《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用》省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用》天津大學(xué)管理學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)系郁雪EmailTo:yuki@SchoolofManagement1/56網(wǎng)絡(luò)層第三章網(wǎng)絡(luò)層問(wèn)題提出：網(wǎng)絡(luò)層該向傳輸層提供怎樣服務(wù)？因特網(wǎng)設(shè)計(jì)思緒是：網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡(jiǎn)單靈活、無(wú)連接、盡最大努力交付數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。分組交換端到端差錯(cuò)處理和流量控制：由用戶(hù)主機(jī)負(fù)責(zé)SchoolofManagement2/56網(wǎng)絡(luò)層TransmissionControlProtocol/InternetProtocol是互聯(lián)網(wǎng)上通信標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)AInternetTCP/IP主機(jī)BSchoolofManagement3/56網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)主機(jī)A要向另一個(gè)主機(jī)B發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，先要檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)主機(jī)B是否與源主機(jī)A連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。假如是，就將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目標(biāo)主機(jī)B而不需要經(jīng)過(guò)路由器。但假如目標(biāo)主機(jī)與源主機(jī)A不是連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，則應(yīng)將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給本網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)路由器，由該路由器按照轉(zhuǎn)發(fā)表指出路由將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器。這就叫作間接交付。SchoolofManagement4/56網(wǎng)絡(luò)層直接交付不需要使用路由器但間接交付就必須使用路由器間接交付間接交付間接交付ABC直接交付直接交付SchoolofManagement5/56網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)典路由器結(jié)構(gòu)路由選擇路由選擇處理機(jī)路由選擇協(xié)議路由表3輸入端口3交換結(jié)構(gòu)輸入端口輸出端口分組轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)表分組處理輸出端口……11133122223——網(wǎng)絡(luò)層2——數(shù)據(jù)鏈路層1——物理層SchoolofManagement6/56網(wǎng)絡(luò)層“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”區(qū)分“轉(zhuǎn)發(fā)”(forwarding)就是路由器依據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表將用戶(hù)IP數(shù)據(jù)報(bào)從適當(dāng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去?！奥酚蛇x擇”(routing)則是按照分布式算法，依據(jù)從各相鄰路由器得到關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖兦闆r，動(dòng)態(tài)地改變所選擇路由。路由表是依據(jù)路由選擇算法得出。而轉(zhuǎn)發(fā)表是從路由表得出。在討論路由選擇原理時(shí)，往往不去區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)表和路由表區(qū)分。SchoolofManagement7/56網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢臀膊亢?，將分組送到網(wǎng)絡(luò)層隊(duì)列中排隊(duì)等候處理。這會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)延。物理層處理數(shù)據(jù)鏈路層處理網(wǎng)絡(luò)層處理分組排隊(duì)

交換結(jié)構(gòu)輸入端口對(duì)線路上收到分組處理從線路接收分組查表和轉(zhuǎn)發(fā)SchoolofManagement8/56網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)交換結(jié)構(gòu)傳送過(guò)來(lái)分組先進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)鏈路層處理模塊將分組加上鏈路層首部和尾部，交給物理層后發(fā)送到外部線路。物理層處理數(shù)據(jù)鏈路層處理網(wǎng)絡(luò)層處理分組排隊(duì)輸出端口處理向線路發(fā)送分組緩存管理交換結(jié)構(gòu)SchoolofManagement9/56網(wǎng)絡(luò)層互連網(wǎng)絡(luò)通信常遇問(wèn)題：不一樣尋址方案不一樣最大分組長(zhǎng)度不一樣網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制不一樣超時(shí)控制不一樣差錯(cuò)恢復(fù)方法不一樣狀態(tài)匯報(bào)方法不一樣路由選擇技術(shù)不一樣用戶(hù)接入控制不一樣服務(wù)（面向連接服務(wù)和無(wú)連接服務(wù)）不一樣管理與控制方式

