第7章 因特网技术.ppt

第7章 因特网技术 1/jpkc/c30/index.htm 内容目录 7.1 因特网结构与管理 7.1.1 因特网结构 因特网(Internet)也称国际互联网，是全球最大的计算机互联网，连接了几乎所有国家和地区，从而成为现代社会工作、学习、生活的重要组成部分。从1994年开始，因特网逐渐演变成由NAP和3层ISP组成的多层结构，如图7-1所示。 7.1 因特网结构与管理 7.1.1 因特网结构 1. 第一层ISP 第一层ISP是国际或国家级服务提供商，又称为NSP(National Service Provider)，负责建设与维护国家主干网。NSP之间通过NAP互连，也有些国家级主干网通过专用对等交换节点互连。 2. 第二层ISP 第二层ISP一般是地区级的服务提供商，仅与少数第一层ISP连接，一般根据流量向用户收费。 3. 第三层ISP 第三层ISP为本地级的服务提供商，与一个或几个第二层ISP连接。 当两个ISP网络彼此连接时，它们之间的关系是对等的。大型的ISP主干网拥有上千台分布在不同位置的路由器，通过光纤提供高带宽的传输服务。与ISP层次结构对应的因特网层次结构如图7-2所示。 7.1 因特网结构与管理 7.1.1 因特网结构 7.1 因特网结构与管理 7.1.2 因特网的管理 一般情况下，由ISP、Internet协会(Internet Society，ISOC)和Internet上各个域的组织分别负责Internet上不同层次的管理。Internet协会组织结构如图7-3所示。 7.2 网络层协议 7.2.1 IPv4协议 1. IPv4协议功能 由于TCP协议发展到第四版时才出现IP协议，IPv4因此而得名。 IPv4最基本的服务是提供一个无连接的、尽最大努力去完成任务的、非可靠的服务。亦称尽力传递服务。术语“尽力传递”表示IP协议将尽最大的努力投递分组，不轻易抛弃分组，使数据分组传输能够到达目标；但是并不提供任何保证，当资源用尽或下面的物理网失效时，如果发生投递失败、分组丢失、投递无序或重复投递等情况，IP协议即不检测也不通知投递者或接受者。网络传输的可靠性是由TCP协议来提供的。 7.2 网络层协议 7.2.1 IPv4协议 2. IPv4数据报格式 IPv4协议数据单元(PDU)，简称IP数据报，包括IP数据报报头和数据域两部分。IP数据报报头的长度是4字节(32位)的整数倍，如图7-4所示。 7.2 网络层协议 7.2.1 IPv4协议 (1) 版本号(4位)：表示IP数据报的版本，值为 4。主机收到IP数据报后检查分组版本号，若与主机的IP版本不同，就拒绝接收。 (2) 分组头长(4位)：表示IP数据报报头的长度，以4字节为1个单位，最小值是5，即头部最小长度是20字节。最大值是15，即头部最大长度是60字节；此时，可选项为40字节最大值。 (3) 服务类型(8位)：描述IP数据报所希望得到的服务质量，目前这一字段包括优先级、可靠性、延迟时间和吞吐量四个参数。 (4) 总长度(16位)：该域给出包括头部和数据域的IP数据报总长度，以字节为单位，最大长度是65,535字节。目前该容量还能满足需要，但在千兆网以后，会需要更大的分组。 7.2 网络层协议 7.2.1 IPv4协议 (5) 标识(16位)：给出IP数据报分段的标识符，属于同一个IP数据报的分段具有相同的标识符。 (6) 标记段(3位)：第一位未作定义，没有启用。第二位是不可分段位，一般用D表示。D=1，表示IP数据报不分段，接收该数据报的路由器会尽可能把该数据报传给可一次接收整个数据报的网络。否则，路由器放弃该数据报，并返回差错报文，表示目的地址不可达。第三位是可分段位，作用是让接收方知道一个IP数据报的所有分段全部到达，一般用M表示。除了最后一个数据分段外，其它所有分段必须设置这一位。M=1，表示分段属于中间分段；M=0，表示是最后一个分段。 (7) 分段偏移(13位)：标识分段在当前IP数据报中的位置。除了最后一个分段外，其它所有分段必须是8字节的倍数，8字节是基本分段单位。该域为13位，所以，每个IP数据报最多有213 = 8192个分段，则最大数据报长度为65,536字节。 7.2 网络层协议 7.2.1 IPv4协议 (8) 生存时间TTL(Time to Live)(8位)：该域是一个限制IP数据报生存期的计数器，以路由器跳数为单位，指定IP数据报在互联网中停留的最长时间为255。数据报每通过一个路由器，该段的数值就减一，但如果数据报在一台路由器上排队时间较长时，该计数器必须被多倍递减。当该值降为0时，该数据报被舍弃。生存时间保证IP分组不会在一个互联网中无休