TCPIP协议栈

第 七 章 Internet
7.2 IP数据报格式
源IP地址：标识源节点的完整的IP地址。 目标IP地址：标识目标节点的完整的IP地址。 可选项：可以包含可选的路由和实时信息。 填充位：包含填充信息以确保报头是32位的倍数，该域的 大小可变。 数据：包括了由源节点发送的原始数据,外加传输层信息
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7.2 IP数据报格式
标识号：标识一个数据报所属的消息，以使得接收节点可 以重组被分断或分段的消息。该域和下面两个域，即标识 符和段偏移量，在数据报的分段和重组过程中起作用。 标志符：有两种状态无分段或多个分段。标识一个消息是 否被分段，如果是，则表示数据报是否是最后一个段。 分段偏移量：标识数据报段属于分段集的哪一段。
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7.3 IP地址 什么是IP地址
IP地址常用的表示
二进制表示：以一个32位的二进制数标识。 □ 如：11001010 11000000 00100000 01100010 十进制表示：以4个小数点分段的十进制数标识。 每一小段内的数字代表IP地址二进制表示中的一个字节 的二进制数对应的十进制数。 □ 如：202.192.32.100
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P地址共占4个字节32位，其一部分为网络标识，另 一部分为主机标识。由于网络中所包含的计算机数 量可能不一样多，人们按照网络规模的大小把IP地 址按3种方法来划分，分别是： 1，A类IP地址 ， 类 地址 在IP地址的4段号码中，第1段为网络标识，其 余3段为主机标识。也就是说：A类IP地址由1字节的 网络标识和3字节的主机标识组成。 网络地址的最高位是0，网络标识的长度为7位， 主机标识的长度占24位。 A类IP网络地址数量较多，适用于大型网络，可 用主机数达1600万多台。
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另外，TCP/IP协议规定，凡IP地址中的第一个字节 以11110开始的地址叫 多点广播地址 。因此，任何 第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地 址；IP地址中凡是以11110的地址都将留着作为特殊 用。
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类范围：IP地址常采用点分十进制表示方法X.Y.Y.Y， 在这里，X在1～126范围内称为A类地址；X在 128～191范围内称为B类地址；X在192～223范围 内称为C类地址。比如10.202.52.130，因为X为10， 在1～126范围内，所以称为A类地址。
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A B C D E
7.3 IP地址 IP地址的分类
A类、B类和C类地址的网络号字段分别为1，2和3字节长。 A类、B类和C类地址的主机号字段分别为3，2和1字节长。 A类、B类和C类地址的类标识分别为0、10、110
0 10 110 1110 1111
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人们为了通信方便给每一台计算机都事先分配一个 类似电话号码一样的标识地址，即IP地址。 根据TCP/IP协议，IP地址由32位二进制数组成，而 且在INTERNET范围内是唯一的。 如：某IP地址为11000000 10101000 00001010 00000010 为了方便记忆，人们把32位的IP地址分成四段，每 段8位，中间用小数点“.”隔开，然后再将每8位二进 制换成十进制，即192.168.10.2
7.3 IP地址 什么是IP地址
为了保证高效的通信，网上的每台主机和设备都必须有一 个标识符，即地址。 TCP/IP协议中规定：INTERNET上的每台主机都必须有一 个唯一的地址－－IP地址。 由Internet 协会(ISOC)下属的Internet编号管理局（IANA） 统一分配并制定有关政策。 IP地址是INTERNET主机地址的一种数字型标识，是一个 机器可识别的地址。
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7.3 IP地址 子网和掩码
划分规则：将主机标识位划分出若干位作为子网标识，子 网标识位可由子网掩码确定。
N
N
N
H
Subnet
Host
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7.3 IP地址 子网和掩码
子网掩码（subnet mask)
是一个32比特的二进制代码，它使接收方很容易从IP 数据包 的IP 地址中分出地址的网络标识部分和主机标识部分。
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IP地址的寻址规则 1.网络寻址规则 网络寻址规则 A、网络地址必须唯一。 B、网络标识不能以数字127开头。在A类地址中， 数字127保留给内部回送函数（127.1.1.1用于回路测 试）。 C、网络标识的第一个字节不能为255。数字255作 为广播地址。 D、网络标识的第一个字节不能为“0”，“0”表示该 地址是本地主机，不能传送。
网络掩码（十进制） 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
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7.3 IP地址 子网和掩码
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注:在子网主机数中,已除去全“0”的子网代号和全“1”的广播地址。
7.3 IP地址 子网和掩码
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7.2 IP数据报格式
生存期（TTL TimeToLive）：标识一个数据报在它被抛弃 前在网络中存在的最大时间。实际上TTL对应于一个数据报 通过路由器的数目；一个数据报每次通过一个路由器，TTL 将减去一。 协议：标识传输层协议类型（TCP或UDP）。 报头校验和：决定IP报头是否已被破坏。
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IP地址的分类 就像电话号码一样分为区号和具体号码一样，我们 把IP地址分为两个部分：网络标识和主机标识。 网络标识 同一物理网络上的所有主机都用同一个网络标识， 网络上每一个主机都有一个主机标识与其对应。 主机标识 即为某个网络中特定的计算机号码。 例：一个主机服务器的IP地址为192.168.10.2，其中 网络标识为192.168.10.0 主机标识为2
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7.3 IP地址 二wk.baidu.com制向十进制的转换
