第九章 网际协议(IP).ppt

网际协议（IP） 网际协议（IP） IP是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输 IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务 不可靠（Unreliable）的意思是它不能保证IP数据能成功地达到目的地。IP仅提供最好的传输服务。如果发生某种错误时，IP有一个简单的处理算法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息报给源主机，任何要求的可靠性必须由上层来提供（TCP） 无连接（Connectionless）的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报处理是相互独立的。IP数据报可以不按发送顺序接收，可以选择不同线路传输。 介绍两个有用命令：Ifconfig / Netstat IP数据报 基本的数据传送单元，为之指定了一个精确的数据格式。 IP软件执行路由功能，为数据发送指定路径。 IP还包含一套规则描述主机和路由器应该如何处理数据，出错数据应何时以及该如何产生，丢弃分组的条件。 IP数据报 IP数据报分为两个部分 IP数据报在传送时封装在下层数据帧的数据域，硬件不能识别IP格式。 IP数据报 IP数据报 VERS:4个比特，版本号 HLEN:4个比特，数据报头的长度（以多少个32位比特来度量），一般除了IP OPTIONS以及相应的PADDING字段可变，其他字段都是固定长，最常见的数据报头是无IP OPTIONS及PADDING字段，则总长为20字节，HLEN的值为5 SERVICE TYPE（TYPE OF SERVICE）：指定应如何处理该数据报，它又分为5个子字段（见下图） IP数据报 SERVICE TYPE 字段格式 头3位用于优先级（0～7），指定数据报的优先级，可以用于拥塞控制，目前主机和路由器一般都忽略该信息。 D：设置后表示要求低延迟 T：设置后表示要求高的吞吐量 R：设置后表示要求高的可靠性 C：设置后表示要求最小代价 都用来给路由选择提供建议，不一定要执行。 IP数据报--服务类型 IP数据报--服务类型--差分服务代码点 DSCP（Differentiated Services Code Point），IETF于1998年12月发布了Diff-Serv（Differentiated Service）的QoS分类标准. 它在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比特字节，通过编码值来区分优先级。 每一个DSCP编码值都被映射到一个已定义的PHB（Per-Hop-Behavior）标识码。 通过键入DSCP值，电话、Windows客户和服务器等终端设备也可对流量进行标识。 练习1 例1：到达的分组的前8bit如下： … 接收者丢弃了这个分组，为什么？ 练习2 例2：在一个分组中，HLEN的值是二进制的1010。试问这个分组携带了多少字节的选项？ 练习3 例3：在IP分组中，HLEN的值是516，而总长度字段的值是002816。试问这个分组携带了多少字节的数据？ IP数据报 TOTAL LENGTH:为IP数据报的总长度（包括头和数据，以多少个8位组来衡量），其为16比特，因此一个IP数据报可能的最大长度为65535个8位组。 IDENTIFICATION、FLAGS和FRAGMENT OFFSET三个字段控制IP数据报的分片（Fragmentation）和组合（Reassembly）。 IP数据报 IP数据报的分片和组合： IP数据报是由软件处理，与硬件无关，因而在不同版本的协议中可规定其最大长度。 但由硬件处理的低层的数据帧长度是由硬件限定的例如：以太网最大可传送的帧长为1500个8位组，而FDDI为4470个8位组，这些限定值为最大传送单元（MTU）。 而IP数据报封装在低层的数据帧中，如果数据报需要通过一个具有较小的MTU的物理网络，那么为了适合物理网络MTU的要求，就必须把较大的数据报分片成较小的数据报，分片由路由器完成，但不能提供保证，把较小的数据报组合回原始的数据报在目的主机完成（路由器处理的最小数据单元为576个8位组）。 IP数据报 IP数据报--IP封装 IP数据报在 各个物理网 络中需要重 新封装。 IP数据报--分片 分片：IP数据报的尺寸大于将发往网络的MTU值时，路由器将IP数据报分成若干较小的部分的过程每个分片由报头区和数据区两部分构成每个分片经过独立的路由选择等处理过程，最终到达目的主机。 IP数据报--重组 1、重组：在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新组装的过程。 2、目的主机进行重组。 减少了中间路由器的计算量 路由器可以为每个分片独立选路 IP数据报 IDENTIFICATIO