IP协议北京理工大学珠海学院计算机学院学习教案

1、会计学1IP协议协议 北京理工大学珠海学院计算机学北京理工大学珠海学院计算机学院院第1页/共58页第2页/共58页第3页/共58页第4页/共58页nIP协议所处理的数据单元称为IP数据报。 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图 5-1 IP 数据报格式 19 第5页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标

2、识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图 5-1 IP 数据报格式 19 第6页/共58页 服 务 类 型 D T R C 图 1-2 IP 数 据 报 服 务 类 型 字 段 优 先 级 表示本数据报的重要表示本数据报的重要程度，分为从程度，分为从0到到7共共8个级别，个级别，0表示最低优表示最低优先级，先级，7表示最高优先级表示最高优先级。目前的。目前的IPv4未使用优未使用优先级。先级。最小延迟最小延迟-Delay最大吞吐率最大吞吐率-Throug

3、hput最高可靠性最高可靠性-reliability最低成本最低成本-Cost第7页/共58页RFC给出的给出的IP上面的一些上面的一些协议应该使用的服务类型协议应该使用的服务类型的建议值。的建议值。第8页/共58页1服务类型要求只代表用户的希望，并不具有强服务类型要求只代表用户的希望，并不具有强制性。制性。2在在D、T、R和和C这这4个参数中每次只能设置其个参数中每次只能设置其中的一个，即传输时路由设备只能考虑其中一中的一个，即传输时路由设备只能考虑其中一个性能指标。个性能指标。服务类型字段的最后一个比特保留未用。服务类型字段的最后一个比特保留未用。第9页/共58页 0 0 0 图 5-3

4、IP 数据报的区分业务字段 优 先 级 保 留 保 留 1 6 码 点（Code point） X X 0 保 留 X X X X 1 1 保 留 X X X X 0 1 保 留 X X X 与原服务类型兼容 IETF 指定 本地机构指定 用于临时使用或实验目的 第10页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第11页/共5

5、8页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第12页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5

6、-1 IP 数据报格式 19 第13页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第14页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的

7、 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第15页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第16页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(

8、TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第17页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第18页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可

9、 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第19页/共58页 数 据 报 总 长 度 服务类型（TOS） 数 据 0 8 16 4 31 版 本 标 识 片 偏 移 源 IP 地 址 IP 选 项 （可 选、变 长） 首部 长度 标志 生存时间(TTL) 协 议 首 部 校 验 和 目 的 IP 地 址 首部 数据 20 字节 图5-1 IP 数据报格式 19 第20页/共58页第21页/共58页第22页/共58页第23页/共58页 图5-4 IP层 对IP数 据 报 首 部

10、 进 行 点 到 点 校 验 ， 传 输 层 对 数 据 进 行 端 到 端 校 验 信 源 信 宿 路 由 器1 网 络 路 由 器2 网 络 路 由 器n 网 络 传 输 层 进 行 端 到 端 的 数 据 校 验 （ 可 选 ） IP层 进 行 点 到 点 数 据 报 首 部 校 验 IP层 进 行 点 到 点 数 据 报 首 部 校 验 IP层 进 行 点 到 点 数 据 报 首 部 校 验 校 验 并 形 成 新 校 验 和 校 验 形 成 校 验 和 校 验 并 形 成 新 校 验 和 校 验 并 形 成 新 校 验 和 第24页/共58页第25页/共58页第26页/共58页 图

11、5-5 校验和的生成与校验 第 1 块 IP 数据报 首部 第 2 块 校验和 0 x0000 第 n 块 和数 第 1 块 第 2 块 校验和 第 n 块 校验和 求补 第 1 块 第 2 块 校验和 第 n 块 和数 校验和 求补 0 x0000 接收方 发送方 传输 第27页/共58页 标识 图 5-6 生成 IP 数据报首部校验和 4 5 0 128 1 0 0 4 6 0 192 168 20 86 192 168 21 20 数据报总长度 版本、首部长度、 服务类型 标志、片偏移 TTL、协议 首部校验和 源 IP 地址 目的 IP 地址 01000101 00000000 000

