IP协议

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练习1

例1：到达的分组的前8bit如下： ←01010001…… 接收者丢弃了这个分组，为什么？

这个分组在传送过程中出现了差错，最左 边的4个bit（0101）给出了版本，目前IP 版本是第4版，正确的内容应该是0100，显 然出现了差错，下一个分组表示首部长度， 它表示（1*4=4），这是错误的，首部长度 最小字节数是20（5*4），所以这个字段应 该是0101。
版 本 首部长度
目 的 地 址
可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充
标志(flag) 占 3 bit，后2位有意义
MF：MF=1表示后面还有分片，为零表示最后一个 www.zhjnc.edu.cn 此文件标题此文件标题 DF：不能分片。只有当DF=0时才允许分片。
D、T、R、 说明 C Normal 正常（预设）
C R 最小代价 最高可靠性
0100
1000
FTP(数据)、SMTP (数据)
Telnet、FTP(控制)、TFTP
T
D
最大吞吐量
最小延时
D、T、R、C这4个参数每次只能设置其中的一个
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IP数据报--服务类型--差分服务代码点
0
Dscp
填
充
数
据
部
分
标识(identification) 占 16 bit，它是一个计数器，用 来产生数据报的标识。
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IP数据报-标志
比特 0 1 优 先 级 比特 0 固 定 首 部 部 分 4 标 生存时间 8 服务类型 识 协 议 源 地 址 标志 2 3 D 4 T 16 5 R 19 6 C 7 未用 24 总 长 度 片 偏 移 首 部 检 验 和 31
网际协议（IP）
IPv4地址结构
IPv4的IP地址包括两个部分：NETID和HOSTID,
NETID标识一个网络. HOSTID标识在该网络上的一个主机。 IP地址格式：NetID + HostID 网络标识(NetID)：表示主机所在网络； 主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。 NET ID
A类地址范围(1.0.0.0到126.255.255.255)
网际协议（IP）
IPv4 B类地址
网络ID位 主机ID位
10
B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络。
用 14 位表示 B 类网络 ID，用 16 位表示主机 ID。 可以将 B 类地址分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机。
网际协议（IP）
网络ID位
IPv4 A类地址
0 255 0
主机ID位
0 00000000 01111111
127
0 255
0 255
第一，A 类网络 ID 的高序位总是设置为 0，此约定将 A 类网络 ID 的数量从 256 个减少到 128 个。 第二，首八位设置成 00000000 的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留 的网络 ID。 第三，首八位设置成 01111111（十进制的 127）地址是不能被分配的，因为是为 环回地址保留的。 所以，后面两个约定将 A 类网络 ID 的数量从 128 个减少到 126 个。
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练习2

例2：在一个分组中，HLEN的值是二进制 的1010。试问这个分组携带了多少字节的 选项？ HLEN的值是10，这表明首部长度的字节数 是10*4=40字节，前20个字节是基本首部， 剩下的20字节是选项部分。

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练习3
• 例3：在IP分组中，HLEN的值是516，而 总长度字段的值是002816。试问这个分 组携带了多少字节的数据？

HLEN的值是5，表明首部长度字段数是 5*4=20字节。总长度是40（将十六进制数 0028转换为十进制数40），表明这个分组 携带了20（40-20）字节的数据。 002816->（0000 0000 0010 1000）2 -> 2+8=10*4 = 40字节

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IP数据报-总长度
HostID
网际协议（IP）
6
IPv4 A类地址
网络ID位
主机ID位
0
A 类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络。 A 类网络 ID 的前缀长度只有 8 位。
剩余的 24 位可用来标识多达 16,777,214 个主机 ID。
这个较短的前缀长度将把可接受 A 类网络 ID 的网络数量 限制为 126 个。
网际协议（IP）
IPv4私有IP地址
• RFC1918定义全局IP地址/专用IP地址
• 全局IP地址：用于因特网—公共主机；
• 专用IP地址：仅用于组织的专用网内部—本地主机。 1个A类地址； 16个连续的B类地址；
10.0.0.0-10.255.255.255 172.16.0.0-172.31.255.255
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IP数据报

IP数据报分为两个部分 首部 数据

IP数据报在传送时封装在下层数据帧的数据域， 硬件不能识别IP格式。
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IP数据报-格式
优 先 级 比特 0 固 定 部 分 D T R C 未用 31 总 长 度 标志 片 偏 移
4
标
8
服务类型 识
16
19
版 本 首部长度

1
2
3
4
5
6
Unuse
7

DSCP（Differentiated Services Code Point）在 RFC 2474有定义. 它在每个数据包IP头部的服务类别 TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比 特字节，通过编码值来区分优先级。 每一个DSCP编码值都被映射到一个已定义的PHB （Per-Hop-Behavior，单中继段行为，指IP转发 中每一跳的转发行为）标识码。 通过键入DSCP值，电话、Windows客户和服务器等终 端设备也可对流量进行标识。
C类地址 (192.0.1.0--223.255.255.255)
网际协议（IP）
IPv4 D类地址
D类地址 (224.0.0.0--239.255.255.255)
网络ID位 主机ID位
1110
0 255
0 255
0 255
D 类地址是为 IPv4 多播地址保留 D 类地址的四个高序位总是设置为 1110 D 类地址的地址范围是224.0.0.0--239.255.255.255
生存时间
协
议
源 地 址 目 的 地 址
首 部 检 验 和
可变 部分
可 选 字 段 （长 度 可 变）
填
充
数
据
部
分
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IP数据报-版本
比特 0 1 优 先 级 比特 0 固 定 首 部 部 分 2 3 D 4 T 5 R 6 C 7 未用
4
标
8
服务类型 识
16
标志
19
24
总 长 度 片 偏 移
192.168.0.0-192.168.255.255
256个连续的C类地址。
网际协议（IP）


