IPV4数据包格式讲解.ppt

返回总目录 返回章目录 第第4 4章补充章补充 IPIP 数数 据据 报报 8.18.1 8.28.2 8.38.3 8.48.4 8.58.5 IP数据报的格式 IP封装、分片与重组 IP数据报选项 差错与控制报文 实践：ping命使用 返回总目录 返回章目录 本章主要内容本章主要内容 1.1.IPIP数据报的格式及主要字段的功能数据报的格式及主要字段的功能 2.2.IPIP数据报的分片与重组数据报的分片与重组 3.3.源路由、记录路由及时间戳选项源路由、记录路由及时间戳选项 4.4.ICMPICMP的主要功能的主要功能 5.5.实践内容实践内容 剖析剖析pingping命令命令 使用使用pingping命令及其选项命令及其选项 返回总目录 返回章目录 IPIP数据报的格式数据报的格式 IPIP数据报包含报头区和数据区两部份数据报包含报头区和数据区两部份 数据区：高层传输的数据数据区：高层传输的数据 报头区：为了正确传输高层数据而增加的控制信息报头区：为了正确传输高层数据而增加的控制信息 返回总目录 返回章目录 报头中各主要字段的功能（报头中各主要字段的功能（1 1） 1.1.版本与协议类型版本与协议类型 版本：数据报对应的版本：数据报对应的IPIP协议版本号（目前使用的协议版本号（目前使用的IPIP协议版本号为协议版本号为4 4） 协议类型：数据报数据区数据的高级协议类型（如协议类型：数据报数据区数据的高级协议类型（如TCPTCP） 2.2.长度长度 报头长度：报头区的长度（以报头长度：报头区的长度（以32bit32bit为单位）为单位） 总长度：整个总长度：整个IPIP数据报的长度（以数据报的长度（以8bit8bit为单位）为单位） 3.3.服务类型服务类型 转发过程中对该数据报的处理方式转发过程中对该数据报的处理方式 返回总目录 返回章目录 报头中各主要字段的功能报头中各主要字段的功能 1.1.生存周期生存周期 IPIP数据报在互联网中的存活时间（避免死循环）数据报在互联网中的存活时间（避免死循环） 2.2.头部校验和头部校验和 保证保证IPIP数据报报头的完整性数据报报头的完整性 3.3.地址地址 源源IPIP地址：数据报的发送者地址：数据报的发送者 目的目的IPIP地址：数据报的接收者地址：数据报的接收者 返回总目录 返回章目录 IPIP封装封装 IPIP数据报在数据报在 各个物理网各个物理网 络中需要重络中需要重 新封装新封装 返回总目录 返回章目录 MTUMTU MTUMTU：网络规定的一个帧最多能够携带的数据量：网络规定的一个帧最多能够携带的数据量 IPIP数据报的长度只有小于或等于网络的数据报的长度只有小于或等于网络的MTUMTU，才能，才能 在这个网络传输在这个网络传输 与路由器连接的各个网络的与路由器连接的各个网络的MTUMTU可能不同可能不同 返回总目录 返回章目录 分片分片 分片：分片：IPIP数据报的尺寸大于将发往网络的数据报的尺寸大于将发往网络的MTUMTU值时，路由器值时，路由器 将将IPIP数据报分成若干较小的部分的过程数据报分成若干较小的部分的过程 每个分片由报头区和数据区两部分构成每个分片由报头区和数据区两部分构成 每个分片经过每个分片经过独立的独立的路由选择等处理过程，最终到达目的主路由选择等处理过程，最终到达目的主 机机 返回总目录 返回章目录 重组重组 1.1.重组：在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新重组：在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新 组装的过程组装的过程 2.2.目的主机进行重组目的主机进行重组 减少了中间路由器的计算量减少了中间路由器的计算量 路由器可以为每个分片独立选路路由器可以为每个分片独立选路 3.3.路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组 返回总目录 返回章目录 分片控制分片控制 1.1.标识标识 源主机赋予源主机赋予IPIP数据报的标识符数据报的标识符 该域需要复制到新分片的报头中该域需要复制到新分片的报头中 目的主机利用此域和目的地址判断分片属于哪个数据报目的主机利用此域和目的地址判断分片属于哪个数据报 2.2.标志标志 标识是否已经分片，是否是最后一个分片标识是否已经分片，是否是最后一个分片 3.3.片偏移片偏移 本片数据在初始本片数据在初始IPIP数据报数据区的位置数据报数据区的位置 偏移量以偏移量以8B8B为单位为单位 返回总目录 返回章目录 IPIP数据报选项数据报选项 功能：主要用于控制和测试功能：主要用于控制和测试 用户可以使用也可以不使用用户可以使用也可以不使用IPIP选项。