互联网的基本概念[1]
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互联网的基本概念[1]
IP数据报的路由和转发(续)
202.112.58.1
R1
网2：202.112.58.0
50.0.0.1
202.112.58.2
202.112.58.3 R3
网1：50.0.0.0
R2
网3：166.111.0.0
128.1.0.2
166.111.0.1
网4：128.1.0.0
互联网的基本概念[1]
是有连接的，后来才增加无连接服务。) 收到数据报时不发确认；对IP数据报的损坏、丢 失、错序、重复 听之任之。 n 确定数据报的路由。 n 数据报的分段和重组。 尽力而为(best effort)，不保证可靠。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式
0
16
31
版本 报头长 服务类型
总长度
标识 生存时间TTL 协议号
n 路由器功能和路由协议分类 n 内部路由协议OSPFv2 n 外部路由协议BGP-4 n 无类别域间路由CIDR
互联网的基本概念[1]
路由器功能
互联网中路由器的传统功能： n 交换路由信息：与Fra Baidu bibliotek它路由器交换网络拓
扑和网段时延等信息； n 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
互联网的基本概念[1]
无连接数据报传递服务
源主机
网络1
R1
网络4
R3
网络2
R2
网络3
目标主机
IP数据报 帧头1 IP数据报
IP数据报 帧头2 IP数据报
IP数据报 帧头3 IP数据报
IP数据报
互联网的基本概念[1]
无连接数据报传递服务(续)
n IP只要求物理网络提供最基本的功能：传输包。 n IP数据报的传递是互相独立的； (OSI 模型中X.25
ICMP差错报文：
ICMP信息报文：
n 目标不可达
• 回答请求/回答响应
n 数据报超时
(ping 用它测主机可达性)
n 数据报参数问题 • 时间戳/时间戳响应
n 报源减速
• 地址屏蔽码请求/响应
n 重定向
互联网的基本概念[1]
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。
IP数据报的路由和转发(续) —路由器R3的路由表
* 项是默认路由项，或叫默认网关(default gateway)
互联网的基本概念[1]
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。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
n 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。
n DF(Don’t Fragment)(1位)：DF=1禁止本报分段。 n MF(More Fragment)(1位)：MF=1表示后面还有
互联网的基本概念
2020/11/8
互联网的基本概念[1]
互联网的基本概念 —IP层在TCP/IP协议栈中的位置
应用层协议
传输层协议
ARP
IP
ICMP
网卡驱动程序
互联网的基本概念[1]
IPv4 和 IP 数据报
n 无连接数据报传递服务 n IP 数据报格式 n IP 数据报的分段和重组 n IP 数据报的路由和转发 n IP 数据报差错报告
本报的分段， MF=0表示是最后一个分段。 n 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。 这些字段是与分段和重组有关的。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
n 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。
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。
互联网的基本概念[1]
路由协议分类
Internet的路由协议分两类：
n 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。
n 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。
n 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，...
n 源IP地址(32位)：数据报源主机的IP地址。 n 目标IP地址(32位)：数据报目标主机的IP地址。
互联网的基本概念[1]
互联网的基本概念[1]
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： n 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。 n 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。 n 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数据报的分段和重组
n 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。
n 分段后的数据报在被发送过程中还可以再 分段。
n 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。
DM
分段位移
FF
报头校验和
源 IP地址
目标 IP地址
可选项＋填充
数据
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
绝大多数IP数据报包含20字节的报头： n 版本(4位)：IP协议版本，当前为4。 n 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 n 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。 n 总长度(16位)：数据报最大长度为65535字节。
IP数据报的路由和转发(续)
202.112.58.1
R1
网2：202.112.58.0
50.0.0.1
202.112.58.2
202.112.58.3 R3
网1：50.0.0.0
R2
网3：166.111.0.0
128.1.0.2
166.111.0.1
网4：128.1.0.0
互联网的基本概念[1]
是有连接的，后来才增加无连接服务。) 收到数据报时不发确认；对IP数据报的损坏、丢 失、错序、重复 听之任之。 n 确定数据报的路由。 n 数据报的分段和重组。 尽力而为(best effort)，不保证可靠。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式
0
16
31
版本 报头长 服务类型
总长度
标识 生存时间TTL 协议号
n 路由器功能和路由协议分类 n 内部路由协议OSPFv2 n 外部路由协议BGP-4 n 无类别域间路由CIDR
互联网的基本概念[1]
路由器功能
互联网中路由器的传统功能： n 交换路由信息：与Fra Baidu bibliotek它路由器交换网络拓
扑和网段时延等信息； n 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
互联网的基本概念[1]
无连接数据报传递服务
源主机
网络1
R1
网络4
R3
网络2
R2
网络3
目标主机
IP数据报 帧头1 IP数据报
IP数据报 帧头2 IP数据报
IP数据报 帧头3 IP数据报
IP数据报
互联网的基本概念[1]
无连接数据报传递服务(续)
n IP只要求物理网络提供最基本的功能：传输包。 n IP数据报的传递是互相独立的； (OSI 模型中X.25
ICMP差错报文：
ICMP信息报文：
n 目标不可达
• 回答请求/回答响应
n 数据报超时
(ping 用它测主机可达性)
n 数据报参数问题 • 时间戳/时间戳响应
n 报源减速
• 地址屏蔽码请求/响应
n 重定向
互联网的基本概念[1]
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。
IP数据报的路由和转发(续) —路由器R3的路由表
* 项是默认路由项，或叫默认网关(default gateway)
互联网的基本概念[1]
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。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
n 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。
n DF(Don’t Fragment)(1位)：DF=1禁止本报分段。 n MF(More Fragment)(1位)：MF=1表示后面还有
互联网的基本概念
2020/11/8
互联网的基本概念[1]
互联网的基本概念 —IP层在TCP/IP协议栈中的位置
应用层协议
传输层协议
ARP
IP
ICMP
网卡驱动程序
互联网的基本概念[1]
IPv4 和 IP 数据报
n 无连接数据报传递服务 n IP 数据报格式 n IP 数据报的分段和重组 n IP 数据报的路由和转发 n IP 数据报差错报告
本报的分段， MF=0表示是最后一个分段。 n 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。 这些字段是与分段和重组有关的。
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
n 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。
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。
互联网的基本概念[1]
路由协议分类
Internet的路由协议分两类：
n 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。
n 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。
n 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，...
n 源IP地址(32位)：数据报源主机的IP地址。 n 目标IP地址(32位)：数据报目标主机的IP地址。
互联网的基本概念[1]
互联网的基本概念[1]
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： n 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。 n 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。 n 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数据报的分段和重组
n 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。
n 分段后的数据报在被发送过程中还可以再 分段。
n 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。
DM
分段位移
FF
报头校验和
源 IP地址
目标 IP地址
可选项＋填充
数据
互联网的基本概念[1]
IP数据报格式(续)
绝大多数IP数据报包含20字节的报头： n 版本(4位)：IP协议版本，当前为4。 n 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 n 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。 n 总长度(16位)：数据报最大长度为65535字节。