IP是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、 ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输 IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务 不可靠（Unreliable）的意思是它不能保证IP数据能成 功地达到目的地。IP仅提供最好的传输服务。如果发生 某种错误时，IP有一个简单的处理算法：丢弃该数据报， 然后发送ICMP消息报给源主机，任何要求的可靠性必须 由上层来提供（TCP） 无连接（Connectionless）的意思是IP并不维护任何关 于后续数据报的状态信息。每个数据报处理是相互独立 的。IP数据报可以不按发送顺序接收，可以选择不同线 路传输。
4
标
8
服务类型 识
16
标志
19
24
总 长 度 片 偏 移
版 本 首部长度
生存时间
协
议
源 地 址 目 的 地 址
首 部 检 验 和
可变 部分
可 选 字 段 （长 度 可 变）
填
充
数
据
部
分
首部长度——占 4 bit，可表示的最大数值是 15 个单位(一 个单位为 4 字节)因此 IP 的首部长度的最大值是60字节。
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IP数据报-服务类型
优 先 级 比特 0
固 定 首 部 部 分 4 标 生存时间 8 服务类型 识 协 议 源 地 址 目 的 地 址 可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充 标志
D
T
16
R
19
C
未用
24 31
版 本 首部长度
总 长 度 片 偏 移 首 部 检 验 和
优 先 级 比特 0
固 定 首 部 部 分 4 标 生存时间 8 服务类型 识 协 议 源 地 址 目 的 地 址 可变 部分 可 选 字 段 （长 度 可 变） 数 据 部 分 填 充 标志
D
T
16
R
19
C
未用
24 31
版 本 首部长度
总 长 度 片 偏 移 首 部 检 验 和
总长度——占 16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据 报的最大长度为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。
服务类型——占 8 bit，用来获得更好的服务，这个字 段以前一直没有被人们使用
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IP数据报-服务类型-IP优先级
在最初设计IP首部时，这个字段称为服务类型 （type of service,TOS),RFC 1349定义

优先级

D
T
R
C
保留
头3位用于优先级（0～7），指定数据报的优先 级，可以用于拥塞控制，目前主机和路由器一般 都忽略该信息。


D：设置后表示要求低延迟 T：设置后表示要求高的吞吐量 R：设置后表示要求高的可靠性 C：设置后表示要求最小代价

都用来给路由选择提供建议，不一定要执行。
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IP数据报--服务类型- IP优先级
TOS
0000 0001 0010
协议
ICMP、BOOTP、DNS(TCP) NNTP IGP、SNMP
IP 协议详解 时间： 2011-1-1
制作：某某部
制作：测试部-软件测试科 日期：2014-05-15
培训目的
了解IP报文的结构
学习重点
1、IP地址 2、IP数据报的结构 3、IP数据报的分片 4、IP数据报的重组
培训对象
橙色新人
培训讲师 培训课时
全成根
2小时
网际协议（IP）


IP是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、 ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输 IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务 不可靠（Unreliable）的意思是它不能保证IP数据能成 功地达到目的地。IP仅提供最好的传输服务。如果发生 某种错误时，IP有一个简单的处理算法：丢弃该数据报， 然后发送ICMP消息报给源主机，任何要求的可靠性必须 由上层来提供（TCP） 无连接（Connectionless）的意思是IP并不维护任何关 于后续数据报的状态信息。每个数据报处理是相互独立 的。IP数据报可以不按发送顺序接收，可以选择不同线 路传输。
B类地址(128.1.0.0--191.254.255.255)
网际协议（IP）
IPv4 C类地址
网络ID位 主机ID位
110
C 类地址被分配给小型网络。
C 类地址的三个高序位总是设置为 110，前 24 位中剩余21 位指定特定的网络，后 8 位指定了特定的主机。 可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以 有 254 个主机。
31
版 本 首部长度
生存时间
协
议
源 地 址 目 的 地 址
首 部 检 验 和
可变 部分
可 选 字 段 （长 度 可 变）
填
充
数
据
部
分
版本——占 4 bit，指IP协议的版本 目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)
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IP数据报-首部
比特 0 1 优 先 级 比特 0 固 定 首 部 部 分 2 3 D 4 T 5 R 6 C 7 未用
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IP数据报-标识
比特 0 1 优 先 级 比特 0 固 定 首 部 部 分 2 3 D 4 T 5 R 6 C 7 未用
Hale Waihona Puke Baidu
4
标
8
服务类型 识
16
标志
19
24
总 长 度 片 偏 移
31
版 本 首部长度
生存时间
协
议
源 地 址 目 的 地 址
首 部 检 验 和
可变 部分
可 选 字 段 （长 度 可 变）
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网际协议（IP）
IPv4地址表示
在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制地址 如：11001010011100101100111011001010
为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小数点分开， 用四个字节来表示。 如：11001010.01110010.11001110.11001010 用点分开的每个字节的数值范围是0-255， 如： 202.114.206.202