SchoolofManagement10/56網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)相互連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備物理層中繼設(shè)備：轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)數(shù)據(jù)鏈路層中間設(shè)備：網(wǎng)橋(bridge)網(wǎng)絡(luò)層中間設(shè)備：路由器(router)網(wǎng)絡(luò)層以上中間設(shè)備：網(wǎng)關(guān)(gateway)當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時(shí)，普通并不稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)互連，因?yàn)檫@僅僅是把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了，而這依然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互連是指用路由器進(jìn)行連接和路由選擇。路由器能夠看成一臺(tái)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，用來(lái)計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)中路由選擇算法。SchoolofManagement11/56網(wǎng)絡(luò)層互連網(wǎng)絡(luò)與虛擬互連網(wǎng)絡(luò)所謂虛擬互連網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互連網(wǎng)絡(luò)，它意思就是互連起來(lái)各種物理網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性原來(lái)是客觀存在，不過(guò)我們利用IP協(xié)議就能夠使這些性能各異網(wǎng)絡(luò)從用戶(hù)看起來(lái)好像是一個(gè)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。使用IP協(xié)議虛擬互連網(wǎng)絡(luò)可簡(jiǎn)稱(chēng)為IP網(wǎng)。使用虛擬互連網(wǎng)絡(luò)好處是：當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)上主機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，就好像在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上通信一樣，而看不見(jiàn)互連各詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)細(xì)節(jié)。SchoolofManagement12/56網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)(a)互連網(wǎng)絡(luò)路由器(b)虛擬互連網(wǎng)絡(luò)虛擬互連網(wǎng)絡(luò)（IP網(wǎng)）SchoolofManagement13/56網(wǎng)絡(luò)層怎樣實(shí)現(xiàn)虛擬互連網(wǎng)絡(luò)？-網(wǎng)際協(xié)議IP各種應(yīng)用層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口層(TELNET,FTP,SMTP等)物理硬件運(yùn)輸層TCP,UDP應(yīng)用層ICMPIPRARPARP與各種網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層IGMP地址解析協(xié)議ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析協(xié)議RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP(InternetControlMessageProtocol)因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP(InternetGroupManagementProtocol)TCP/IP協(xié)議棧SchoolofManagement14/56網(wǎng)絡(luò)層ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPhysicalDataDataTCP/UDPHeaderDataTCP/UDPHeaderIPHeaderDataTCP/UDPHeaderIPHeaderIPHeaderDataLinkHeaderCRC100010010011100011001100010數(shù)據(jù)（DATA）段（Segment）包（Packet）幀（Frame）比特（Bit）數(shù)據(jù)封裝過(guò)程是在不一樣層次對(duì)數(shù)據(jù)打上對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)解封裝過(guò)程是在不一樣層次對(duì)數(shù)據(jù)去掉對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)SchoolofManagement15/56網(wǎng)絡(luò)層IP地址編址方法我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一、抽象網(wǎng)絡(luò)。IP地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一32bit標(biāo)識(shí)符。分類(lèi)IP地址。這是最基本編址方法，在1981年就經(jīng)過(guò)了對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。子網(wǎng)劃分。這是對(duì)最基本編址方法改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)[RFC950]在1985年經(jīng)過(guò)。組成超網(wǎng)。這是比較新無(wú)分類(lèi)編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。SchoolofManagement16/56網(wǎng)絡(luò)層唯一編址使得端系統(tǒng)間通信成為可能主機(jī)B主機(jī)A企業(yè)A企業(yè)B01SchoolofManagement17/56網(wǎng)絡(luò)層分類(lèi)IP地址每一類(lèi)地址都由兩個(gè)固定長(zhǎng)度字段組成，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(jí)IP地址能夠記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>}SchoolofManagement18/56網(wǎng)絡(luò)層net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A類(lèi)地址host-id16bitB類(lèi)地址C類(lèi)地址011host-id8bitD類(lèi)地址1

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0多播地址E類(lèi)地址保留為今后使用1

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001SchoolofManagement19/56網(wǎng)絡(luò)層先按所要找IP地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id把目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)找到。當(dāng)分組抵達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)后，再利用主機(jī)號(hào)host-id將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目標(biāo)主機(jī)。按照整數(shù)字節(jié)劃分net-id字段和host-id字段，就能夠使路由器在收到一個(gè)分組時(shí)能夠更加快地將地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)提取出來(lái)。SchoolofManagement20/56網(wǎng)絡(luò)層點(diǎn)分十進(jìn)制記法10000000000010110000001100011111機(jī)器中存放IP地址是32bit二進(jìn)制代碼10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一個(gè)空格能夠提升可讀性采取點(diǎn)分十進(jìn)制記法則深入提升可讀性1128

