IP数据报的格式.ppt

返回总目录返回章目录第第8章章 IP 数数 据据 报报8.18.28.38.48.5IP数据报的格式IP封装、分片与重组IP数据报选项差错与控制报文实践：ping命使用返回总目录返回章目录本章主要内容本章主要内容1.1.IPIP数据报的格式及主要字段的功能数据报的格式及主要字段的功能2.2.IPIP数据报的分片与重组数据报的分片与重组3.3.源路由、记录路由及时间戳选项源路由、记录路由及时间戳选项4.4.ICMPICMP的主要功能的主要功能5.5.实践内容实践内容剖析剖析pingping命令命令使用使用pingping命令及其选项命令及其选项返回总目录返回章目录本章教学目标本章教学目标 n n 介绍IP数据报的格式及主要字段的功能；IP数据报的分片与重组；源路由、记录路由及时间戳选项；ICMP的主要功能。并能利用Ping命令测试网络。返回总目录返回章目录本章的重点和难点本章的重点和难点n n本章重点本章重点：IP数据报分片与重组；源路由、记录路由及时间戳选项；ICMP的主要功能。n n本章难点：本章难点：IP数据报的分片与重组；源路由、记录路由及时间戳选项。返回总目录返回章目录IP数据报的格式数据报的格式IPIP数据报包含报头区和数据区两部份数据报包含报头区和数据区两部份数据区：高层传输的数据数据区：高层传输的数据报头区：为了正确传输高层数据而增加的控制信息报头区：为了正确传输高层数据而增加的控制信息返回总目录返回章目录报头中各主要字段的功能（报头中各主要字段的功能（1）1.1.版本与协议类型版本与协议类型版本：数据报对应的版本：数据报对应的IPIP协议版本号（目前使用的协议版本号（目前使用的IPIP协议版本号为协议版本号为4 4）协议类型：数据报数据区数据的高级协议类型（如协议类型：数据报数据区数据的高级协议类型（如TCPTCP）2.2.长度长度报头长度：报头区的长度（以报头长度：报头区的长度（以32bit32bit为单位）为单位）总长度：整个总长度：整个IPIP数据报的长度（以数据报的长度（以8bit8bit为单位）为单位）3.3.服务类型服务类型转发过程中对该数据报的处理方式转发过程中对该数据报的处理方式返回总目录返回章目录报头中各主要字段的功能报头中各主要字段的功能1.1.生存周期生存周期IPIP数据报在互联网中的存活时间（避免死循环）数据报在互联网中的存活时间（避免死循环）2.2.头部校验和头部校验和保证保证IPIP数据报报头的完整性数据报报头的完整性3.3.地址地址源源IPIP地址：数据报的发送者地址：数据报的发送者目的目的IPIP地址：数据报的接收者地址：数据报的接收者返回总目录返回章目录IP封装封装IPIP数据报在数据报在各个物理网各个物理网络中需要重络中需要重新封装新封装返回总目录返回章目录MTUMTUMTU：网络规定的一个帧最多能够携带的数据量网络规定的一个帧最多能够携带的数据量IPIP数据报的长度只有小于或等于网络的数据报的长度只有小于或等于网络的MTUMTU，才能才能在这个网络传输在这个网络传输与路由器连接的各个网络的与路由器连接的各个网络的MTUMTU可能不同可能不同返回总目录返回章目录分片分片分片：分片：IPIP数据报的尺寸大于将发往网络的数据报的尺寸大于将发往网络的MTUMTU值时，路由器值时，路由器将将IPIP数据报分成若干较小的部分的过程数据报分成若干较小的部分的过程每个分片由报头区和数据区两部分构成每个分片由报头区和数据区两部分构成每个分片经过每个分片经过独立的独立的路由选择等处理过程，最终到达目的主路由选择等处理过程，最终到达目的主机机返回总目录返回章目录重组重组1.1.重组：在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新重组：在接收到所有分片的基础上，主机对分片进行重新组装的过程组装的过程2.2.目的主机进行重组目的主机进行重组减少了中间路由器的计算量减少了中间路由器的计算量路由器可以为每个分片独立选路路由器可以为每个分片独立选路3.3.路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组路由器不需要对分片进行重组，也不可能对分片进行重组返回总目录返回章目录分片控制分片控制1.1.标识标识源主机赋予源主机赋予IPIP数据报的标识符数据报的标识符该域需要复制到新分片的报头中该域需要复制到新分片的报头中目的主机利用此域和目的地址判断分片属于哪个数据报目的主机利用此域和目的地址判断分片属于哪个数据报2.2.标志标志标识是否已经分片，是否是最后一个分片标识是否已经分片，是否是最后一个分片3.3.片偏移片偏移本片数据在初始本片数据在初始IPIP数据报数据区的位置数据报数据区的位置偏移量以偏移量以8B8B为单位为单位返回总目录返回章目录IP数据报选项数据报选项功能：主要用于控制和测试功能：主要用于控制和测试用户可以使用也可以不使用用户可以使用也可以不使用IPIP选项。但所有实现选项。但所有实现IPIP协议的设备必须能处理协议的设备必须能处理IPIP选项选项IPIP数据报选项由选项码、长度和选项数据三部分数据报选项由选项码、长度和选项数据三部分组成组成返回总目录返回章目录源路由选项源路由选项源路由：源路由：IPIP数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定数据报穿越互联网所经过的路径是由源主机指定的应用场合：测试某特定网络的吞吐率、使数据报绕开出错的应用场合：测试某特定网络的吞吐率、使数据报绕开出错网络等网络等源路由选项分为源路由选项分为:严格源路由选项：规定严格源路由选项：规定IPIP数据报要经过路径上的每一个路由器数据报要经过路径上的每一个路由器松散源路由选项：只给出松散源路由选项：只给出IPIP数据报必须经过的一些数据报必须经过的一些“要点要点”返回总目录返回章目录记录路由选项记录路由选项1.1.