第4章 TCPIP协议4.ppt

互连网络与虚拟互连网络 4.5 IP 地址与硬件地址 4.6 地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP 不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。 4.7 IP 数据报的格式 一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。 首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。 在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 IP 数据报分片的举例 IP 数据报首部的可变部分 IP 首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。 选项字段的长度可变，从 1 个字节到 40 个字节不等，取决于所选择的项目。 增加首部的可变部分是为了增加 IP 数据报的功能，但这同时也使得 IP 数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。 实际上这些选项很少被使用。 IP 层转发分组的流程 路由器和交换机区别： 路由器是用来连接不同的网络，而交换机只是在一个特定的网络中工作。 路由器是专门用来转发分组的，而交换机还可接上许多个主机。 路由器使用统一的 IP 协议，而交换机使用所在网络的特定协议。 路由器根据目的网络地址找出下一个路由器，而交换机则根据目的站所接入的交换机号找出下一跳。 特定主机路由 这种路由是为特定的目的主机指明一个路由。 采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。 分组转发算法 (1) 从数据报的首部提取目的站的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。 (2) 若网络 N 与此路由器直接相连，则直接将数据报交付给目的站 D；否则是间接交付，执行(3)。 (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则将数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。 (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由，则将数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。 (5) 若路由表中有一个默认路由，则将数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。 (6) 报告转发分组出错。 必须强调指出 IP 数据报的首部中没有地方可以用来指明“下一跳路由器的 IP 地址”。 当路由器收到待转发的数据报，不是将下一跳路由器的 IP 地址填入IP数据报，而是送交下层的网络接口软件。 网络接口软件使用 ARP 负责将下一跳路由器的 IP 地址转换成硬件地址，并将此硬件地址放在链路层的 MAC 帧的首部，然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。 作业 使用抓包软件分析IP数据包 网 1 10.0.0.0 网 4 40.0.0.0 网 3 30.0.0.0 网 2 20.0.0.0 10.0.0.4 40.0.0.4 30.0.0.2 20.0.0.9 20.0.0.7 目的主机所在的网络 下一跳路由器的地址 20.0.0.0 30.0.0.0 10.0.0.0 40.0.0.0 20.0.0.7 30.0.0.1 直接交付，接口 1 直接交付，接口 0 路由器 R2 的路由表 30.0.0.1 10.0.0.4 40.0.0.4 30.0.0.2 20.0.0.9 20.0.0.7 30.0.0.1 链路 4 链路 3 链路 2 链路 1 R2 R3 R1 0 1 R2 R3 R1 在路由表中，对每一条路由，最主要的是 （目的网络地址，下一跳地址） * 计算机网络 * 4.1 Internet发展 4.2 Internet的组成、服务和特点 4.3 TCP/IP参考模型 4.4 IP协议 4.5 TCP协议 4.6 域名系统DNS 第4章??? TCP/IP协议 4.3 Internet网络协议TCP/IP 网络 网络 网络 网络 网络 (a) 互连网络 (b) 虚拟互连网络 路由器 虚拟互连网络 （IP 网） TCP 报文 IP 数据报 MAC 帧 应用层数据 首部 首部 尾部 首部 链路层及以下 使用硬件地址 硬件地址 网络层及以上 使用 IP 地址 IP 地址 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主机