網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和IP協(xié)議

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1、第五章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和IP協(xié)議5.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和IP協(xié)議5.2IP報(bào)文5.3IP地址5.4IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)5.5ARP、DHCP和ICMP5.6子網(wǎng)和超網(wǎng)5.7IPv65.8路由器5.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備和IP協(xié)議5.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備5.1.2IP協(xié)議5.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備集線器、交換機(jī)和路由器的比較TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議棧的兩大邊界ISO/OSI與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)ISO/OSI轉(zhuǎn)換（translation）例子：因特網(wǎng)與X.400郵件網(wǎng)關(guān)TCP/IP覆蓋（Overlay）例子：IPovereverything5.1.2IP協(xié)議圖5-2例子中各個(gè)

2、節(jié)點(diǎn)的協(xié)議圖5.2IP報(bào)文5.2.1IP報(bào)文格式5.2.2服務(wù)類型5.2.3分段和重組5.2.4選項(xiàng)5.2.1IP報(bào)文格式報(bào)文格式（1）Version：版本號(hào)，IPv4IHL：頭部長度TypeofService：服務(wù)類型優(yōu)先級(jí)Delay、Throughput、Reliability位totallength：總長度，包括頭部和數(shù)據(jù)，最大64k字節(jié)Identification：標(biāo)識(shí)，判斷分段屬于哪一個(gè)分組DF：表明該分組不能分段MF：表明該分組還有進(jìn)一步的分段fragmentoffset：分段偏移，說明分段在當(dāng)前分組的位置報(bào)頭格式（2）Timetoliv

3、e：生命期，用于限制分組生命周期的計(jì)數(shù)器Protocol：協(xié)議，說明分組要交給哪個(gè)高層協(xié)議進(jìn)行處理Headchecksum：頭校驗(yàn)和，用來校驗(yàn)頭部Sourceaddress、Destinationaddress：IP地址Options：可選項(xiàng)，擴(kuò)充用5.2.2服務(wù)類型服務(wù)類型ToS（TypeofService）字段優(yōu)先順序字段（precendence）3比特標(biāo)志位D、T和RDelayThroughputReliability5.2.3分段和重組最大傳輸單元MTU（MaximumTansferUnit）IP報(bào)文的最大長度為64K字節(jié)標(biāo)識(shí)（identif

4、ication）DF標(biāo)志位表示該報(bào)文不要分段MF標(biāo)志位則表示數(shù)據(jù)的分段沒有結(jié)束分段偏移量（fragmentoffset）以8字節(jié)為計(jì)算單位5.2.4選項(xiàng)安全（security）用于說明IP報(bào)文的安全程度。嚴(yán)格路由（strictroute）要求IP報(bào)文必須嚴(yán)格按給定的路徑傳送。松散路由（looseroute）要求IP報(bào)文在傳送過程中必須按次序經(jīng)過給定的路由器。記錄路由（recordroute）用于記錄IP報(bào)文從源到目的所經(jīng)過的所有路由器的IP地址。時(shí)間戳（timestamp）用于記錄IP報(bào)文經(jīng)過每一個(gè)路由器時(shí)的時(shí)間。5.3IP地址5.3.1IP地址格式

5、5.3.2特殊IP地址5.3.4私有地址和NAT5.3.1IP地址格式5.3.2特殊IP地址1、網(wǎng)絡(luò)地址2、32位全0地址3、網(wǎng)絡(luò)號(hào)全0的地址4、直接廣播地址5、受限廣播地址6、環(huán)回地址特殊IP地址示例5.3.3私有地址和NATNAT地址轉(zhuǎn)換例子5.4IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)5.4.1IP路由表路由表組成路由表表項(xiàng)路由匹配規(guī)則R1路由表R3路由表路由表表項(xiàng)特定主機(jī)路由前綴長度為32比特的路由表項(xiàng)。網(wǎng)絡(luò)前綴路由前綴長度為1～31比特的路由表項(xiàng)。缺省路由前綴長度為0比特的路由表項(xiàng)。路由匹配規(guī)則（1）如果存在一條特定主機(jī)路由與IP報(bào)文的目的IP地址相匹配，那么首選這條

6、路由。（2）如果存在一條網(wǎng)絡(luò)前綴路由與IP報(bào)文中的目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相匹配，那么選用這條路由。（3）在沒有相匹配的特定主機(jī)路由或網(wǎng)絡(luò)前綴路由時(shí)，如果存在缺省路由，那么可以采用缺省路由來轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文。（4）如果前面幾條都不成立，就宣告路由出錯(cuò)，并向IP報(bào)文的源端發(fā)送一條目的不可達(dá)ICMP差錯(cuò)報(bào)文。主機(jī)1路由表5.4.2IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)不同網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)5.5ARP、DHCP和ICMP5.5.1ARP協(xié)議5.5.2DHCP協(xié)議5.5.3ICMP協(xié)議5.5.1ARP協(xié)議R1的轉(zhuǎn)發(fā)表報(bào)文格式5.5.2DHCP協(xié)議連接到因特網(wǎng)的上每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都

7、必須配置以下信息：IP地址、子網(wǎng)掩碼、缺省網(wǎng)關(guān)IP地址以及DNS服務(wù)器IP地址。動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，）用于給主機(jī)動(dòng)態(tài)分配IP地址等配置參數(shù)。DHCP由兩部分構(gòu)成：一個(gè)用于將特定主機(jī)配置參數(shù)從DHCP服務(wù)器傳到DHCP客戶的協(xié)議以及用于給主機(jī)分配IP地址的機(jī)制。報(bào)文格式報(bào)文類型（1）（1）DHCPDISCOVER報(bào)文：用于DHCP客戶查找可用的DHCP服務(wù)器。（2）DHCPOFFER報(bào)文：用于DHCP服務(wù)器對(duì)DHCPDISCOVER的響應(yīng)，并提供IP地址以及其他配置參數(shù)。（3）DH

8、CPREQUEST報(bào)文：用于DHCP客戶請(qǐng)求租用某個(gè)DHCP服務(wù)器提供的IP地址或請(qǐng)求DHCP服務(wù)器續(xù)租IP