[理学]ip数据报和数据转发

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1、IP数据报和数据报转发本节主要内容1.IP数据报的格式及主要字段的功能2.IP数据报的分片与重组3.源路由、记录路由及时间戳选项4.ICMP的主要功能5.实践内容剖析ping命令使用ping命令及其选项6.6IP数据报和数据报转发头部数据区IP数据报的基本格式：一个头部后跟着数据区，头部含有控制该包发往何地及如何发送的信息a）三个路由器将四个网络连接成一个互联网的例子b）路由器R2的概念路由表，其中每一项列出一个目的网络和到达目的网络路径中的下一站a)四个网络和三个路由器组成的一个互联网，每个路由器接口分配一个IP地址b)

2、是中间那个路由器的路由表，表中每一项列出一个目的地、一个屏蔽码和到达目的地的下一站IP数据报头部中的各个域。其中，源地址和目的地地址均是IP地址报头中各主要字段的功能（1）l1.版本与协议类型l版本：数据报对应的IP协议版本号（目前使用的IP协议版本号为4）l协议类型：数据报数据区数据的高级协议类型（如TCP）l2.长度l报头长度：报头区的长度（以32bit为单位）l总长度：整个IP数据报的长度（以8bit为单位）l3.服务类型l转发过程中对该数据报的处理方式协议（Protocol）：发送和接收数据报的上层协议（第4层）。

3、MTUlMTU：网络规定的一个帧最多能够携带的数据量lIP数据报的长度只有小于或等于网络的MTU，才能在这个网络传输l与路由器连接的各个网络的MTU可能不同表7-3不同链路层协议的MTU值协议MTU(字节)Hyperchannel65535令牌环(16Mbit/s)17914令牌环(4Mbit/s)4464FDDI4352以太网1500X.25576PPP296分片l分片：IP数据报的尺寸大于将发往网络的MTU值时，路由器将IP数据报分成若干较小的部分的过程l每个分片由报头区和数据区两部分构成l每个分片经过独立的路由选择等

4、处理过程，最终到达目的主机分片控制l1.标识(Identification)16bitl源主机赋予IP数据报的标识符l该域需要复制到新分片的报头中l目的主机利用此域和目的地址判断分片属于哪个数据报l2.标志（Flags）3bitl标识是否已经分片，是否是最后一个分片l3.片偏移（FragOffset）：对数据报进行分片，以便允许在互联网上使用不同的MTU。13bits本片数据在初始IP数据报数据区的位置偏移量以8B为单位重组l1.重组：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l2.目的主机进行重组l减少了中间

5、路由器的计算量l路由器可以为每个分片独立选路l3.路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组lTTL：IP数据报在互联网中的存活时间（避免死循环）l报头校验和（HeaderChecksum）：对报头的完整性进行检查。l源IP地址和目的IP地址（SourceIPaddressandDestinationIPAddress）：32位的IP地址。lIP选项（IPOptions）：用于网络测试、调试、保密及其他功能的选项。l功能：主要用于控制和测试l用户可以使用也可以不使用IP选项。但所有实现IP协议的设备必须能处理IP选

6、项，IP数据报选项由选项码、长度和选项数据三部分组成源路由选项l源路由：IP数据报穿越互联网所经过的路径由源主机指定l应用场合：测试某特定网络的吞吐率、使数据报绕开出错网络等l源路由选项分为l严格源路由选项：规定IP数据报要经过路径上的每一个路由器l松散源路由选项：只给出IP数据报必须经过的一些“要点”记录路由选项l1.记录路由：记录IP数据报从源主机到目的主机所经过路径上各个路由器的IP地址l2.应用场合l查看IP数据报传输过程中所经过的路径l测试路由器的路由配置是否正确时间戳选项l时间戳：记录IP数据报经过每一路由器时

7、的当地时间l应用场合：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等因特网控制报文协议ICMP表7-7类型字段的值与ICMP报文的类型的关系ICMP报文种类类型的值ICMP报文的类型3目的站不可达4源站抑制(Sourcequench)差错报告报文11时间超过12参数问题5改变路由(Redirect，或重定向)8或0回送(Echo)请求或回答13或14时间戳(Timestamp)请求或回答询问报文17或18地址掩码(Addressmask)请求或回答10或9路由器询问(Routersolicitation)或通告ICMP主要差错报告类

8、型l目的地不可达报告l网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等l超时报告l参数出错报告ICMP差错控制l1.ICMP的基本功能之一是提供差错报告l2.ICMP协议不严格规定对出现的差错采取的处理方式l3.ICMP差错报告都是采用路由器到源主机的模式lIP数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报