【网络互联技术教程】网络互连IP协议.ppt

第三部分TCP/IP网络互连 第6章 网络互连IP协议 本章提要网络互连IP协议的基本概念；IPv4的概念与应用；IPv6的基本概念与应用；ARP与RARP的原理；ICMP的原理 6.1 IPv46.2 IP子网技术6.3 IPv66.4 地址解析协议6.5 Internet控制报文协议6.6 实训6－规划、配置网络系统 6.1 IPv4 6.1.1 IP数据报 6.1.2 IP的编址 6.1.3特殊地址 网际协议 （IP，Internet Protocol） 是TCP/IP协议族中核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。现在所用的IP协议版本为1981年定义的第四版，即IPv4。 IP提供了三个重要的定义 （1）IP定义了在整个计算机网络上数据传输所用的基本单元数据报，它规定了互连网上传输数据的确切格式。 （2）IP软件完成路由选择的功能，选择一个数据发送的路径。 （3）除了数据格式和路由选择的精确而正式的定义外，IP还包括了一组嵌入了不可靠分组投递的规则，这些规则指明了主机和路由器应如何处理分组、何时、如何发出错误信息，以及在何种情况下可以放弃数据报。 6.1.1 IP数据报 互联网则把它的基本传输单元叫做一个Internet数据报（datagram），简称为IP数据报或数据报。 优先级和服务类型 优先级字段指明本数据报的优先级，允许发送方表示本数据报的重要程度。优先级的值从0到7。“0”表示一般优先权，“7”表示网络控制优先权。服务类型提供了一种手段，以允许控制信息享受比一般数据更高的优先级。 D、T、R三位表示本数据所希望的传输类型。其中，D代表低延迟（Delay），T代表高吞吐量（Throughput），R代表高可靠性（Reliability）。 分片问题 数据报在数据链路层中被封装在数据帧内，通过帧的传输来实现数据报的传输。 各种物理网络技术，对帧的大小有不同的规定。最大数据传输单元（MTU）是指一个特定的网络所允许的物理帧的最大数据长度。当路由器收到一个大于其要转发的网络的MTU的数据报时，路由器必须将这个数据报分成可通过该网络的数据报片，这就是IP数据报的分片问题。 6.1.2 IP的编址 IP协议要求参加Internet网的网节点要有一个统一规定格式的地址，这个地址称为符合IP协议的地址，一般被称为IP地址。 IP地址格式 IP地址可以被表示为二进制格式。二进制表示的IP地址中，每个IP地址含32位，被分为4段，每段8位 。 IP地址由两部分组成： 网络号（Network ID） 主机号（Host ID） IP地址类型 （1）A类地址：一般用于大型网络，可以拥有很大数量的主机。第一字节表示网络号，其中最高位为0。剩余三字节共24位表示主机号，总共允许有126个网络。 （2）B类地址：被分配到中等规模或较大规模的网络中。前两个字节表示网络号，其中最高两位总被置于二进制的10，剩余两个字节共16位表示主机号，允许有16384个网络。 （3）C类地址：被用于主机数量较小的小型网络。前三个字节表示网络号，其中高三位被置为二进制的110，剩余一个字节表示主机号，允许大约200万个网络。 （4）D类地址：被用于多路广播组用户，高四位总被置为1110，余下的位用于标明客户机所属的组。 （5）E类地址：保留，为今后使用。 在分配网络号和主机号时应遵守以下几条准则： （1）网络号不能为127，该标识号被保留作回送及诊断功能。 （2）不能将网络号和主机号的各位均置1。如果每一位都为1，则各路由器均不转发，该地址会被解释为在本网络内使用的广播地址。 （3）不能将某台主机的网络地址中主机号部分全置1。在任何一个合法的网络中，主机号全为1的地址代表对本网络上的所有主机进行广播的地址。 （4）也不能将网络号和主机号的各位均置0，否则该地址被解释为本网络地址。 （5）对于一个网络来说，主机号应该是唯一的。否则会出现IP地址已分配或有冲突之类的错误。 子网掩码 TCP/IP上的每台主机都需要用一个掩码，也称为子网掩码。它是一个4字节的二进制数。IP软件在提取一个IP地址的网络号和主机号时需要使用掩码。 当网络还没有划分为子网时，可以使用缺省的子网掩码；当网络被划分为若干个子网时，就要使用网络管理员分配的特定的子网掩码了。 缺省的子网掩码用于一个还没有划分子网的网络。即使是在一个单段网络上，每台主机也都需要这样的缺省值。它的形式依赖于网络的地址类型。在它的4字节里，所有对应网络号的位都被置为1，相应字节的十进制值都是255；所有主机号的位都置为0。 6.1.3特殊地址 网络地址：一个主机号的所有位都为“0”的地址是保留给该