11331將每8bit二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)SchoolofManagement21/56網(wǎng)絡(luò)層三種類(lèi)別IP地址使用范圍網(wǎng)絡(luò)最大第一個(gè)最終一個(gè)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用可用中最大網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)數(shù)

A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.255254SchoolofManagement22/56網(wǎng)絡(luò)層幾點(diǎn)說(shuō)明A類(lèi)地址用于支持超大型網(wǎng)絡(luò)。A類(lèi)IP地址用第一個(gè)八位組來(lái)標(biāo)識(shí)地址網(wǎng)絡(luò)部分，其余3個(gè)八位組表示主機(jī)部分；第一個(gè)八位組最小值為00000000(十進(jìn)制數(shù)為0)，最大值為01111111（十進(jìn)制數(shù)為127），不過(guò)0和127作為保留使用，不能作為網(wǎng)絡(luò)地址。B類(lèi)地址用來(lái)支持中大型網(wǎng)絡(luò)，第一個(gè)八位組取值范圍128-191C類(lèi)地址空間是最慣用，能夠用來(lái)支持小型網(wǎng)絡(luò)要求，第一個(gè)八位組范圍在192-223SchoolofManagement23/56網(wǎng)絡(luò)層幾點(diǎn)說(shuō)明（cont）IP地址中，主機(jī)號(hào)全為0或全為1時(shí)分別作為本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址使用，所以這個(gè)特殊地址不能分配給用戶(hù)使用。（保留地址）D類(lèi)網(wǎng)絡(luò)用于廣播，它能夠?qū)⑿畔⑼瑫r(shí)傳送到網(wǎng)上全部設(shè)備，而不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息傳送，這種網(wǎng)絡(luò)能夠用來(lái)召開(kāi)電視電話會(huì)議。E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)慣用于進(jìn)行試驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)管理員在配置網(wǎng)絡(luò)時(shí)不應(yīng)該采取D類(lèi)和E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)。IP地址能夠由網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置，也可由安裝DHCP服務(wù)器來(lái)自動(dòng)配置SchoolofManagement24/56網(wǎng)絡(luò)層保留IP地址有些地址保留使用，不能分配給網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備網(wǎng)絡(luò)地址：用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)本身，全部主機(jī)位為0IP地址，廣播地址：用于向網(wǎng)絡(luò)中全部設(shè)備廣播分組，主機(jī)地址位全1IP地址，55SchoolofManagement25/56網(wǎng)絡(luò)層公有IP地址和私有IP地址公有IP地址是唯一，沒(méi)有任何兩臺(tái)連到公共網(wǎng)絡(luò)主機(jī)擁有相同IP地址。對(duì)于私有網(wǎng)絡(luò)，不連到Internet上，它能夠使用任何有效地址，只要這個(gè)地址在該專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)是唯一REC1918留出3塊IP地址空作為私有內(nèi)部使用地址1個(gè)A類(lèi)地址段16個(gè)B類(lèi)地址段256個(gè)C類(lèi)地址段SchoolofManagement26/56網(wǎng)絡(luò)層公有IP地址和私有IP地址（cont）A類(lèi)：-55B類(lèi)：-55C類(lèi)：-55在這些范圍內(nèi)IP地址不能被路由到Internet骨干網(wǎng)上，路由器將丟棄全部私有地址。SchoolofManagement27/56網(wǎng)絡(luò)層IP地址幾點(diǎn)說(shuō)明路由器僅依據(jù)目標(biāo)主機(jī)所連接網(wǎng)絡(luò)號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目標(biāo)主機(jī)號(hào)），這么就能夠使路由表中項(xiàng)目數(shù)大幅度降低，從而減小了路由表所占存放空間。因?yàn)橐粋€(gè)路由器最少應(yīng)該連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這么它才能將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)），所以一個(gè)路由器最少應(yīng)該有兩個(gè)不一樣IP地址。用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來(lái)若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以這些局域網(wǎng)都含有一樣網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id。SchoolofManagement28/56網(wǎng)絡(luò)層IP地址幾點(diǎn)說(shuō)明在同一個(gè)局域網(wǎng)上主機(jī)或路由器IP地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣。路由器總是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上IP地址。路由器每一個(gè)接口都有一個(gè)不一樣網(wǎng)絡(luò)號(hào)IP地址。全部分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)net-id網(wǎng)絡(luò)，范圍很小局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍廣域網(wǎng)，都是平等SchoolofManagement29/56網(wǎng)絡(luò)層B222.1.1.R1222.1.2.R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互聯(lián)網(wǎng)在同一個(gè)局域網(wǎng)上主機(jī)或路由器IP地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣。圖中網(wǎng)絡(luò)號(hào)就是IP地址中net-id路由器總是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上IP地址。路由器每一個(gè)接口都有一個(gè)不一樣網(wǎng)絡(luò)號(hào)IP地址。SchoolofManagement30/56網(wǎng)絡(luò)層IP地址與硬件地址(MAC地址)TCP報(bào)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SchoolofManagement31/56網(wǎng)絡(luò)層IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī)H1主機(jī)H2路由器R1IP層上互聯(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)從協(xié)議棧層次上看數(shù)據(jù)流動(dòng)SchoolofManagement32/56網(wǎng)絡(luò)層幾點(diǎn)說(shuō)明（1）在IP層抽象互聯(lián)網(wǎng)上只能看到IP數(shù)據(jù)報(bào)。圖中IP1→IP2表示從源地址IP1到目標(biāo)地址IP2兩個(gè)路由器IP地址并不出現(xiàn)在IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中。（2）路由器只依據(jù)目標(biāo)站IP地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇。（3）在詳細(xì)物理網(wǎng)絡(luò)鏈路層只能看見(jiàn)MAC幀而看不見(jiàn)IP數(shù)據(jù)報(bào)。（4）IP層抽象互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復(fù)雜細(xì)節(jié)，能夠使用統(tǒng)一、抽象IP地址研究主機(jī)和主機(jī)或主機(jī)和路由器之間通信SchoolofManagement33/56網(wǎng)絡(luò)層地址解析ARP和逆地址解析RARP