转换规则：按权展开的多项式之和
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7.3 IP地址 二进制向十进制的转换
转换规则：整数部分，方法：除2取余，倒排
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7.3 IP地址 二进制向十进制的转换
转换规则：小数部分 ，方法：乘2取整，顺排
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7.2 IP数据报格式
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7.2 IP数据报格式
版本：标识协议的版本号。接收方工作站首先查看该域以 决定它是否能够读取该输入数据。若不能，它将拒绝该数 据包。然而，由于大多数TCP/IP 网络使用IPv4 ，很少发生 拒绝事件。一个更高级的I P 版本，即IPv6 已经开发出来并 将在不久使用。IPv6将具有向后兼容性以便能够接收IPv4 的数据。 头长度（IHL）：该域的重要性在于它向接收方指出了数据 从何处开始（在报头结束之后立即开始）。总长度：标识 数据报的总长度，其包括报头和数据长度。 服务类型（ToS ）：指定了数据报的速度、优先权或可靠 性。
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2.6 TCP/IP协议栈 TCP/IP协议栈
应用层 SMTP ，FTP
4
SNMP，DNS
3
传输层
TCP IP
UDP
2
互连网层 ARP RARP RIP ICMP
1 网络接口层
ARPAnet，ETHERnet，ATM，FDDI
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7.1 IP协议概述 TCP/IP最大的优势之一是其可路由性，也就意味着 它可以携带被路由器识别的网络编址信息。 IP协议是一种不可靠的、无连接的协议，即意味着 它不保证数据的可靠传输。TCP/IP协议群中更高层 协议可使用IP信息确保数据包按正确的地址进行传 输。
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7.3 IP地址 IP地址的分类
实际上IP地址的结构并不是分为四个部分，而是两部分：
网络号（Network ID）标示主机所在的网络 主机号（host ID）标示主机自身 每一部分所占的二进制位数按IP地址的类别不同而有所不同。 IP地址分为5类，A、B、C、D、E，常用的有A、B、C三类 地址。
注意：IP数据报并不包含一个校验和部件，报头校验和仅 仅验证IP报头中路由信息的完整性。如果当数据包被接收 时伴随信息的校验和值不正确，则数据包将被认为已破坏 并被抛弃，同时，一个新的数据包被发送。
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7.2 IP数据报格式 在网络层，数据以IP数据报的形式进行传输。 IP数 据报包括报头和数据，总长度不能超过65535字节。 IP数据报的报头如同数据的封面，包含了路由器在 子网中传输数据所必需的信息。后面的图描述了IP 数据报头的各部分。
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3，C类IP地址 ， 类 地址 在IP地址的4段号码中，前3段为网络标识，最 后1段为主机标识。也就是说：C类IP地址由3字节的 网络标识和1字节的主机标识组成。 网络地址的最高位必须是110，网络标识的长度 为21位，主机标识的长度为8位。 C类IP网络地址数量较少，适用于小型局域网络， 可用主机数最多254台。
掩码解释
如果某一位是打开的，地址中相应的位解释为网络位； 如果该位是关闭的，地址中相应的位解释为主机地址。
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7.3 IP地址 子网和掩码
标准子网掩码
类型 A类 B类 C类
网络掩码（二进制） 11111111000000000000000000000000 11111111111111110000000000000000 11111111111111111111111100000000
主机标识的有关规定
每一台主机都必须有一个非零的主机标识； 全“1”的主机标识保留作为该网络的广播地址； 全“0”的主机标识用于代表该网络本身；
7.3 IP地址 IP地址的分类
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7.3 IP地址 IP地址的分类
私有网络地址(Private Network Address) RFC1597,为那些没有连接到Internet或者安装了防火墙的 组织,预留了一系列私有网络地址。 私有网络地址包括：
7.3 IP地址 子网和掩码
C类网络子网划分示例
设要将某一C类网（202.192.32.0)划分出20个子网，每个子 网至少可容纳5台主机。 根据上页表中可能的划分方法，应选择5位子网代码， 相应地： 子网掩码：255.255.255.248 子网数：30 每个子网可容纳的主机数：6 子网1：202.192.32.0 255.255.255.248 子网2：202.192.32.8 255.255.255.248 子网3：202.192.32.16 255.255.255.248 …...
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引言 TCP/IP协议栈
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7.1 IP协议概述 IP协议TCP/IP协议栈中核心协议之一。处于TCP/IP 模型的互连网层，提供关于数据应如何传输以及传 输到何处的信息。IP是一种使TCP/IP可用于网络连 接的子协议，使TCP/IP能够跨越多个局域网段或通 过路由器跨越多种类型的网络。在协议栈中其位置 为：
A类 B类 C类 10.0.0.0-------10.255.255.255 172.16.0.0------ 172.31.255.255 192.168.1.90------192.168.254.0
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7.3 IP地址 子网和掩码
在现有的三类网络的基础上将网络作进一步划分所得到的 网络成为子网。 划分子网有利于提高地址空间的实际利用率；在以太网的 环境下有利于提高子网内的传输带宽。 路由器通过子网掩码识别子网的地址。
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2，B类IP地址 ， 类 地址 在IP地址的4段号码中，前2段为网络标识，后2 段为主机标识。也就是说：B类IP地址由2字节的网 络标识和2字节的主机标识组成。 网络地址的最高位必须是10，网络标识的长度 为14位，主机标识的长度为16位。 B类IP网络地址适用于中等规模网络，可用主机 数达6万多台。