网络互联和IP协议

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1、第五章网络互联和IP协议5.1网络互联设备和IP协议5.2IP报文5.3IP地址5.4IP报文转发5.5ARP、DHCP和ICMP5.6子网和超网5.7IPv65.8路由器5.1网络互联设备和IP协议5.1.1网络互联设备5.1.2IP协议5.1.1网络互联设备集线器、交换机和路由器的比较TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈的两大边界ISO/OSI与TCP/IP网络互联ISO/OSI转换（translation）例子：因特网与X.400邮件网关TCP/IP覆盖（Overlay）例子：IPovereverything5.1.2IP协议图5-2例子中各个

2、节点的协议图5.2IP报文5.2.1IP报文格式5.2.2服务类型5.2.3分段和重组5.2.4选项5.2.1IP报文格式报文格式（1）Version：版本号，IPv4IHL：头部长度TypeofService：服务类型优先级Delay、Throughput、Reliability位totallength：总长度，包括头部和数据，最大64k字节Identification：标识，判断分段属于哪一个分组DF：表明该分组不能分段MF：表明该分组还有进一步的分段fragmentoffset：分段偏移，说明分段在当前分组的位置报头格式（2）Timetoliv

3、e：生命期，用于限制分组生命周期的计数器Protocol：协议，说明分组要交给哪个高层协议进行处理Headchecksum：头校验和，用来校验头部Sourceaddress、Destinationaddress：IP地址Options：可选项，扩充用5.2.2服务类型服务类型ToS（TypeofService）字段优先顺序字段（precendence）3比特标志位D、T和RDelayThroughputReliability5.2.3分段和重组最大传输单元MTU（MaximumTansferUnit）IP报文的最大长度为64K字节标识（identif

4、ication）DF标志位表示该报文不要分段MF标志位则表示数据的分段没有结束分段偏移量（fragmentoffset）以8字节为计算单位5.2.4选项安全（security）用于说明IP报文的安全程度。严格路由（strictroute）要求IP报文必须严格按给定的路径传送。松散路由（looseroute）要求IP报文在传送过程中必须按次序经过给定的路由器。记录路由（recordroute）用于记录IP报文从源到目的所经过的所有路由器的IP地址。时间戳（timestamp）用于记录IP报文经过每一个路由器时的时间。5.3IP地址5.3.1IP地址格式

5、5.3.2特殊IP地址5.3.4私有地址和NAT5.3.1IP地址格式5.3.2特殊IP地址1、网络地址2、32位全0地址3、网络号全0的地址4、直接广播地址5、受限广播地址6、环回地址特殊IP地址示例5.3.3私有地址和NATNAT地址转换例子5.4IP报文转发5.4.1IP路由表路由表组成路由表表项路由匹配规则R1路由表R3路由表路由表表项特定主机路由前缀长度为32比特的路由表项。网络前缀路由前缀长度为1～31比特的路由表项。缺省路由前缀长度为0比特的路由表项。路由匹配规则（1）如果存在一条特定主机路由与IP报文的目的IP地址相匹配，那么首选这条

6、路由。（2）如果存在一条网络前缀路由与IP报文中的目的IP地址的网络前缀相匹配，那么选用这条路由。（3）在没有相匹配的特定主机路由或网络前缀路由时，如果存在缺省路由，那么可以采用缺省路由来转发IP报文。（4）如果前面几条都不成立，就宣告路由出错，并向IP报文的源端发送一条目的不可达ICMP差错报文。主机1路由表5.4.2IP报文转发同一个网络上的主机不同网络上的主机5.5ARP、DHCP和ICMP5.5.1ARP协议5.5.2DHCP协议5.5.3ICMP协议5.5.1ARP协议R1的转发表报文格式5.5.2DHCP协议连接到因特网的上每一台计算机都

7、必须配置以下信息：IP地址、子网掩码、缺省网关IP地址以及DNS服务器IP地址。动态主机配置协议DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，）用于给主机动态分配IP地址等配置参数。DHCP由两部分构成：一个用于将特定主机配置参数从DHCP服务器传到DHCP客户的协议以及用于给主机分配IP地址的机制。报文格式报文类型（1）（1）DHCPDISCOVER报文：用于DHCP客户查找可用的DHCP服务器。（2）DHCPOFFER报文：用于DHCP服务器对DHCPDISCOVER的响应，并提供IP地址以及其他配置参数。（3）DH

8、CPREQUEST报文：用于DHCP客户请求租用某个DHCP服务器提供的IP地址或请求DHCP服务器续租IP