地址解析協(xié)議ARP不論網(wǎng)絡(luò)層使用是什么協(xié)議，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用硬件地址。每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè)ARP高速緩存(ARPcache)，里面有所在局域網(wǎng)上各主機(jī)和路由器IP地址到硬件地址映射表。SchoolofManagement34/56網(wǎng)絡(luò)層地址解析協(xié)議ARP(cont)當(dāng)主機(jī)A欲向本局域網(wǎng)上某個(gè)主機(jī)B發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其ARP高速緩存中查看有沒(méi)有主機(jī)B

IP地址。如有，就可查出其對(duì)應(yīng)硬件地址，再將此硬件地址寫(xiě)入MAC幀，然后經(jīng)過(guò)局域網(wǎng)將該MAC幀發(fā)往此硬件地址。SchoolofManagement35/56網(wǎng)絡(luò)層地址解析協(xié)議ARP(cont)連接到因特網(wǎng)主機(jī)都擁有統(tǒng)一IP地址，它們之間通信就像連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上那樣簡(jiǎn)單方便，因?yàn)檎{(diào)用ARP來(lái)尋找某個(gè)路由器或主機(jī)硬件地址都是由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)進(jìn)行，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是看不見(jiàn)這種調(diào)用過(guò)程。SchoolofManagement36/56網(wǎng)絡(luò)層ARP響應(yīng)AYXBZ主機(jī)B向A發(fā)送ARP響應(yīng)分組主機(jī)A廣播發(fā)送ARP請(qǐng)求分組ARP請(qǐng)求ARP請(qǐng)求ARP請(qǐng)求ARP請(qǐng)求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是，硬件地址是00-00-C0-15-AD-18我想知道主機(jī)

硬件地址我是硬件地址是08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-18SchoolofManagement37/56網(wǎng)絡(luò)層ARP高速緩存作用為了降低網(wǎng)絡(luò)上通信量，主機(jī)A在發(fā)送其ARP請(qǐng)求分組時(shí)，就將自己IP地址到硬件地址映射寫(xiě)入ARP請(qǐng)求分組。當(dāng)主機(jī)B收到A

ARP請(qǐng)求分組時(shí)，就將主機(jī)A這一地址映射寫(xiě)入主機(jī)B自己ARP高速緩存中。這對(duì)主機(jī)B以后向A發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就更方便了。