12、00000 10000000 00000000 00000001 00000000 00000000 00000100 00000110 00000000 00000000 11000000 10101000 00010100 01010110 11000000 10101000 00010101 00010100 11110100 01000001 1 11110100 01000010 00001011 10111101 加进位 和数 求补得校验和 4 5 0 128 1 0 0 4 6 3005 192 168 20 86 192 168 21 20 加入校验和前的数据报首部 加入校验和

13、后的数据报首部 计算校验和 3005 第28页/共58页 标 识 图 5-7 接 收 方 进 行 IP 数 据 报 首 部 校 验 4 5 0 128 1 0 0 4 6 3005 192 168 20 86 192 168 21 20 数 据 报 总 长 度 版 本 、 首 部 长 度 、 服 务 类 型 标 志 、 片 偏 移 T T L、 协 议 首 部 校 验 和 源 IP 地 址 目 的 IP 地 址 01000101 00000000 00000000 10000000 00000000 00000001 00000000 00000000 00000100 00000110 00

14、001011 10111101 11000000 10101000 00010100 01010110 11000000 10101000 00010101 00010100 11111111 11111110 1 11111111 11111111 00000000 00000000 加 进 位 和 数 求 补 得 校 验 和 计 算 校 验 和 第29页/共58页第30页/共58页第31页/共58页n1)数据报标识是分片所属数据报的关键信息，是分片重组的依据。第32页/共58页 标志 D M 图5-8 IP 数据报标志字段 D：不分片 1：不允许分片 0：允许分片 M：片未完 1：非最后一

15、片 0：最后一片 未用 第33页/共58页第34页/共58页 图 5-9 IP 数据报分片示例 第一次分片 4 5 0 1620 29571 0 0 0 17 192.168.20.86 192.168.21.20 数据（0-1599） 4 5 0 1420 29571 0 1 0 17 192.168.20.86 192.168.21.20 数据（0-1399） 4 5 0 220 29571 0 0 175 17 192.168.20.86 192.168.21.20 数据（1400-1599） 4 5 0 820 29571 0 1 0 17 192.168.20.86 192.168.

16、21.20 数据（0-799） 4 5 0 620 29571 0 1 100 17 192.168.20.86 192.168.21.20 数据（800-1399） 第二次分片 第35页/共58页第36页/共58页返回返回第37页/共58页返回返回第38页/共58页第39页/共58页 选项码 图 5-10 IP 选项格式 1 字节 选项长度 选项数据 1 字节 字节数由长度决定 复制位 选项类 选项号 0 1 2 3 4 5 6 7 第40页/共58页第41页/共58页请求。选项是单方向发送的请求，不需要信宿机进行响应。第42页/共58页第43页/共58页长 严格源路由n1000100变长

17、时间戳第44页/共58页第45页/共58页第46页/共58页 图 5-11 严格源路由选项格式 选项码：137 1 00 01001 选项长度 指 针 第一个 IP 地址 第二个 IP 地址 最后一个 IP 地址 1 字节 1 字节 1 字节 第47页/共58页第48页/共58页 严格源路由传输时 IP 地址变化的一个例子 137 15 4 192.168.20.44 192.168.30.66 192.168.40.88 192.168.10.0 192.168.20.0 192.168.30.0 192.168.40.0 192.168.10.11 192.168.10.22 192.16

18、8.20.33 192.168.20.44 192.168.30.55 192.168.30.66 192.168.40.77 192.168.40.88 源 IP：192.168.10.11 目的 IP：192.168.40.88 源 IP：192.168.10.11 目的 IP：192.168.10.22 137 15 8 192.168.10.22 192.168.30.66 192.168.40.88 137 15 12 192.168.10.22 192.168.20.44 192.168.40.88 137 15 16 192.168.10.22 192.168.20.44 192.168.30.66 源 IP：192.168.10.11 目的 IP：192.168.20.44 源 IP：192.168.10.11 目的 IP：192.168.30.66 源