第6章--IP协议和IP选路协议.pptxVIP

第6章 IP协议和IP选路协议;第6章 IP协议和IP选路协议;;IP地址表示——点分十进制;IP地址分类; 多接口设备;特殊地址;网络地址;直接广播地址;受限广播地址;本网络上的本主机;本网络的特定主机;环回地址;申请IP地址;专用网;IP编址的缺陷;构成子网;子网;掩码运算;位与运算;构成超网;;IP协议;6.1.1 IP层的传输特点 IP提供的是不可靠，无连接的数据包传送。 不可靠（unreliable）的意思是不能保证IP数据报能成功地到达目的地。 IP仅提供尽力传送服务，负责数据的路由与传输却并不处理数据包的内容。 每经过一个系统主机或路由器IP都会检查数据包，如果数据包出现了问题，如某个路由器暂时用完了缓冲区，IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据包，然后发送ICMP消息给信源。 任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。;如果出现的问题是半永久性的，那么IP就会发送ICMP差错报文来给信源返回一个错误消息，以便让发送者修改引起失败的情况，然后丢弃该数据包。 所谓半永久性失败，是指包或者网络出现了问题导致这条路径不能发送数据，这时最好把问题告诉发送者，以便纠正错误。 如果这个数据包已经损坏或者经历过其他形式的暂时性失败，则立即丢弃该包而并不做其他处理。 所谓损坏或暂时性失败是指不是因为发送者的错误引起的，例如校验和计算错误等。;无连接（connection less）这个术语的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。 每个数据报的处理是相互独立的。这也说明，IP数据报可以不按发送顺序接收。 如果一信源向相同的信宿发送多个连续的数据报，每个数据报都会独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，这样某些数据包可能经过一个快速传输，某些数据包可能经的一个慢速传输，可能先发送的包晚到达，即数据包到达目的地可能失序。还有数据包可能会重复，某些包可能有多个拷贝到达目的地。 因此IP首部中需要设置有相应信息来保证正确处理这些问题。;另外，网络把每个数据包都看作是单个的实体，自身不用负责跟踪所有的连接，这样网络设备可以专注于传输数据包。 这个特性，使得整个网络性能能够提高到硬件允许的水平，而对内存和CPU的要求却尽可能的低。;下一跳IP地址;;;30;IP数据报的报头也常称为IP首部，由20个字节固定部分和可变长度的选项部分（0—40字节）构成。 IP首部的各个字段的含义如下： （1）版本：指IP协议的版本号，占4 bit，对IPv4来说这个值总是4。 （2）首部长度：指IP数据报的首部按32 bit（4字节）计算的数值，包括任何选项字节数，占4 bit，取值范围在5~15。 普通IP数据报（没有任何选项时）字段的值是5，即20字节（5*4）长，首部最长为60个字节（15*4），这时选项部分有数据内容。;; （4）总长度：指整个IP数据报以字节为单位的长度，占16 bit，因此IP数据报最长可达65535字节。由于链路层MTU的限制，较长的IP数据报会被分片。当数据报被分片时，该字段的值也随着变化，因为该值只是表示当前IP数据报的长度。 实际上，大量使用UDP的应用( RIP，TFTP，BOOTP，DNS以及SNMP)都限制用户数据报长度为512字节。 IP数据报中没有数据内容部分的长度，但借助报头中的首部长度可以很容易得出数据内容的长度是总长度减去首部长度。;; （7）片偏移：本片在原分组中的相对位置，占12bit。片偏移以 8 个字节为偏移单位，指示出较长的分组在分片后本片在原分组中的相对位置。 （8）生存时间TTL（time-to-live）：用于设置数据报可以经过的最多路由器数，占8 bit。TTL的初始值由源主机设置，即指定了数据报的生存时间，推荐的初始TTL值为64。 一旦经过一个处理报文的路由器，TTL的值就减去1。当该字段的值为0时，数据报就被丢弃，并发送ICMP报文通知源主机。防止路由成环时，IP被无限次转发。; （9）类型：也叫协议字段，表示向IP传送数据的上层协议，占8 bit。 类型字段实质上是表示IP报文数据区数据的格式，例如创建IP数据的高层协议是TCP还是UDP。 需要指出的是IP首部的版本字段指定的是IP报头格式，属于网络层范畴，类型字段指定的是IP数据区数据的格式，属于传输层的范畴。;; （10）首部检验和：首部数据的二进制反码求和，占16 bit。检验和不对首部后面的数据进行计算。 计算时首先把检验和字段置为0，然后，对首部中每个16 bit进行二进制反码求和（整个首部看成是由一串16 bit的字组成）。 接收方在收到IP数据报后对首部