SchoolofManagement38/56網(wǎng)絡(luò)層注意問(wèn)題ARP是處理同一個(gè)局域網(wǎng)上主機(jī)或路由器IP地址和硬件地址映射問(wèn)題。假如所要找主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上，那么就要經(jīng)過(guò)ARP找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上某個(gè)路由器硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器，讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)做。從IP地址到硬件地址解析是自動(dòng)進(jìn)行，主機(jī)用戶(hù)對(duì)這種地址解析過(guò)程是不知道。SchoolofManagement39/56網(wǎng)絡(luò)層注意問(wèn)題（cont）只要主機(jī)或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上另一個(gè)已知IP地址主機(jī)或路由器進(jìn)行通信，ARP協(xié)議就會(huì)自動(dòng)地將該IP地址解析為鏈路層所需要硬件地址。SchoolofManagement40/56網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)報(bào)格式

一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部前一部分是固定長(zhǎng)度，共20字節(jié)，是全部IP數(shù)據(jù)報(bào)必須含有。在首部固定部分后面是一些可選字段，其長(zhǎng)度是可變。SchoolofManagement41/56網(wǎng)絡(luò)層固定部分可變部分04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類(lèi)型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目地址可選字段（長(zhǎng)度可變）比特首部長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特?cái)?shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報(bào)首部SchoolofManagement42/56網(wǎng)絡(luò)層首部04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類(lèi)型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目地址可選字段（長(zhǎng)度可變）比特首部長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特固定部分可變部分版本——占4bit，指IP協(xié)議版本,當(dāng)前IP協(xié)議版本號(hào)為4(即IPv4)SchoolofManagement43/56網(wǎng)絡(luò)層首部04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類(lèi)型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目地址可選字段（長(zhǎng)度可變）比特首部長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特固定部分可變部分首部長(zhǎng)度——占4bit，可表示最大數(shù)值是15個(gè)單位(一個(gè)單位為4字節(jié))SchoolofManagement44/56網(wǎng)絡(luò)層首部04816192431版本標(biāo)志生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類(lèi)型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目地址可選字段（長(zhǎng)度可變）比特首部長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特固定部分可變部分總長(zhǎng)度——占16bit，指首部和數(shù)據(jù)之和長(zhǎng)度，單位為字節(jié)，所以數(shù)據(jù)報(bào)最大長(zhǎng)度為65535字節(jié)。SchoolofManagement45/56網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)志(flag)占3bit，當(dāng)前只有前兩個(gè)比特有意義。標(biāo)志字段最低位是MF(MoreFragment)。MF

1表示后面“還有分片”。MF

0表示最終一個(gè)分片。標(biāo)志字段中間一位是DF(Don‘tFragment)。只有當(dāng)DF

0時(shí)才允許分片。片偏移(12bit)指出：較長(zhǎng)分組在分片后某片在原分組中相對(duì)位置。片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位。SchoolofManagement46/56網(wǎng)絡(luò)層偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)片1首部數(shù)據(jù)部分共3800字節(jié)首部1首部2首部3字節(jié)0數(shù)據(jù)報(bào)片2數(shù)據(jù)報(bào)片314002800字節(jié)0SchoolofManagement47/56網(wǎng)絡(luò)層生存時(shí)間(8bit)記為T(mén)TL(TimeToLive)，這是為了限制數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中生存時(shí)間，其單位最初是秒，但為了方便，現(xiàn)在都用“跳數(shù)”作為T(mén)TL單位。數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，其TTL值就減1。協(xié)議(8bit)字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜帶數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議方便目標(biāo)主機(jī)IP層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理過(guò)程SchoolofManagement48/56網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(8bit)字段運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層首部TCPUDPICMPIGMPOSPF數(shù)據(jù)部分IP數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù)部分交給哪一個(gè)進(jìn)程SchoolofManagement49/56網(wǎng)絡(luò)層首部檢驗(yàn)和(16bit)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)首部不包含數(shù)據(jù)部分。這里不采取CRC檢驗(yàn)碼而采取簡(jiǎn)單計(jì)算方法。IP數(shù)據(jù)報(bào)首部可變部分IP首部可變部分就是一個(gè)