但所有实现选项。但所有实现 IPIP协议的设备必须能处理协议的设备必须能处理IPIP选项选项 IPIP数据报选项由选项码、长度和选项数据三部分数据报选项由选项码、长度和选项数据三部分 组成组成 返回总目录 返回章目录 源路由选项源路由选项 源路由：源路由：IPIP数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定 的应用场合：测试某特定网络的吞吐率、使数据报绕开出错的应用场合：测试某特定网络的吞吐率、使数据报绕开出错 网络等网络等 源路由选项分为源路由选项分为: : 严格源路由选项：规定严格源路由选项：规定IPIP数据报要经过路径上的每一个路由器数据报要经过路径上的每一个路由器 松散源路由选项：只给出松散源路由选项：只给出IPIP数据报必须经过的一些数据报必须经过的一些“ “要点要点” ” 返回总目录 返回章目录 记录路由选项记录路由选项 1.1.记录路由：记录记录路由：记录IPIP数据报从源主机到目的主机所数据报从源主机到目的主机所 经过路径上各个路由器的经过路径上各个路由器的IPIP地址地址 2.2.应用场合应用场合 查看查看IPIP数据报传输过程中所经过的路径数据报传输过程中所经过的路径 测试路由器的路由配置是否正确测试路由器的路由配置是否正确 返回总目录 返回章目录 时间戳选项时间戳选项 时间戳：记录时间戳：记录IPIP数据报经过每一路由器时的当地时间数据报经过每一路由器时的当地时间 应用场合：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等应用场合：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等 返回总目录 返回章目录 差错与控制报文差错与控制报文 IPIP互联网利用互联网利用ICMPICMP传输控制报文和差错报文传输控制报文和差错报文 ICMPICMP报文的封装：封装在报文的封装：封装在IPIP数据报中数据报中 返回总目录 返回章目录 ICMPICMP差错控制差错控制 1.ICMP1.ICMP的基本功能之一是提供差错报告的基本功能之一是提供差错报告 2.ICMP2.ICMP协议不严格规定对出现的差错采取的处理方式协议不严格规定对出现的差错采取的处理方式 3.ICMP3.ICMP差错报告都是采用路由器到源主机的模式差错报告都是采用路由器到源主机的模式 IPIP数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报告给目数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报告给目 的主机没有意义（有时也不可能）的主机没有意义（有时也不可能） 路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据报经过的路路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据报经过的路 径，无法将错误通知相应路由器径，无法将错误通知相应路由器 返回总目录 返回章目录 ICMPICMP差错报文的主要特点差错报文的主要特点 ICMPICMP差错报告作为一般数据传输，不享受特别差错报告作为一般数据传输，不享受特别 优先权和可靠性优先权和可靠性 ICMPICMP差错报告数据中除包含故障差错报告数据中除包含故障IPIP数据报报头数据报报头 外，还包含故障外，还包含故障IPIP数据报数据区的前数据报数据区的前64bit64bit数据数据 ICMPICMP差错报告是伴随着抛弃出错差错报告是伴随着抛弃出错IPIP数据报而产数据报而产 生的生的 返回总目录 返回章目录 ICMPICMP主要差错报告类型主要差错报告类型 目的地不可达报告目的地不可达报告 网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等 超时报告超时报告 参数出错报告参数出错报告 返回总目录 返回章目录 ICMPICMP控制报文控制报文 拥塞控制与源抑制报文拥塞控制与源抑制报文 路由控制与重定向报文路由控制与重定向报文 ICMPICMP请求请求/ /应答报文对应答报文对 返回总目录 返回章目录 拥塞控制与源抑制报文（拥塞控制与源抑制报文（1 1） 1.1.拥塞拥塞 (1)(1)什么是拥塞？什么是拥塞？ 