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1、IP网络、IDC方向专家（3）目录通信网与计计算机网差异IP城域网技术术与实实 现现125IP网与协议协议 体系IP传输传输 技术术与MPLS技术术 IDC业务业务 与发发展431. IP数据报构成3. 内部网关协议介绍4. 外部网关协议介绍第三部分 IP传输技术与MPLS技术5. 路由器的结构与实现2. 分层次的路由选择6. MPLS的基本概念8. MPLS的业务应用7. MPLS的封装与实现路网有了，车该怎么上路行驶呢？1. IP数据报构成3. 内部网关协议介绍4. 外部网关协议介绍第三部分 IP传输技术与MPLS技术5. 路由器的结构与实现2. 分层次的路由选择6. MPLS的基本概念8
2、. MPLS的业务应用7. MPLS的封装与实现1、IP数据报（包）构成一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的；在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 固 定 部 分可变 部分04816192431版 本标志 生 存 时 间协 议标 识区 分 服 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位 首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报首 部发送在前可变 部分首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识区 分 服
3、 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报固 定 部 分发送在前首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分数 据 部 分首 部IP 数据报固 定 部 分可变 部分区 分 服 务发送在前首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段
4、（长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分版本占 4 位，指 IP 协议的版本 目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分首部长度占 4 位，可表示的最大数值 是 15 个单位(一个单位为 4 字节) 因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节。区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏
5、 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分区分服务占 8 位，用来获得更好的服务在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直未被使用过。1998 年这个字段改名为区分服务。只有在使用区分服务（DiffServ）时，这个字段才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段 区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分总长度占 16 位，指首
6、部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。 区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分标识(identification) 占 16 位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。 区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识区 分 服 务总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选
7、 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分标志(flag) 占 3 位，目前只有前两位有意义。标志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF 1 表示后面“还有分片”。MF 0 表示最后一个分片。标志字段中间的一位是 DF (Dont Fragment) 。只有当 DF 0 时才允许分片。 首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分片偏移(12 位)指出：较长的分组在分片后某
8、片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。区 分 服 务偏移 = 0/8 = 0偏移 = 0/8 = 0偏移 = 1400/8 = 175偏移 = 2800/8 = 350140028003799279913993799需分片的 数据报数据报片 1首部数据部分共 3800 字节首部 1首部 2首部 3字节 0数据报片 2数据报片 314002800字节 0IP 数据报分片首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部
9、分生存时间(8 位)记为 TTL (Time To Live)数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。区 分 服 务首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分协议(8 位)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪个处理过程区 分 服 务运输层网络层首部TCPUDPICMPIGMPOSPF数 据 部 分IP 数据报协议字段指出应将数据 部分交给哪一个进程上层数据承载方式首 部048161
10、92431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分首部检验和(16 位)字段只检验数据报的首部不检验数据部分。这里不采用 CRC 检验码而采用简单的计算方法。 区 分 服 务发送端接收端16 位字 116 位字 2置为全 0检验和16 位字 n16 位反码算术 运算求和取反码数 据 报 首 部IP 数据报16 位检验和16 位字 116 位字 216 位检验和16 位字 n16 位反码算术 运算求和16 位结果取反码数据部分 若结果为 0, 则保留；
11、 否则，丢弃该数据报数据部分 不参与检验和的计算首 部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）位首部长度数 据 部 分固 定 部 分可变 部分源地址和目的地址都各占 4 字节区 分 服 务IP 数据报首部的可变部分 IP 首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。选项字段的长度可变，从 1 个字节到 40 个字节不等，取决于所选择的项目。增加首部的可变部分是为了增加 IP 数据报的功能，但这同时也使得 IP 数据报的首部长度成为可变的。这就
12、增加了每一个路由器处理数据报的开销。实际上这些选项很少被使用。 IP包的转发分组流程按主机所在的网络地址来制作路由表，那么每一个路由器中的路由表就只包含 4 个项目。这样就可使路由表大大简化。在设计的路由表中，对每一条路由，最主要的是（目的网络地址，下一跳地址） 根据目的网络地址就能确定下一跳路由器，这样做的结果是： IP 数据报最终一定可以找到目的主机所在目的网络上的路由器（可能要通过多次的间接交付）。只有到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。 网 1 10.0.0.0网 4 40.0.0.0网 3 30.0.0.0网 2 20.0.0.010.0.0.440.0.0.430.
13、0.0.220.0.0.920.0.0.7目的主机所在的网络下一跳地址20.0.0.0 30.0.0.0 10.0.0.0 40.0.0.020.0.0.7 30.0.0.1直接交付，接口 1直接交付，接口 0路由器 R2 的路由表30.0.0.110.0.0.440.0.0.430.0.0.220.0.0.920.0.0.730.0.0.1 链路 4链路 3链路 2链路 1R2R3R101R2R3R1IP包的转发图示两种常见的路由特定主机路由这种路由是为特定的目的主机指明一个路由。采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由。 默认路由路由器还可采用默认路由以减少路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间。这种转发方式在一个网络只有很少的对外连接时是很有用的。默认路由在主
