《IPV4分组观测》PPT课件.ppt

教师：郭慧敏,IPV4分组观测,教师：郭慧敏,对IP分组头部的关键字段进行分析，观察 Version字段的值是不是4？观测所抓捕的包，首部长度的值一般都是多少？ 结合分组头部格式，此字段的单位是多少？ TCP ,UDP,ICMP对应的协议类型值是多少？请写出。这个字段有什么作用？,教师：郭慧敏,试用tracert程序后，去观察主机发送的一系列分组当中的TTL字段，它们有何特点？,教师：郭慧敏,IP分段与重组,观测给定的捕获文件中的220，221号和222号帧 试写出： 1、一般，不同的分组它们的ID值是否相同？分片后的各个分片呢？它们的ID值是多少？ 2、观测前2个分片的Flag字段值为多少？观察对应的16进制原始数据看看MF的值是多少？是否还有更多分片？ 3、222号帧的Flag字段值为多少？表示什么意思？ 4、三个帧的片偏移量字段对应的所填内容分别是多少？说明它们在源分组中的起始位置分别是多少?为什么要设置片偏移量字段？请解释。,教师：郭慧敏,观测IP选项字段,用ping命令，向远方主机发送记录路径的分组， 例如：ping -7 看选项部分的Code字段，值是多少？看结果的指针选项以及值表示。 阅读RFC791，看IP定义的选项类型还有哪些？,教师：郭慧敏,理论内容参考见后！,教师：郭慧敏,网际层的 IP 协议,6.2.1、 IP 数据报的格式 6.2.2、 IP 数据报首部的可变部分 6.2.3、 IP数据报的分片与重组,教师：郭慧敏,6.2.1 IP 数据报的格式,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。,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,可变 部分,首 部,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,教师：郭慧敏,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,数 据 部 分,首 部,IP 数据报,固 定 部 分,区 分 服 务,教师：郭慧敏,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,1. IP 数据报首部的固定部分中的各字段,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,服 务 类 型,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）,比特,首部长度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,优 先 级,数 据 部 分,比特,固 定 部 分,可变 部分,总长度占 16 bit，指首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。(每一种数据在链路层传输都有其自己的帧格式，其中包括数据字段的最大长度，在IP层为MTU),IP数据报的长度只有小于或等于网络的MTU，才能在这个网络传输。但是与路由器连接的各个网络的MTU有不同。,教师：郭慧敏,首 部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,服 务 类 型,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）,比特,首部长度,0,1,2,3,4,5,6,7,D,T,R,C,未用,优 先 级,数 据 部 分,比特,固 定 部 分,可变 部分,分片：如果IP数据报在尺寸大于将发往网络的MTU值时，路由器将IP数据报分成若干较小的部分，每个分片由报头区和数据区两部分构成，每个分片经过独立的路由选择等处理过程，最终到达目的主机。 然而在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新组装。路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组。,标识是源主机赋予IP数据报的标识符，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。,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,首 部,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,固 定 部 分,可变 部分,标志(flag) 占 3 位，目前只有两位有意义。 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。,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,偏移 = 0/8 = 0,偏移 = 0/8 = 0,偏移 = 1400/8 = 175,偏移 = 2800/8 = 350,1400,2800,3799,2799,1399,3799,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 3,1400,2800,字节 0,【例6-1】 IP 数据报分片,教师：郭慧敏,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,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,用于限制分组的生存期，分组每经过一个路由器TTL就会被减1，减到0就丢弃。这样可以避免在出现特殊情况下（如出现长时间的路由循环），分组被无限制地转发,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,运输层,网络层,首部,TCP,UDP,ICMP,IGMP,OSPF,数 据 部 分,IP 数据报,还以PING 为例，Request包到达对方后，对方就先将IP分组的数据上交给ICMP协议让其处理,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,补充,unsigned short checksum(unsigned short *buf,int nword) unsigned long sum; for(sum=0;nword0;nword-) sum += *buf+; sum = (sum16) + (sum ,教师：郭慧敏,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,教师：郭慧敏,6.2.2. 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、严格源路由，记录路径等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