互联网技术

IP数据报格式(续)
• 标识(16位)：数据报编号，当路由器将本数据报 分段时，此标识拷贝到每个段的IP报头。在分段 重组时它用来确定该分段属于哪个数据报。 • DF(Don’t Fragment)(1位)：DF=1禁止本报分段。 • MF(More Fragment)(1位)：MF=1表示后面还有 本报的分段， MF=0表示是最后一个分段。 • 分段位移：分段位移×8指出本分段在原数据报中 从第几字节开始。除最后一段外，其余分段的长 度是8字节的倍数。
E类IP地址
• E类IP地址第一个字节以“11110”开始，为将来 使用保留。
特定用途的IP地址
①主机地址全为0。不论哪一类网络，主机地址全为 0表示指向本网，常用在路由表中。 ②主机地址全为1。主机地址全为1表示广播地址， 向特定的所在网上的所有主机发送数据包。 ③四字节32比特全为1。若IP地址４字节32比特全 为1，表示仅在本网内进行广播发送。 ④网络号127。TCP/IP协议规定网络号127不可用于 任何网络。其中有一个特别地址：127．0．0．1 称之为回送地址（Loopback），它将信息通过自 身的接口发送后返回，可用来测试端口状态。
IP数据报的路由和转发(续)
202.112.58.1
R1 50.0.0.1 网2：202.112.58.0
202.112.58.3
R3
202.112.58.2
网1：50.0.0.0 R2 网3：166.111.0.0 128.1.0.2
网4：128.1.0.0
IP数据报的路由和转发(续) —路由器R3的路由表
外部路由协议BGP
AS1 网络
AS2
网络
R2
网络 R3 网络 R1
R5
网络 R6 网络 R7
外部路由协议BGP(续)
• 路由器R1属于自治系统AS1，路由器R5属于 AS2。 R1和R5都实现外部路由协议BGP交换路由表， 它们也分别实现各自的自治系统内部路由协议， 如OSPF。 • BGP基本上是距离向量路由算法，所不同的是它 把到达某网络选择的整个路径告诉邻居，而不只 是下一站。路径信息AS_PATH中有所穿越的自治 系统网络编号，利用AS_PATH可进行环路检测， 克服了“计数到无限”的问题。
互联网技术
目录
互联网概述
IPV4及IPV6协议 网络体系结构
DNS域名系统
互联网概述
• 国际互联网起源于1957年美国国防部建的 APRNET • 1994年4月中国开始实现与Internet的全功能连接 • 主要的运营商：
– – – – – 中国公用计算机互联网（CHINANET）、 中国网络通信集团（宽带中国CHINA169网）、 中国科技网（CSTNET）、 中国教育和科研计算机网（CERNET） …….
* 项是默认路由项，或叫默认网关(default gateway)
IP数据报差错报告
互联网控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol) 就是 IP 数据报差错报告机制， ICMP 报文封装在 IP 数据报中发送。 ICMP差错报文： ICMP信息报文： • 目标不可达 • 回答请求/回答响应 • 数据报超时 (ping 用它测主机可达性) • 数据报参数问题 • 时间戳/时间戳响应 • 报源减速 • 地址屏蔽码请求/响应 • 重定向
WWW简介
• 1989年，瑞士的欧洲量子物理实验室（CERN）开发出 WWW(World Wide Web)
• 目的是希望用户通过简单的操作方式，方便地在网络上传 送文字、图形、声音、动画、资料库、以及各式各样的软 件
• WWW技术是互联网发展中的一个重要的里程碑
• WWW的信息是以Web页形式提供的，它允许用户在一台 计算机通过Internet存取另一台计算机上的信息。从技术 角度上说，互联网是那些支持WWW协议和超文本传输协 议HTTP(Hyper Text Transport Protocol)的客户机与服务 器的集合。 • 1993年美国国家高速电脑中心对外发表了Mosaic浏览器， 使WWW的技术有了突破性的进展，它解决了远程信息服 务中的文字显示、数据连接以及图像传递的问题，使得 WWW成为互联网上最为流行的信息传播方式。
– 每一组数的范围为0~255， – 例如广外某台主机的IP地址为202.116.192.33。
IP数据报格式
0
版本 报头长 标识 生存时间TTL 协议号 源 IP地址 服务类型 DM F F
16
总长度 分段位移 报头校验和
31
目标 IP地址 可选项＋填充
IP数据报格式(续)
绝大多数IP数据报包含20字节的报头： • 版本(4位)：IP协议版本，当前为4。 • 报头长(4位)：本数据报头的字数，每字4字节， 范围是5～15，5即20字节，15即60字节，所以选 项最多占40字节 • 服务类型(8位)(type of service)：本数据报的 服务质量参数，当前未实现，设置为0。 • 总长度(16位)：数据报最大长度为65535字节。
• 一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机 地址组成，网络地址的最高位必须是“0” • 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。 • 可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多 个主机。
B类IP地址
• 一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节 的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10” • 地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。 • 可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万 多个主机 。
IP数据报的分段和Biblioteka Baidu组
• 物理网络一般限制通过包的最大长度，如以太网 允许最大帧长1518字节。若物理网络允许的包长 小于IP数据报长，路由器的IP层要将该报分段成 多个IP报转发。 • 分段后的数据报在被发送过程中还可以再分段。 • 由目标主机的IP层对分段报进行一次重组，IP不 区分经一次或多次分段的报。
IP数据报的路由和转发
