第二章IP协议

第二章IP 协议湖南公安高等专科学校

封装解

封

装

应用层报头数据分组应用层

传输层报头传输层数据传输层IP 报头IP数据互联网层帧头帧数据网络接口层

原始数据

帧尾

一、以太网的主要标准

以太网IEEE标准时间速率Mb/s拓扑结构线缆长(m)介质

10Base-5802.31983年10总线型50050Ω粗同轴电缆10Base-2802.3a1985年10总线型18550Ω细同轴电缆10Base-T802.3i1990年10星型1003类双绞线10Base-F802.3j1993年10星型2000多模光纤100Base-T802.3u1995年100星型1005类双绞线1000Base-X802.3z1998年1000星型500光纤1000Base-T802.3ab1999年1000星型100超5类双绞线•以太网是广播网络，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）访问方法。

二、以太帧结构(EV2 封包)

前导同步目的MAC地址源MAC地址类型数据循环冗余校验

7Byte1Byte6Byte6Byte 2Byte 可变长4Byte

•前导、同步：每帧以7字节前导开始，内容均为01010101，

使接收与发送同步，随后是11010101的同步

字节，标志着帧本身开始

•目的MAC地址:前3个byte为厂商代号，后3个byte为流水号,

值为0xFFFFFFFFFFFF为广播地址，所有接收端

都必须处理此封包。

•源MAC地址:必须是某特定的MAC地址，不能是广播地址

二、以太帧结构(EV2 封包)

前导同步目的MAC地址源MAC地址类型数据循环冗余校验7Byte1Byte6Byte6Byte 2Byte 可变长4Byte

•类型：指明数据上层协议类型(大于1500,最小代码1536)

0x814C 类型0x08000x08060x80350x809B0x8137-

0x8138

Appletalk Novell SNMP 协议IP ARP Reverse

ARP

•数据：46～1500字节

二、以太帧结构(IEEE802.3 封包)

前导同步目的MAC地址源MAC地址长度数据循环冗余校验

7Byte1Byte6Byte6Byte 2Byte 可变长4Byte

•前导、同步：每帧以7字节前导开始，内容均为10101010，

使接收与发送同步，随后是10101011的同步

字节，标志着帧本身开始

•数据：46～1500字节

•长度：指明数据长度(小于1500)

前导、同步的作用:该字段的曼彻斯特编码会产生

10MHz,持续6.5μs的方波

三、IP协议概述

●IP协议就是把数据报从源传送到目的地，对数据大小

的重新组装，不保证传送的可靠性、流控制、包顺序等服务

●IP协议基本功能：寻址和分段

●IP协议使用4个关键技术提供服务：服务类型、生存时

间、选项、报头检验码

●IP协议向上与主机协议接口，向下与本地网络接口

四、IP 数据报格式（1）

}

报头区

+ 填充

IP 地址IP 地址F

F 0 4 8 16 19 31

}

数据区

四、IP数据报格式（2）

•报头长度4bit：以4字节为基本单位。例：若报头长度的值为0101，其对应十进制数为5，则IP表头长为20字节

•服务类型8bit：包含六个参数。路由器可根据这些参数，决定如何处理IP封包

•总长度16bit：IP封包总长度，单位为Byte。IP封包最大为1500字节

•标识码16bit：IP封包的标识码。顺序增1

•封包分割标志3bit：共3个参数，第1位保留；第2位DF参数，DF=1表示不允许分割；DF=0表示允许分割；第3位MF参数，MF=1表示非最后一个IP分片，MF=0表示原始IP封包经分割后，所产生的最后一个IP分片。若IP包未经分割，则MF固定为0

四、IP数据报格式（3）

•生存时间8bit：每经一个路由器，其值减1

•协议8bit：记录上层所用协议。

1：ICMP 2：IGMP 6：TCP ……•头部校验和16bit：只对IP报头进行检查

•发送端地址32bit：源端IP地址

•目的地址32bit：目的IP地址

•选项+ 填充(长度不定)：提供IP封包扩展功能，所有额外功能都记录在选项字段中，长度不固定，选项与填充的长度和是4字节的倍数。填充一律填入0。

五、IP的封装与重组（1）

●封装IP数据报：

把一个IP数据报封装进一个帧的数据区中，并在帧头类型中说明数据是IP协议，硬件不会检测或改变帧数据区内容。

●数据包的传输：

在数据包由源IP传送到目的IP的过程中，数据包每经过一个网关将会更换一次帧头，并丢弃多余的帧头

五、IP的封装与重组（2）

MTU、数据报分段：

每一种硬件设备都规定了一个帧所能携带的最大数据量，即MTU（最大传输单元）

当数据包的大小（长度）超过硬件设备的MTU 值时，就必须对数据包中的数据报分段

IP头原始数据

IP头数据1IP头数据2IP头数据3

五、IP的封装与重组（3）

数据报重组：

互联网协议采用不透明分段，允许分段数据报可以通过不同路径到达目的主机，目的主机可以根

据数据报的“标识”、“MF”和“分段偏移量”来重组数

据报。

如果不是某一数据报的全部分段都到达了目的主机，则无法重组数据报，如果超过规定时间则丢

弃已经到达的分段。