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1、,第6章 网络层与IP协议,1,主要内容,6.1 IPv4协议的演变与发展,3,6.2 IPv4协议的基本内容,第一PPT模板网，PPT素材下载 IPv4协议的主要特点,IP协议提供的是一种 “尽力而为（best-effort）”的服务。,This slide shows a pro & con list - a list of arguments for and against some particular contention or position.,不可靠,意味着IP协议不能保证每个IP分组都能 够正确的、不丢失和顺序的到达目结 点。,无连接,意味着IP协议并不维护IP分组发送后的
2、 任何状态信息。每个分组的传输过是 相互独立的。,Company Logo,IP协议是点-点的网络层通信协议。,网络层需要在 互联网中为通 信的两个主机 之间寻找一条 路径，而这条 路径通常是由 多个路由器和 点-点链路组成；,IP协议要保证 数据分组通过 多跳路径从源 结点到达目的 结点；,IP协议是针对 源主机-路由器、 路由器-路由器、 路由器-主机之 间的数据传输 的点-点的网络 层通信协议。,IP协议向传输层屏蔽了物理网络的差异。,作为一个面向互联网的网络层协议，它必然要面对各种异构的网络和协议，IP协议需要向传输层屏蔽物理网络的差异性。,7,6.2.2 IPv4分组的格式,IP分组
3、由两个部分组成：分组头和数据； 分组头有时也称为首部，分组头长度是可变的； 人们习惯用4字节为基本单元表示分组头字段； IPv4分组头的基本长度是20字节，最大长度为60字节。,8,固 定 部 分,可变 部分,0,4,8,16,19,24,31,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,IPv4分组的结构,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识
4、,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,区 分 服 务,1. IP 分组首部的固定部分中的各字段,IPv4 分组头格式,版本字段IP分组的第一个字段是“版本（version）”; 长度为4位; 表示所使用的网络层IP协议的版本号;版本字段值为4，表示IPv4； 版本字段值为6，表示IPv6。,11,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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
5、 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,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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,区 分 服 务,区分服务类型字段,服务类型字段的长度为8位；用于指示路由器如何处理该分组；服务类型由4位的服务类型（TOS）字段与3位的优先级字段构成，有1位的保留位。,14,区分服务类型参数（TOS）位,服务类型参数位
6、有4位，每位分别表示：D（延迟）、T（吞吐量）、R（可靠性）与C（成本）； 每个组合的服务类型参数4位中，最多只能有一位的值为1，其它的3个位为0； 例如，要获得低服务成本（low cost），则D、T、R、C参数的组合只能是0001，只能牺牲延迟、通信量、可靠性等其它3方面的要求.,15,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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,区 分 服 务,首 部,0,4,8,16,1
7、9,24,31,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。最多可以分配的ID 值为65535个；分组可能通过不同的传输路径到达目的结点，属于同一分组的不同的片 到达时会出现乱序，或者和属于其它分组的片混在一起；目的结点可以根据字段标识ID 值，将同一字段的片挑出来重装。,区 分 服 务,首 部,0,4,8,16,19,24,31
8、,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,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,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识
9、,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,区 分 服 务,IP分组的分片与组装,最大传输单元MTU与IP分组的分片从IP协议与数据链路层协议的角度看IP分组的最大长度；从IP协议与传输层协议的角度看IP分组的最大长度；RFC791文件中规定IP分组的可标识的最大长度为65535个字节。,20,IP分组分片的基本方法,21,字段标识、标志和片偏移,字段标识,目的结点可以根据字段标识ID值，将同一字段的片挑出来重装,字段标识长度为16位，最多可以分配的ID值为655
10、35个,分组可能通过不同的传输路径到达目的结点，属于同一分组的不同的片到达时会出现乱序，或者和属于其它分组的片混在一起,标志,标志字段共3位，最高位为0，该值必须复制到所有分组中； 不分片（DF ,Dont Fragment ）值：DF=1，表示接收结点不能对分组分片；DF=0，表示可以分片； 分片（MF, More Fragment ）值：MF=1表示接收的分片不是最后一个分片，MF=0表示接收的是最后一个分片。,23,片偏移,分片方法的例子,24,分片与字段标识、标志与片偏移,25,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,总 长 度,片 偏
11、 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,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。生存时间TTL的初始值由源主机设置，经过一个路由器，它的值就减1。当生存时间TTL的值为0时，分组就被丢弃，并发送ICMP报文通知源主机。,区 分 服 务,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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
12、（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,运输层,网络层,首部,TCP,UDP,ICMP,IGMP,OSPF,数 据 部 分,IP 数据报,协议字段,协议字段则是指使用IP协议的高层协议类型; 协议字段长度为8位。,29,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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,区 分 服 务,首部校验和（header checksum）,首部校 验和,发送端,接收端,16 位,字 1,16 位,字 2,16 位,字 n,数 据 报 首 部,IP 数据报,16 位,字 1,16 位,字 2,16 位,字 n,数据部分,首 部,0,4,8,16,19,24,31,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,
