第八章：IP 数据报.PPT

第八章：IP 数据报 IP数据报的格式及主要字段的功能； IP数据报的分片与重组； 源路由、记录路由及时间戳选项； ICMP的主要功能。 8.1 IP 数据报的格式 IP数据报 ＝ 报头区＋数据区 IP 数据报的格式介绍 各主要字段的功能－版本与协议类型 版本号：（4 比特）指明当前所用的IP协议版本号。不同版本号的标头格式有区别。 协议类型：（8比特）指明数据部分的数据单元来自于上层的什么协议实体（如TCP、UDP），用于识别上层的服务用户。 各主要字段的功能－长度 表头长度(IHL):4 bit 指明IP数据报标头部分的长度，它的计数值是32bit的整数倍值。例如 IHL＝5时，表头长20字节，表明它只含固定部分而没有可变部分。 若可变部分长度不是32的整数倍，需在填充域加0凑齐。 总长度（Total Length）：16bit 指明数据报的全长字节数，最大可计到64K。 各主要字段的功能－服务类型 服务类型（Type of Service）：8bit，它的码值反映出上层实体对IP层服务质量方面的要求，供IP执行时参考使用。含义如下： 各主要字段的功能－生存周期 生存期（TTL）：8bit 记录该数据报在传输过程中还剩余的生存时间（秒）。 源发站先赋给某个初值，每经过一个网关，其值减1；若遇到排队等待，则要减去等待时间。 任一节点如发现TTL＝0的数据报，都要将它丢弃，并向源发端报告出错信息。 各主要字段的功能－头部校验和 头部校验和（Header Checksum）：16bit 作用：保证IP数据报报头的完整性。 注意：在IP数据报中只含有报头校验字段，而没有数据区校验字段。 各主要字段的功能－寿命（TTL） 寿命（Time to Live，又称生存时间）设置了该数据报在互联网络系统中允许存在的时间，以秒为单位。 各主要字段的功能－地址 源地址（Source address）：32bit 源端系统的IP地址. 目的地址（Destination Address）:32bit 目的端系统的IP地址。 注意：在整个数据报传输过程中，无论经过什么路由，如何分片，此两字段一直保持不变。 IP数据报选项数据区 作用：主要用于网络控制、测试、诊断等。 IP数据报选项 ＝选项码＋长度＋选项数据 选项码：用于确定该选项的具体内容。 选项数据部分的长度由选项的长度字段决定。 IP数据报选项－源路由选项 源路由：指IP数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定的。 作用：用于测试某特定网络的吞吐率，可以使数据报绕开出错网络。 源路由分类： 1）严格源路由选项：严格经过路径上的每一个路由器。 2）松散源路由选项：给出IP数据报必须经过的一些“要点”，并不给出一条完备的路径。 IP数据报选项－记录路由选项 记录路由：记录下IP数据报从源主机到目的主机所经过路径上各个路由器IP地址。 作用:测试互联网中路由器的路由配置是否正确。 IP数据报选项－时间戳选项 时间戳（time stamp）：记录下IP数据报经过每一个路由器时的当地时间。 作用：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等。 8.2 数据报的封装 封装（encapsulation):在一个网络帧中携带一个数据报的传输方式成为封装。 数据报的大小 事实：一个数据报在通过互联网到达最终目的地的过程中可能穿过了许多中类型的物理网络。 每种分组交换技术都对一个物理帧可传输的数据量规定了一个固定的上界。如以太网传输1500byte，FDDI允许每帧大约4470Byte。 网络MTU及分片 根据网络使用的技术不同，每种网络都规定了一个帧最多能够携带的数据量，这一限制称为最大传输单元（MTU，maximum transmission unit）. 当一个数据报的尺寸大于将发往网络的MTU值时，路由器会将IP数据报分成若干较小的部分，该过程成为分片，然后再将每片独立地进行发送。 分片后的数据报： 格式 ＝ 报头区 ＋数据区 分片的结果解析： 携带1400byte的初始数据报； 在MTU为620byte的网络上的三个片。首部1和2的片未完（more fragment）标志设为1。 所显示的偏移量为十进制的八位组。必须把它们除以8才能得到存储在分片首部中的值。 数据报的重组 定义：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叫做IP数据报重组。 IP协议规定，只有最终的目的主机才可以对分片进行重组。 中间路由器不可能对分片进行重组。 在目的主机重组的两大好处： 目的主机进行重组减少了路由器的计算量。 路由器可以为每个分片独立选路，每个分片到达目的地的路径可以不同。 数据报的重组 一直把分片保留到目的站的两个缺点： 由于在通过一个小MTU网络后