路由器被大量涌入的路由器被大量涌入的IPIP数据报数据报“ “淹没淹没” ”的现象的现象 (2)(2)拥塞产生的原因拥塞产生的原因 路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等日常工作路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等日常工作 路由器传入数据速率大于传出数据速率。路由器传入数据速率大于传出数据速率。 2.2.拥塞控制：源站抑制拥塞控制：源站抑制 利用利用ICMPICMP源抑制报文抑制源主机发送数据报的速率源抑制报文抑制源主机发送数据报的速率 返回总目录 返回章目录 拥塞控制与源抑制报文（拥塞控制与源抑制报文（2 2） 3.3.发送源站抑制报文策略发送源站抑制报文策略 路由器的某输出队列溢出后，抛弃新来的数据报，发送路由器的某输出队列溢出后，抛弃新来的数据报，发送ICMPICMP源源 抑制报文抑制报文 为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新来的数据报，为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新来的数据报， 发送发送ICMPICMP源抑制报文源抑制报文 有选择地抑制有选择地抑制IPIP数据报发送率较高的源主机数据报发送率较高的源主机 4.4.接收源站抑制报文接收源站抑制报文 收到源抑制报文后，源主机可以降低发送收到源抑制报文后，源主机可以降低发送IPIP数据报的速率数据报的速率 注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机 返回总目录 返回章目录 路由控制与重定向报文路由控制与重定向报文 1.ICMP1.ICMP重定向机制重定向机制 主机在启动时具有一定的路由信息，但不一定是最优的主机在启动时具有一定的路由信息，但不一定是最优的 路由器检测到路由器检测到IPIP数据报经非优路由传输，就通知主机去数据报经非优路由传输，就通知主机去 往该目的地的最优路径往该目的地的最优路径 功能：保证主机拥有动态的、既小且优的路由表功能：保证主机拥有动态的、既小且优的路由表 2.ICMP2.ICMP重定向机制只能在同一网络的路由器与主机重定向机制只能在同一网络的路由器与主机 之间使用之间使用 返回总目录 返回章目录 返回总目录 返回章目录 ICMPICMP请求请求/ /应答报文对应答报文对 回应请求与应答回应请求与应答 测试目的主机或路由器的可达性测试目的主机或路由器的可达性 时戳请求与应答时戳请求与应答 获取其他设备的当前时间获取其他设备的当前时间 掩码请求与应答掩码请求与应答 从路由器获取本网的子网掩码从路由器获取本网的子网掩码 返回总目录 返回章目录 回应请求与应答回应请求与应答 1.1.机理机理 请求者向特定目的请求者向特定目的IPIP地址发送包含任选数据区的回应请求报文地址发送包含任选数据区的回应请求报文 目的主机或路由器收到，响应回应应答报文（包含请求报文中任选目的主机或路由器收到，响应回应应答报文（包含请求报文中任选 数据的复制）数据的复制） 2.2.请求者成功收到应答则说明请求者成功收到应答则说明 目的主机（或路由器）可以到达目的主机（或路由器）可以到达 源主机与目的主机（或路由器）的源主机与目的主机（或路由器）的ICMPICMP软件和软件和IP IP 软件工作正常软件工作正常 回应请求与应答回应请求与应答ICMPICMP报文经过的中间路由器的路由选择功能正常报文经过的中间路由器的路由选择功能正常 返回总目录 返回章目录 实践：实践：pingping命令剖析与使用命令剖析与使用 功能：测试网络的连通性和可达性功能：测试网络的连通性和可达性 工作机理：回应请求工作机理：回应请求/ /应答应答ICMPICMP报文对的具体实现报文对的具体实现 UNIXUNIX、LinuxLinux、WindowsWindows等网络操作系统都支持等网络操作系统都支持 pingping命令命令 不同网络操作系统对不同网络操作系统对pingping命令的实现稍有不同命令的实现稍有不同 返回总目录 返回章目录 Windows 2000Windows 2000的的pingping命令形式命令形式 ping -t -a -n count -l size -f -i TTL -v TOSping -t -a -n count -l size -f -i TTL -v TOS -r count -s count -j host-list | -k host-list -r count -s count -j ho