第二章 IP協定 何日新.pptVIP

無線通訊網路課程 第二章 IP協定 台灣首府大學 休閒資訊管理學系 何日新老師 講授 IP 基礎與定址 網路層的主要功能如下： 定址 (Addressing)：賦予網路裝置名稱或位址。 路由 (Routing)：決定封包在網路之間的傳送路徑。 IP 定址: IP 規定網路上所有的裝置都必須有一個獨一無二的 IP 位址 (IP Address) 以資識別。就好比是郵件上都必須註明收件人地址, 郵差才能將郵件送達。 ICANN 會依地區與國家, 授權給公正的單位來執行分配 IP 位址的工作。在台灣是由 TWNIC (Taiwan Network Information Center, 財團法人臺灣網路資訊中心) 所負責。 IP 路由 若要在網際網路中傳送 IP 封包, 除了確保網路上每個裝置都有一個獨一無二的 IP 位址外, 網路之間還必須有傳送的機制, 才能將 IP 封包經過一個個的網路送達目的地, 此種傳送機制稱為 IP 路由 (IP Routing)。 非連接式(Connectionless) 的傳送方式大意是指傳送 IP 封包時, 來源與目的裝置雙方毋須事先建立連線, 即可將 IP 封包送達。來源裝置完全不用理會目的裝置的狀態, 而只是單純的將 IP 封包逐一送出即了事。 切割與重組 IP 封包: 每一種鏈結層的技術都會有所謂的最大傳輸單位 (Maximum Transmission Unit, MTU), 亦即該種技術所能傳輸的最大承載資料 (Payload) 長度。 右表列舉幾種常見技術的最大傳輸單位： 切割後的 IP 封包, 會由目的裝置重組, 恢復成原來 IP 封包的模樣。 IP 位址表示法 IP 位址本質上是一個長度為 32 Bits 的二進位數字, 看起來就是一長串的 0 或 1： 將各段的二進位數字轉換成十進位數字, 再以『.』隔開以利閱讀： 目前網際網路上通用的 IP 版本為第 4 版, 稱為 IPv4。IPv4 的 IP 位址是由 32 Bits 組成, 理論上會有 232 = 4294967296 (將近 43 億個) 種組合。 專家們已經發表了下一版的 IP 規格―IPv6 (第 6 版的 IP)。IPv6 的 IP 位址是由 128 Bits 所組成。 3 種常見的位址等級 在設計 IP 時, 考慮到有些網路雖然使用 TCP / IP 的協定組合, 但不會與網際網路相連。因此, 在 Class A、B、C 中都保留了一些私人 IP 位址 (Private IP Address), 供這類網路自行使用： 主機位址全為 0 用來代表『這個網路』 (This network), 以 Class C 為例, 203.74.205.0 用來代表該 Class C 的網路。 主機位址全為 1 代表網路中的全部裝置, 因此也就是『廣播』的意思；203.74.205.255 的封包, 即代表這是對 203.74.205.0 這個網路的廣播封包, 所有位於該網路上的裝置都會收到並處裡此封包。 切割為子網路的原理 子網路遮罩 :11111111 111 00000 255 . 255 . 224 . 0 / 19 ( 19代表子網路遮罩中 1 的數目) ARP 與 ICMP 兩個輔助 IP 的協定 以 IP 為例, 便是將取得 MAC 位址的工作交由 ARP (Address Resolution Protocol, 位址解析協定) 來執行。 由於 MAC 位址是區域網路內傳送封包所需的識別資訊, 因此, 在傳送 IP 封包之前, 必然會使用 ARP 這個協定 在 IP 路由的過程中若發生問題, 例如：路由器找不到合適的路徑, 或無法將 IP 封包傳送出去, 則勢必需要某種機制, 將此狀況通知 IP 封包的來源端。這時候便會用到 ICMP (Internet Control Message Protocol) 這個協定。 ICMP 屬於在網路層運作的協定, 一般視為是 IP 的輔助協定, 常用來『報告錯誤』。換言之, 在 IP 路由的過程中, 若主機或路由器發現任何異常, 便可利用 ICMP 來傳送相關的資訊。 各類型的 ICMP 封包 回應要求與回應答覆 (Echo Request / Echo Reply) 無法送達目的 (Destination Unreachable): 路由器無法將 IP 封包傳送出去 或目的裝置無法處理收到的 IP 封包。 降低來源端傳送速度 (Source Quench) : 當路