2019年计算机等考三级网络技术辅导：IP数据报

1、2019 年计算机等考三级网络技术辅导： IP 数据报 在互联层，需要传输的数据首先需要加上 IP 头信息，封装成数 据报。 IP 数据报是 IP 协议使用的数据单元，互联层数据信息和控制信 息的传递都需要通过 IP 数据报实行。 1IP 数据报的格式 IP 数据报的格式能够分为报头区和数据区两部分，数据区包括高 层需要传输的数据，而报头区是为了准确传输高层数据而增加的控制 信息。通俗地说，数据报的数据区就像是一个信件，而信封上写明寄 信人和收信人等信息后，就相当于是一个报头区。把两者结合一起， 就是一个 IP 数据报。 报头区包含了源 IP 地址、目的 IP 地址等控制信息，具体内容如 下。

2、 (1) 版本和协议类型 在 IP 报头中，版本字段表示该数据报对应的 IP 协议版本号，不 同的 IP 协议版本规定的数据报格式稍有不同，当前使用的 IP 协议版 本号为 4。 协议字段表示该数据报数据区数据的高级协议类型 (如TCP),用 于指明数据区数据的格式。 (2) 长度 报头中有两个表示长度的字段，一个为报头长度，另一个为总长 度。 报头长度以 32b 为单位，指出该报头区的长度。在没有选项和填 充的情况下，该值为“ 5”。 总长度以 8b 为单位，表示整个 IP 数据报的总长度 ( 其中包含报 头区长度和数据区长度 ) 。(3) 服务类型 服务类型字段规定对本数据报的处理方式。利

3、用该字段，发送端 能够为 IP 数据包分配一个转发优先级，并能够要求中转路由器尽量使 用低延迟、高吞吐率或高可靠性的线路投递。 (4) 生存周期 IP 数据报的路由选择具有独立性，所以从源主机到目的主机的传 输延迟也具有随机性。如果路由表发生错误，数据报就有可能进入一 个死循环。利用 IP 报头中的生存周期字段，能够有效的控制数据报在 网络中无休止的流动。在网络中，“生存周期”域随时间而递减，在 该域为 0 时，报文将被删除，避免死循环的发生。 (5) 头部校验和 头部校验和用于保证 IP 数据报头的完整性。注意，在 IP 数据报 中，只含有报头校验字段，没有数据区校验字段。 (6) 地址 在

4、 IP 数据报报头中，源 IP 地址和目的 IP 地址分别表示该 IP 数 据报的发送者和接收者的地址。相当于寄信中的寄信人地址和收信人 地址。 2IP 封装、分片与重组 因为 IP 数据报能够在互联网上传输，所以它可能要跨越多个网 络。作为一个高层网络数据， IP 数据报最终也需要封装成帧实行传输。 (1) MTU 根据网络使用的技术不同，每种网络都规定了一个帧最多能够携 带的数据量，这个限制称为传输单元 (Maximum Transmission Unit ， MTu)o 个IP数据报的长度只有小于或等于一个网络的MTLU寸，才能 在这个网络中实行传输。 互联网能够包含各种异构网络，一个路

5、由器也可能连接具有不同 MTU直的多个网络，能从一个网络接收IP数据报并不代表能向该网络 发送数据报(因为不同网络的MTL不同)。 为解决以上MTU的限制问题，IP互联网通常采用分片与重组技术。 (2) 分片和重组 当一个数据报的尺寸大于将发往网络的 MTU!时，路由器会将IP 数据报分成若干较小的部分，称为分片，然后再将每片独立的发送。 一旦分片，每片能够像正常的 IP 数据报一样经过独立的路由选择来发 送，最终到达目的主机。 在接收到所有分片的基础上，主机对分片实行重新组装的过程称 为 IP 数据报重组。 IP 协议规定，只有最终的目的主机才能够对分片实 行重组。 (3) 分片控制 在 I

6、P 数据报报头中，标识、标志和片偏移 3 个字段与控制分片 和重组相关。 标识是源主机赋予 IP 数据报的标识符。标识符能表明分片是原 属于哪个 IP 数据报的。 标志字段用来告诉目的主机该数据报是否已经分片，是否是最后 一个分片。 片偏移字段指出本片数据在初始 IP 数据报数据区中的位置。重 组的分片顺序由片偏移提供。 3IP 数据报选项 IP 选项主要用于控制和测试两大目的。作为选项，能够使用也能 够不使用 IP 选项。但所有实现 Ip 协议的设备都必须具有处理 IP 选项 的功能。在使用选项的过程中，有可能造成数据报的头部不是 32b 整 数倍的情况，这时需要使用填充域凑齐。 IP 数据

7、报选项由选项码、长度和选项数据 3 部分组成。其中选项 码用于确定该选项的具体内容，选项数据部分的长度由选项的长度字 段决定。 (1) 源路由 源路由是指 IP 数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定 的，它区别于由主机或路由器的互联层软件自行选择路由后得出的路 径。 源路由选项分为两类：严格源路由选项和松散源路由选项。 严格源路由选项。此选项规定IP数据报要经过路径上的每一 个路由器，相邻路由器之间不得有中间路由器，并且所经过的路由器 的顺序不可更改。 松散源路由器选项。此选项仅仅给出 IP数据报必须经过的一 些“要点”，并不给出一条完备的路径，无直接连接的路由器之间的 路由尚需 IP 软件的寻址功能补充。 (2) 记录路由 所谓记录路由是指记录下 IP 数据报从源主机到目的主机所经过 的路径上的各个路由器的 IP 地址。记录路由功能能够通过 IP 数据报 的记录路由选项完成。 (3) 时间戳 所谓