主机和路由器如何为IP数据报确定路径： • 源主机和目标主机位于同一物理网络：数据报在 物理网络内传递。比如以太网，源主机将目标主 机IP地址转换成物理地址, 把数据报封装在以太网 帧中直接发送。 • 源主机和目标主机位于不同物理网络：数据报经 路由器转发。路由器通过路由表决定数据报的下 一站。 • 源主机如何确定该发往哪个路由器？ 主机也有一张路由表，并配置默认网关。
IP的分类
• 每个IP地址由网络号码和主机号码两部分组成。 • 同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络 号码，网络上的一个主机（包括网络上工作站， 服务器和路由器等）有一个主机号码与其对应。 • IP地址根据网络号码的不同分为5种类型，A类地 址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。
A类IP地址
路由协议
路由器的核心是网络层，包括 IP、ICMP、ARP， 还有一个或多个路由协议。由于路由协议需要传 输层协议支持，实际路由器还包括高层模块，还 有网管模块。 • 路由器功能和路由协议分类 • 内部路由协议OSPFv2 • 外部路由协议BGP-4 • 无类别域间路由CIDR
路由器功能
互联网中路由器的传统功能： • 交换路由信息：与其它路由器交换网络拓扑和网 段时延等信息； • 执行路由算法：基于路由信息计算、更新路由表， 为数据报决定路由。 Internet是由许多自治系统 AS互联而成，所谓自治 系统是由单一机构管理、操作下的路由器连接的 互联网。
TCP/IP协议
• TCP/IP（Transmission Control Protocol/Interent Protocol）协议是一组协议的集合 • 互联网就是靠TCP/IP协议把分布在全球的不同类 型的网络连接起来的。
HTTP协议
• HTTP是Hyper Text Transport Protocol的简称， 中文意思是超文本传输协议。 • 它是Internet上进行信息传输时使用最为广泛的一 种通信协议，所有的WWW程序都必须遵循这个 协议标准。 • 主要作用就是对某个资源服务器的文件进行访问， 包括对该服务器上指定文件的浏览、下载、运行 等，也就是说通过HTTP我们可以访问Internet上 的WWW的资源。
内部路由协议OSPF—原理
是链路状态路由协议 • 每个路由器都有本链路状态信息，即它直接连接 的路由器和网络，及到它们的“距离”。 • 周期地将本链路状态扩散(flooding)到所有结点。 • 所有的链路状态合在一起就是自治系统的拓扑数 据库，每个路由器维持这个拓扑数据库。 • 每个路由器根据这个拓扑数据库构造一个以自身 为根的最短路径树，从最短路径树生成它的路由 表。
IP数据报格式(续)
• 生存时间TTL：指明数据报在互联网上逗留的最 大时间。标准按秒计，实际上按跳数计。数据报 每经过一个路由器，TTL减1，当TTL＝0 时数据 报被丢弃。防止无法投递的报无限传递。 • 协议号(8位)：指明上一层协议，6表示上层是 TCP，17表示上层是UDP。 • 报头校验和(16位)：通过路由器时TTL减1，校验 和要重新计算。IPv6无校验和，... • 源IP地址(32位)：数据报源主机的IP地址。 • 目标IP地址(32位)：数据报目标主机的IP地址。
HTML:超文本标记语言
• HTML(Hyper Text Markup Language)超文本标记 语言 • 编写网页的最主要语言 • 用HTML编写的超文本文档称为HTML文档 • 能独立于各种操作系统平台（如UNIX， WINDOWS等）。
URL:统一资源定位器
• URL(Uniform Resource Locator)用于标识 Internet或者与Internet相连的主机上的任何可用 的数据对象 • 格式：
C类IP地址
• 一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主 机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。 • 范围从192.0.0.0到223.255.255.255。 • C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个 主机。
D类地址用于多点广播（Multicast）
• D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一 个专门保留的地址。 • 它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在 多点广播（Multicast）中。 • 多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识 共享同一协议的一组计算机。
目标网络 50.0.0.0 128.1.0.0 166.111.0.0 202.112.58.0 * 屏蔽码 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 下一站 IP 地址 202.112.58.1 202.112.58.2 直接传递 直接传递 166.111.0.1
IPV4协议
• 在互联网上计算机间要进行信息交换时，每台计算机必须 有一个唯一IP地址，并且通信双方要知道对方的IP地址。 • 目前互联网使用的地址都是IPV4（Internet Protocol Version 4）地址。 • IPV4地址由32位二进制数组成 • 为了便于标记，通常把32位二进制分为4段，每段8位，中 间用小数点隔开，用十进制数表示，这就是我们通常看到 的IP地址 • 其格式为：XXX.XXX.XXX.XXX，
– 协议：//ip地址或域名/目录名/文件名。
• 例如广东外语外贸大学学校简介的URL为 http://www.gdufs.edu.cn/gaikuang/introduce.htm • 表示使用http协议， • 域名为www.gdufs.edu.cn， • 目录名为gaikuang , • 文件名为introduce.htm。
路由协议分类
Internet的路由协议分两类： • 内部路由协议或内部网关协议IGP—自治系统内 部路由器交换路由信息的协议： RIP (Routing Information Protocol)，DV类。 IS-IS， OSPF(Open Shortest Path First)，LS类。 • 外部路由协议或外部网关协议EGP —不同自治系 统的路由器交换路由信息的协议：BGP(Border Gateway Protocol)