计算机网络快速入门第四章.pptVIP

第五章网络层协议 本章主要内容 IP协议 ICMP协议 IGMP协议 ARP与RARP协议 IPv6 TCP/IP参考模型 网络协议IP IP协议已经成为世界上最重要的网际协议。 IP的功能定义在IP头结构中。 IP是网络层上的主要协议，同时被TCP协议和UDP协议使用。 TCP/IP的整个数据包在数据链路层的结构如下 IP数据报头格式(一) IP数据报头格式(二) IP头结构在所有协议中都是固定的 版本：占第一个字节的高四位。 头长度：占第一个字节的低四位。 服务类型：前3位为优先字段权，现在已经被忽略。接着4位用来表示最小延迟、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。 封包总长度：整个IP包的长度，单位为字节。 存活时间：封包的生存时间。通常用通过的路由器的个数来衡量。比如初始值设置为32，则每通过一个路由器处理就会被减一，当这个值为0的时候就会丢掉这个包，并用ICMP消息通知源主机。 IP数据报头格式(三) IP头结构在所有协议中都是固定的 协议：定义了数据的协议，分别为：TCP、UDP、ICMP和IGMP。 头校验和：首先将该字段设置为0，然后将IP头的每16位进行二进制取反求和，将结果保存在校验和字段。 源IP地址：将IP地址看作是32位数值则需要将网络字节顺序转化为主机字节顺序。 目的IP地址：转换方法和源IP地址一样。 IPv4的IP地址分类 基本的IP地址是8位一个单元的32位二进制数。为了方便人们的使用，对机器友好的二进制地址转变为人们更熟悉的十进制地址。 IP地址中的每一个8位组用0～255之间的一个十进制数表示，这些数之间用点“.”隔开。 IP地址分成五类：A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。 每一个IP地址包括两部分：网络地址和主机地址，上面五类地址对所支持的网络数和主机数有不同的组合。 IPv4的地址结构 IPv4的地址范围 保留的IP地址 私有网络的IP地址 子网划分(一) 一个路由器端口的连接(一个物理网段)至少组成一个网络。 按原来的地址结构(二维结构)，一个网络至少需要一个C类地址，因为一个网络需要有一个唯一的网络地址。 IP地址的紧缺和地址分配中的浪费形成一对矛盾。 子网划分(二) 子网划分(三) 原有地址结构是二维的(网络地址，主机地址)，增加地址空间的维数可提高地址分配中的灵活性和可用性。 三维结构：网络地址 子网地址 主机地址 在一个C类地址中仅主机地址可由网管人员自主分配，向主机地址段借位，组成子网地址以形成三维地址结构。 子网地址位数的确定(一) 借1位 子网地址= 0：表示本子网主机，不可作为有效目的地址使用 子网地址= 1 ：子网地址全1，不可用，因此至少要借2位。 子网地址位数的确定(二) 借7位 主机地址= 0：子网地址，不可作为地址分配 主机地址= 1：广播地址，不可分配 因此至多能借6位 子网掩码(一) 因为子网地址数不是固定的，所以要告知设备地址的哪一部分是包含子网的网络地址段，地址哪一部分是主机地址段。 子网掩码使用与IP编址相同的格式，子网掩码网络地址部分和子网地址部分全为1，主机部分全为0。 子网掩码(二) 一个主机地址为9，子网地址= 011的子网掩码是： 子网掩码(三) 包含子网地址的网络号= IP地址∧掩码 掩码也可用更简洁的方式表示 6/27，其中27表示掩码中1的个数 子网划分实例 子网和子网掩码 例，某单位有一C类地址，该单位有多个部门，每个部门的机器数为20个左右，问如何确定子网掩码? 最多能有几个子网? 每个子网的主机数为多少? 掩码24，最多的子网个数8个 也可写成/27 每个子网的主机数为32 –2 = 30台 分片和重组(一) 不同的网络有不同的分组最大长度MTU 分片和重组(二) 按MTU及数据包的实际负载长度计算所需片数，并划分，分片应满足两个条件 各片在不大于MTU的前提下尽可能地大 片的长度为8的整倍数 原数据包的包头作为每片的数据包报头，并修改其中的某些字段，指明 属原来的哪个数据包 属原来数据包中的第几个分片 哪一个是片尾 通过标志标识和段偏移实现分段 标识(identifier)：16位 发送方每发送一个数据包，编号加一 各分片的标识相同 源地址加标识来区分各个分片 标志(flag)：3位 DF = 0 允许分片 = 1 不允许分片，如刚起动时不允许分片 MF = 0 最后一片 = 1 片未结束 片偏移(fragmentation offset)：13位 实际偏移量= 片偏移值x 8 Byte IP包分段举例(一) 一个物理网络的MTU为1500B，现要传输一个数据报，其包头为20B，数据区