)°

IP數(shù)據(jù)的構(gòu)示意

版本度服型度

志片偏移

生存周期部校和

源IP地址

目的IP地址

+填充

數(shù)據(jù)

IP數(shù)據(jù)的特點

■IP數(shù)據(jù)的部域所占用的字?jǐn)?shù)是不確定的，系缺省(默)占

有20字，當(dāng)包含“IP”字段，最大可能達到60字°

2.數(shù)據(jù)的大小、網(wǎng)MTU及TCP最大文段度

(1)數(shù)據(jù)的分片

■眾所周知，數(shù)據(jù)是被封裝在物理中的，于網(wǎng)硬件來，它

一個物理的可數(shù)據(jù)量都定了一個上限，個上限就是最大

元(maximumtransferunit,MTU)0

TCP/IP怎數(shù)據(jù)的MTU呢？主要有以下兩點：

■TCP/IP接近相網(wǎng)的MTU的初始數(shù)據(jù)大小°IP數(shù)據(jù)以8

倍數(shù)的字?jǐn)?shù)來表示數(shù)據(jù)的段位移，所以數(shù)據(jù)大小是8的倍

數(shù)°

■TCP/IP同也提供一機制：在MTU小的網(wǎng)上，可以把大數(shù)據(jù)

劃分成更小的數(shù)據(jù)片(分片)，即如果TCP初始數(shù)據(jù)大小

1500字，在中途有一個MTU620的網(wǎng)，于兩網(wǎng)分界

的路由器需要數(shù)據(jù)行分片操作°

3.區(qū)包含的內(nèi)容

⑴版本與型：版本是IP版本，目前“4”;域表示

建數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)的高型(如TCP),指明數(shù)據(jù)格式°

⑵度：兩個度域，一是度，一是度°度以32位雙字

位，指出的度；度以8位字位，指明整個IP數(shù)

據(jù)的度，包括和數(shù)據(jù)區(qū)度°

⑶服型：定本數(shù)據(jù)的理方式，如要求中途的路由器低

延、高吐率或高可靠性等°

(4)文分片和重控制：IP數(shù)據(jù)使用、志和片偏移三個域

分片行控制，分片后的文將在目的主機行重°

⑸生存周期：利用IP中的生存周期域，可控制死循的生°

生存周期域隨而底，0文將被除°

(6)部機校和：用于保IP數(shù)據(jù)的完整性°

⑺地址：源IP地址和目的IP地址°

⑻數(shù)據(jù)和填充：主要用于控制和°

552IP封裝、分片與重

?因IP數(shù)據(jù)可在互網(wǎng)

上，故它可能跨越多個

網(wǎng)。由于它是一高網(wǎng)

數(shù)據(jù)，IP數(shù)據(jù)最也需

要封裝成行°個

程多次重。如右°

?人人中看出，主機和路由

器只在內(nèi)存中保留了整個

IP數(shù)據(jù)而沒有附加的

信息。只有當(dāng)IP數(shù)據(jù)通

一個物理網(wǎng)，才會被

封裝一個合適的中°

的大小依于相的網(wǎng)技

O

?在數(shù)據(jù)通互網(wǎng)的程

中，沒有累加。數(shù)據(jù)

槌接受和最初送的大小

O

1.MTU與分片

?根據(jù)網(wǎng)的不同，每照都定了最多能攜的數(shù)據(jù)量，

一限制稱最大元(MaximumTransmissionUnit,

MTU)。因此，IP數(shù)據(jù)的度只有小于等于一個網(wǎng)

