第3章网络互连技术(TCP_IP)祥解.ppt

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第3章 TCP/IP协议与应用 本章要点 3.1 互连网络——TCP/IP协议集 3.1.1 TCP/IP的基本概念 3.1.2 TCP/IP协议集 3.1.3 TCP/IP的体系结构 1.5.6 OSI 与 TCP/IP 体系结构的比较 TCP/IP 四层协议 的表示方法举例 沙漏计时器形状的 TCP/IP协议族 客户进程和服务器进程 使用 TCP/IP 协议进行通信 功能较强的计算机 可同时运行多个服务器进程 3.1.3 TCP/IP的体系结构 3.1.3 TCP/IP的体系结构 3.1.3 TCP/IP的体系结构 3.2 IP协议 3.2 IP协议 IP包的分段与重装 IP包由报头和数据两部分组成: 报头由一个20B的固定长度部分和一个可选任意长度部分组成。 IP包由软件识别;数据帧由物理网络中硬件识别。 由于不同物理网络对帧大小的限制(物理网络的最大传输单元MTU)不同,如以太网限制传送帧为1500B,基于X.25的广域网的MTU限制为128B,因此在不同物理网络中传输时需要对IP包进行分段与重装。 3.2 IP协议 3.2.1 IP数据包结构 3.2.1 IP数据包结构 1. 版本 IP包的版本号,占4b,若版本号不同需进行转换,目前流行的版本号为4,即IPv4。 2. 头长度 报头长度由一个20B的固定长度部分和一个可选任意长度部分组成。报头长度域指示IP包的报头长度。 以32b为一个基本单位,报头长度域的值在5-15之间。5*32b=160b=20B 15*32b=480b=60B 限制了报头最大长度为60B,即任选项部分最大为40B。 3.2.1 IP数据包结构 3. 服务级别 指示IP包的优先级和所需的服务类型。 占8b,指示如何处理IP包。 该域前3b指示优先级,“7”表示最高优先级,“0”表示最低优先级。 4、5、6b表示低延时、高吞吐和高可靠性。 余下的2b未用。 3.2.1 IP数据包结构 4.报文长度(IP包总长度) 指示IP包的长度,包括报头和数据部分。 最大值为65535B。 IP包的大小,受物理网络的限制。 5.标识 占16b,用来控制分段重组。每个IP包有唯一的标识号。 每个IP包分段后的标识号相同,用来确定该分段属于哪个IP包。 分段到达时,目标主机根据标识号、分段偏移和源地址进行重组。 3.2.1 IP数据包结构 6. 标志 即分段重组DF、MF。 DF表示该IP包不能分段,因为目标主机不能重组分段。 MF取“1”表示该分段之后,还有分段; MF取“0”表示末分段。 7.分段偏移 指示该分段在当前数据报中的位置。 以8B为分段的基本单位,该域取值范围在0——8191之间。即包最大可分为8192个分段(65536/8)。 3.2.1 IP数据包结构 8. TTL生存期 指示该IP包在网络中传输时间限制(单位:秒)。 其值在0——255之间。随着IP包的传输,每个沿途路由器将TTL减少1,到0时,则丢弃该包。可防止由于故障导致IP包不断被转发。常用值是15或32,缺省值是64 。 9.上层协议号 指示传输协议类型。如“7”代表TCP,“6”代表UDP。“OSPF”是89 。协议编号定义在RFC1700中。 3.2.1 IP数据包结构 10. 校验和 确保数据包报头的无差错传输。 由于数据包报头是变长的,应提供头部校验验证报头的正确性。如果数据包正确,则16位全为1。 注意:不对整个IP包进行校验。 如版本号为4,接收的链路层帧长度必须足够大,以容纳最小的合法IP数据包(20B)。 3.2.1 IP数据包结构 11.任选项 用于网络的控制(测试和调试)。 (1)松散源路由 给出一连串路由器接口的IP地址,IP包必须沿着这些IP地址传送。允许在相继两个路由器之间跳过多个路由器。 (2)严格源路由 给出一连串路由器接口的IP地址,IP包必须沿着这些IP地址传送。如果下一跳不在IP地址表中发生错误。 3.2.1 IP数据包结构 (3)路由记录 当IP包离开每个路由器时记录路由器出站接口的IP地址。 (4)时间戳 IP包离开每个路由器时记录时间。 12、填充域 因为报头为4B的整数倍,当任选项不足4B的倍数时,将用“0”填充,补足32位。保证报头长度是4B的倍数。 问题 1. 假定在源主机和目的主机之间的数据报被限制为1500B(包括首部)。假定IP首部为20B,发送由4百万字节组成的MP3需要多少个数据报? 2. 考虑向具有500字节的MTU的链路发送一个3000字节的数据报,假定初始数据报的标识号为422,将产生多少个报文段?它们的特征(即每个报文段的字节数、标识、标志和段

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