网络基础4-网络层1new

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1、OSI网络层网络基础——第四章学习目标确定网络层在说明从一台终端设备到另一台终端设备的通信时所起的作用。分析最常用的网络层协议Internet协议(IP)及其提供无连接服务和尽力服务方面的功能。了解将设备划分（即分组）为网络时使用的指导原则。了解设备的分层编址及其如何实现网络之间的通信。了解有关路由、下一跳地址和转发到目的网络的数据包的基础知识。课程目录4.1IPv44.2网络——将主机划分为组4.3路由——数据包的处理方式4.4路由过程：了解路由的途径4.5实验4.1IPv44.1.1网络层——从主机到主机的通信网络层

2、为每个终端设备之间通过网络交换数据的片段提供服务基本过程:编址封装路由解封装协议Internet协议第四版(IPv4)Internet协议第六版(IPv6)AppleTalkNovell互联网分组交换协议(IPX)无连接网络服务(CLNS/DECNet)4.1.2IPv4协议——网络层协议示例IPv4的作用通过Internet为用户传送数据4.1.3IPv4协议——无连接无连接服务4.1.4IPv4协议——尽力尽力服务(不可靠)4.1.5IPv4协议——介质无关性介质无关性最大传输单位(MTU)：每种介质可以传输的最大P

3、DU大小.对数据包进行分片：中间设备-通常是路由器-从一种介质向具有较小MTU的介质转发数据包时分割数据包的过程4.1.6IPv4数据报——封装传输层PDUIPv4封装传输层数据段或数据报，以便网络将其传送到目的主机。在任何情况下，数据包的数据部分，即封装的传输层PDU，在网络层的各个过程中都将保持不变。4.1.7IPv4数据包头IP分组格式说明version：版本号，目前为4Hlen：头部长度，以32bits（4B）为单位说明头部的长度，即一个字为4B长在没有其它选择的前提下，通常的头部是5个字长（20字节），即此项通

4、常为5，有可选项时大于5总长度：整个IP分组的长度，以字节为单位，最大长度=2^16=65535字节＝64k字节IP分组格式说明－TOSTOS：服务类型，由应用设置，基本功能：允许分组根据不同的应用需要来进行不同的处理分为5个子域：优先权指示分组的重要性，0－7，7最高Delay/Throughput/Reliability111表示低延迟、高吞吐率、高可靠性，一次只能一位为1路由器把TOS作为选径时的参考，不更改优先权DTR保留IP分组格式说明－TTL引入原因：数据分组单独寻径，从源到目的的延迟是随机变化的，可能路由器

5、出错导致分组在网上无休止传输。每产生一新分组，其TTL设置为最大=255IP协议在分组每经过一个路由器时，其值减1，TTL=0时丢弃该包。IP分组格式说明－协议类型与校验和协议类型：指所发数据是上层哪一个协议发来的，接收端据此决定把分组中的数据交给哪一个上层协议去处理常见上层协议：TCP/UDP/ICMP/IGMP校验和：仅保证头部的完整性。IP不对数据校验。先把自己置0，后把头部数据按16位相加，结果取反得校验和。IP分组格式说明－源目标地址和可选项源、目的地址各32位，传输中保持不变IP分组选项：选项是任意的，主要用

6、于测试和控制，要求实现能正确处理IP选项。TLV表示：每个选项的第一字节为标识符，标识该选项的类型若该选项的值是变长的，则还有一个字节表示长度，之后是该选项的值。IP分组格式说明－可选项选项类型描述安全选项表示该数据包的保密级别严格源路由给出完整的路径表松散源路由给出所要经历的路由器的地址表路由记录让每个路由器在IP报文中记录其IP地址时间戳让每个路由器记录起IP地址和经历过的时间IP分组格式说明－分段和重组不同物理网络使用不同的帧格式和帧长,IP最大分组长称为MTU=64k字节,远大于大多数物理网的MTUIP把大的分组

7、分成若干小的分段传输，分段可在任何中间路由器上进行，重组仅在主机上进行IP头用三个域来描述分段与重组（标识，标志，偏移量）IP分组格式说明－分段和重组Ident；分组标识符，IP协议每发送一个分组则该项加1，作为下一分组的标识符。16Bits长度：保证重复使用一个分组标识符时，具有该标识符的上一分组的所有分段已从网上消失。目的主机用该项来确定传来的分段属于哪一个分组。Flag：分组标志，3比特，仅低2比特有效DF:禁止分段标志，DF=1分组不能分段，若此时IP分组长度大于网络的MTU，则向源端发送出错消息。MF:最后分段

8、标志，MF=0，没分段也为0，否则为1Offset：13位，说明分段在当前分组中的位置，此处采用8字节为单位，分段必须是8字节的倍数未用DFMF分段和重组示例H1要发数据1400Bytes到H8,则IP包数据=1420(1400+20IP头)设以太网MTU=1500Bytes,FDDI=4500,PPP=532FDD