8-IP数据报.ppt

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1、IP数据报网际协议(IP)如前述，IP提供无连接的数据转发，是Internet数据通信的基础整个TCP/IP提供三套服务：IP提供的是最底层的、最基础的一部分这种服务是不提供服务保证的，分组可能丢失、延迟，也不通知发送方或接受方。一个分组序列有可能沿着不同的路径发送。服务是全力转发，不因为资源耗尽或网络故障而停止，因而会引起丢失等不可靠的情形出现。应用服务可靠的传输服务无连接的分组转发服务IP协议中提供的三种重要的内容基本的数据传送单元，为之指定了精确的数据格式IP软件执行路由功能，为数据发送选择路径IP还包含一套规则描述主机和路由器应如何处理数据，出错数据应何时以及如何产生，丢弃分组

2、的条件IP数据报和帧结构一样，IP数据报也分为两个部分IP数据报在传送时封装在帧的数据域，硬件不能识别IP格式。详细的数据报头，见下页：VERS:4个比特，版本号HLEN:4个比特，数据报头的长度(以多少个32位比特来度量)，一般除了IPOPTIONS以及相应的PADDING字段可变，其它字段都是固定长，最常见的数据报头是无IPOPTIONS及PADDING字段，则总长为160字节，HLEN的值为5TOTALLENGGTH:为IP数据报的总长度(包括头和数据，以多少个8位组来衡量)，其为16比特，因此一个IP数据报可能的最大长度为65535个8位组SERVICETYPE(TOS):指定

3、应如何处理该数据报，它又分为5个子字段，见下页图：头3位用于优先级(0-7)，指定数据报的优先级，可用于拥塞控制，但目前几乎所有的主机和路由器都忽略此信息。D:设置后表示要求低延迟T:设置后表示要求高吞吐量R:设置后表示要求高可靠都用来给路由选择提供建议，但不是一定要执行的。IDENTIFICATION、FLAGS和FRAGMENTOFFSET三个字段控制IP数据报的分片(fragmentation)和组合(reassembly)IP数据报的分片和组合：IP数据报是由软件处理，与硬件无关，因而在不同版本的协议中可规定其最大长度。但由硬件处理的低层的数据帧长度是由硬件限定的，例如，以太网

4、最大可传送的帧长为1500个8位组，而FDDI为4470个8位组，这些限定值称为最大传送单元(MTU)。而IP数据报封装在低层的数据帧中，如果数据报需要通过一个具有较小的MTU的物理网络，那么为了适合物理网络MTU的要求，就必须把较大的数据报分片成较小的数据报，分片由路由器来完成，但不提供保证。（路由器处理的最小数据单元为576个8位组）而把较小的数据报组合回原始的数据报在目的主机进行。下页示例图：在TCP/IP中，数据报一旦被分片，则在到达目的主机之前就一直以单独的数据报存在，在到达主机后，才组合成原始的数据报。这样做的缺点：都到接受端主机组合，效率不高，且在MTU大的网络中仍以小的

5、数据报传输，效率不高接受端主机会设置一个组合计时器，若超过一个定时，则不再组合为原始数据报，这样只要有一个小的分组不能到达目的，则整个的原始数据报就出错，这就有可能增大了整个网络传输出错的概率。这也可能是优点，各个小的数据报可以独立路由，均衡负载。在分片后，每一片都与原始的数据报有相同的头格式。TOTALLENGTH字段设置为分片的长度，而非原始数据报的长度IDENTIFICATION字段每一个原始数据报的IDENTIFICATION字段包含一个唯一的标识数据报的整数，在分片时，这个整数拷贝到所有分片，以便使主机知道每个分片是属于哪一个数据报FRAGMENTOFFSET字段通过指定各个

6、分片在原始数据报中的偏移量而指定各个分片在原始数据报中的位置FLAGS字段：3位FLAGS的低两位控制分片其中头一位(不要分片)设为1时表示不要分片，当某个路由器认为一个设为不要分片的数据报需要分片时，路由器放弃该数据报并向源主机发送一个出错消息。低一位(更多的分片)指定分片是否是一个原始数据报的中间部分或结束部分。若其设置为0，则表明该分片是最后一个分片，再通过检查各分片的偏移量，目的主机就可以重新组合回原始数据报。TIMETOLIVE(TTL)字段(以秒为单位)指定数据报在网上的保留时间。每个处理该数据报的路由器都会根据已过去的时间减少这个字段的值，当其值为零时，就丢弃该数据报，并

7、发回一个出错消息。这样就不会使一个数据报总在网络中占用资源。但在没有时钟同步时，一般路由器并不能知道精确的时间，一种简易的途径是：当路由器处理一个未经长时等待的数据报时，只把TTL字段减一，而如果该路由器负载较大，数据报等待时间长，则减去其从达到路由器到得到处理这一段的秒数。PROTOCOL字段指定数据域的数据是由那种高层协议创建的，因而也就相应地指定了数据域的格式HEADERCHECKSUM字段检校和，确保数据头(而非整个数据报)值的完整性，