TCPIP工作原理教案网际协议IP.ppt

第3章 网际协议IP 本章学习目标 理解IP协议的概念、作用以及在TCP/IP协议栈中的位置 掌握IP数据报的格式与IP报头各个字段的定义 掌握IP报头各种选项类型的作用 熟悉IPv6的相关概念 3.1 IP数据报 在IP层的分组叫数据报。IP协议接收上层协议传输过来的数据报，加入IP报头，组成一个IP数据报，并且传输该报文到达目的主机。 IP数据报的一般格式 IP数据报由报头和数据两个部分组成，数据报的总长度限制在65535个字节以内，其中，报头的长度为20～60字节，因不同Option的运用而不同，剩下的部分是来自上层的数据。 3.2 IP报头 IP报头是IP数据报的核心。 IP报头的基本格式 IP报头的长度是20～60字节，若不含有Option，则IP报头的基本长度是20字节。 “Option”字段不是绝对需要的，主要用于测试与安全方面。“Padding”是位填补字段，配合Option一起使用。 IP报头各个字段的内容 Version：版本号 指IP模块使用的IP协议的版本，字段长度是4Bits。目前IP协议有IPv4和IPv6两种版本，IPv4的VER值为4，IPv6的VER值为6。 IHL：IP报头长度 是IP报头的长度，该字段长度是4 Bits。IHL以4个字节为计算单位。 Service Type：服务类型 表示数据报在网络中传输的处理方式，字段长度是8 Bits，包含3位优先等级位（precedence）以及4位的服务类型参数（TOS：type of service）和1位保留位。 Total Length：数据报总长度 指数据报的总长度，包括报头和数据，以字节为计算单位。该字段的长度是16 Bits，所以最大值是216-1即65535个字节。 Identification：数据报标识 是由源主机指定的数据报标识码，用于将分割后的小数据报重组成原始数据报。该字段的长度是16 Bits，因此可以标识65535个不同的数据报。 Flags：标志 分割控制标志，长度为3 Bits。 最高位是预留位，其值必须为0。第二位是“不分割（DF）”标志位，为0则表示可分割，为1则表示不分割；第三位是“更多分割（MF）”标志位，为0则表示这是最后一个数据报，为1则表示后面还有数据报。 Fragment Offset：分割偏移 表示分割后的数据报在原始数据报中的位置，以8个字节为计算单位，第一个数据报的偏移是0。 Time to Live：存活时间 表示数据报在IP网络中能够存在的最长时间，字段长度是8 Bits，所以TTL的最大值为28-1即255秒。 Protocol：协议 表示IP协议的上一层协议，字段长度为8 Bits。各种高层协议都有对应的Protocol值。 Header Checksum：报头校验和 报头校验和字段长度为16 Bits，用于数据报传输过程中的错误检测。 Padding：位填补 位填补字段的长度是可变的。当IP报头的长度不是4个字节的倍数时，就利用Padding在报头最后面填入一连串的0，直到报头的长度成为4个字节的倍数。 Source Address：源地址 源地址字段长度为32 Bits，表示发送数据报的主机的IP地址。 Destination Address：目的地址 目的地址字段长度为32 Bits，表示接收数据报的目的主机的IP地址。 3.3 IP选项 IP选项不是必须的，但是选项在网络的测试和纠错，以及数据传输的安全防护方面有重要的作用。 每个IP模块都必须具备处理选项的功能，不同种类的选项具有不同的作用，并不要求每个IP都支持所有的选项。 IP选项的一般格式 IP选项的格式如下图所示，包括：一个字节的代码（Code）字段，一个字节的长度（Length）字段，以及一个长度可变的数据（Data）字段。 代码字段表示选项的作用、类型以及是否被复制。 长度字段表示选项的总长度。 数据字段表示选项的信息，例如偏移量、指针、长度、地址等数据。 IP选项的类型 End of Option List（EOL）：选项结束 EOL是1字节选项，用于提示这是最后一个选项，必须放在所有选项的后面。 No Operation（NOP）：无操作 NOP也是1字节选项，用于选项之间的边界对正 Record Route（RR）：记录路由 用于记录数据报在Internet中传送的