MTU,才能在個網(wǎng)中行°

?互網(wǎng)包含各異構(gòu)網(wǎng)，一個路由器也可以接具有不同

MTU的多個網(wǎng)，能人人一個網(wǎng)上接受IP數(shù)據(jù)并不意

味著一定能在另一個網(wǎng)上送數(shù)據(jù)。如下所示，路由

器R接2個網(wǎng),網(wǎng)1的MTU=1500B,網(wǎng)2的

MTU=1000B。若主機1要籽1400B的數(shù)據(jù)送主機

2,路由器R能接受到主機1送的1400B數(shù)據(jù)，卻

不能在網(wǎng)2±它。

IP數(shù)據(jù)分片

?了解決上面提到的，IP互網(wǎng)通常采用分片與重技

當(dāng)一個數(shù)據(jù)的尺寸大于將往網(wǎng)MTU,路由器會將IP

數(shù)據(jù)分成若干小的部分，稱分片，然后再將每片獨立

地行送。

?分片后的數(shù)據(jù)也由區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分成，而且除一

些分片控制域（如志域、片偏移域）之外，分片的與

原IP數(shù)據(jù)的非常相似，如下所示°

?一旦被分片，每片都可以像正常IP數(shù)據(jù)一獨立的路

由等理程，最達到目的主機°

IP數(shù)據(jù)分片的重

?在接受到所有分片后，目的主機分片行重新裝的程稱

IP數(shù)據(jù)重°IP定，只有最的目的主機才可以分片

行

重°做有兩個好：1、在目的主機上行重底少了路

由

器的算量02、路由器可以每個分片獨立路由，每個

分

片達到目的地所的路徑可以不同°

在

重IP數(shù)據(jù)中，、志和片偏移3個字段與控制分片和

有。

是源主機予IP數(shù)據(jù)的符。目的主機用此域和目的

地址判斷受到的分片屬于哪個數(shù)據(jù),以便行數(shù)據(jù)重°

志字段告目的主機數(shù)據(jù)是否已分片，是否最后一個

分片°

片偏移字段指出本片數(shù)據(jù)在初始IP數(shù)據(jù)中的位置。位置

偏移量以8個字位。

TCP/IP怎數(shù)據(jù)的MTU

■IP數(shù)據(jù)的部域所占用的字?jǐn)?shù)是不確定的，系缺?。┱加?/p>

20字，當(dāng)包含“IP”字段，最大可能達到60字°

2.數(shù)據(jù)的大小、網(wǎng)MTU及TCP最大文段度

■眾所周知，數(shù)據(jù)是被封裝在物理中的，于網(wǎng)硬件來，它

二個物理的可數(shù)據(jù)量都定了一個上限，個上限就是最大

元（maximumtransferunit,MTU）0

TCP/IP怎數(shù)據(jù)的MTU呢？主要有以下兩點：

■TCP/IP接近相網(wǎng)的MTU的初始數(shù)據(jù)大小°IP數(shù)據(jù)以8

倍數(shù)的字?jǐn)?shù)來表示數(shù)據(jù)的段位移，所以數(shù)據(jù)大小是8的倍數(shù)

O

■TCP/IP同也提供一機制：在MTU小的網(wǎng)上，可以把大數(shù)據(jù)

劃分成更小的數(shù)據(jù)片（分片），即如果TCP初始數(shù)據(jù)大小

1500字，在中途有一個MTU620的網(wǎng)，于兩網(wǎng)分界的

路由器需要數(shù)據(jù)行分片操作°

數(shù)據(jù)的分片

IP數(shù)據(jù)部中的、志和段位移字段的作用是將大IP數(shù)據(jù)

分割成幾個稱片的小，以保它可以利地穿無力理大

IP數(shù)據(jù)的網(wǎng)°

MTU=1500--MTU=1500

數(shù)據(jù)的分片程

IP報頭

原始數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)1480字節(jié)

（20字節(jié)）

分片以后的IP報頭

數(shù)據(jù)600字節(jié)段位移0+8=0

數(shù)據(jù)報（20字節(jié)）

IP報頭

數(shù)據(jù)600字節(jié)段位移600+8=75

（20字節(jié)）

IP報頭

數(shù)據(jù)280字節(jié)段位移1200+8=150

（20字節(jié)）

數(shù)據(jù)分片后的重

數(shù)據(jù)分片后的重生在分片到達目主機后，

即在目主機上完成，如8-12所示。一旦數(shù)據(jù)分

片后，每個數(shù)據(jù)片將被作獨立的數(shù)據(jù)元行，

即使在中途又遇到具有與分片操作前相同MTU的網(wǎng)

,重依然生在分片到達目主機之后行。如果在

程中某個分片失，目主機將會奔整數(shù)據(jù)，

所以分片增加了數(shù)據(jù)失的概率，盡量避免數(shù)據(jù)

分片。

數(shù)據(jù)的分片和重程

TCP最大文段度

前面到的TCP要用生成的數(shù)據(jù)流行分段，通信雙方必商

一個最大的文段度(maximumsegmentsize)。一般情況下TCP會

自算并確定合適的文段度，使生成的IP數(shù)據(jù)與網(wǎng)MTU相適°

理上TCP文段的最佳度要求：盡可能攜更多的數(shù)據(jù)，而且IP

數(shù)據(jù)在程中盡量不被分片°

MAC幀硬件地址(MAC地址)

IP地址與硬件地址之的系

5.5.3IP數(shù)據(jù)

IP主要有控制和兩大。些用根據(jù)自己的需要

可可不，但是所有IP的必支持和理些。

IP數(shù)據(jù)由、度和數(shù)據(jù)部分成。其中用于

確定的具體內(nèi)容，數(shù)據(jù)部分的度由