记录路由：记录记录路由：记录IPIP数据报从源主机到目的主机所数据报从源主机到目的主机所经过路径上各个路由器的经过路径上各个路由器的IPIP地址地址2.2.应用场合应用场合查看查看IPIP数据报传输过程中所经过的路径数据报传输过程中所经过的路径测试路由器的路由配置是否正确测试路由器的路由配置是否正确返回总目录返回章目录时间戳选项时间戳选项时间戳：记录时间戳：记录IPIP数据报经过每一路由器时的当地时间数据报经过每一路由器时的当地时间应用场合：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等应用场合：分析网络吞吐率、拥塞情况、负载情况等返回总目录返回章目录差错与控制报文差错与控制报文IPIP互联网利用互联网利用ICMPICMP传输控制报文和差错报文传输控制报文和差错报文ICMPICMP报文的封装：封装在报文的封装：封装在IPIP数据报中数据报中返回总目录返回章目录ICMP差错控制差错控制1.ICMP1.ICMP的基本功能之一是提供差错报告的基本功能之一是提供差错报告2.ICMP2.ICMP协议不严格规定对出现的差错采取的处理方式协议不严格规定对出现的差错采取的处理方式3.ICMP3.ICMP差错报告都是采用路由器到源主机的模式差错报告都是采用路由器到源主机的模式IPIP数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报告给目数据报本身只包含源主机地址和目的主机地址，错误报告给目的主机没有意义（有时也不可能）的主机没有意义（有时也不可能）路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据报经过的路路由器独立选路，发现错误的路由器不知道该数据报经过的路径，无法将错误通知相应路由器径，无法将错误通知相应路由器返回总目录返回章目录ICMP差错报文的主要特点差错报文的主要特点ICMPICMP差错报告作为一般数据传输，不享受特别差错报告作为一般数据传输，不享受特别优先权和可靠性优先权和可靠性ICMPICMP差错报告数据中除包含故障差错报告数据中除包含故障IPIP数据报报头数据报报头外，还包含故障外，还包含故障IPIP数据报数据区的前数据报数据区的前64bit64bit数据数据ICMPICMP差错报告是伴随着抛弃出错差错报告是伴随着抛弃出错IPIP数据报而产数据报而产生的生的返回总目录返回章目录ICMP主要差错报告类型主要差错报告类型目的地不可达报告目的地不可达报告网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等网络不可达、主机不可达、协议和端口不可达等超时报告超时报告参数出错报告参数出错报告返回总目录返回章目录ICMP控制报文控制报文拥塞控制与源抑制报文路由控制与重定向报文ICMP请求/应答报文对返回总目录返回章目录拥塞控制与源抑制报文（拥塞控制与源抑制报文（1）1.1.拥塞拥塞(1)(1)什么是拥塞？什么是拥塞？路由器被大量涌入的路由器被大量涌入的IPIP数据报数据报“淹没淹没”的现象的现象(2)(2)拥塞产生的原因拥塞产生的原因路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等日常工作路由器的处理速度太慢，不能完成数据报排队等日常工作路由器传入数据速率大于传出数据速率。路由器传入数据速率大于传出数据速率。2.2.拥塞控制：源站抑制拥塞控制：源站抑制 利用利用ICMPICMP源抑制报文抑制源主机发送数据报的速率源抑制报文抑制源主机发送数据报的速率返回总目录返回章目录拥塞控制与源抑制报文（拥塞控制与源抑制报文（2）3.3.发送源站抑制报文策略发送源站抑制报文策略路由器的某输出队列溢出后，抛弃新来的数据报，发送路由器的某输出队列溢出后，抛弃新来的数据报，发送ICMPICMP源源抑制报文抑制报文为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新来的数据报，为路由器的输出队列设置阈值，超过域值后抛弃新来的数据报，发送发送ICMPICMP源抑制报文源抑制报文有选择地抑制有选择地抑制IPIP数据报发送率较高的源主机数据报发送率较高的源主机4.4.接收源站抑制报文接收源站抑制报文收到源抑制报文后，源主机可以降低发送收到源抑制报文后，源主机可以降低发送IPIP数据报的速率数据报的速率注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机注意：拥塞解除后路由器不主动通知源主机返回总目录返回章目录路由控制与重定向报文路由控制与重定向报文1.ICMP1.ICMP重定向机制重定向机制主机在启动时具有一定的路由信息，但不一定是最优的主机在启动时具有一定的路由信息，但不一定是最优的路由器检测到路由器检测到IPIP数据报经非优路由传输，就通知主机去数据报经非优路由传输，就通知主机去往该目的地的最优路径往该目的地的最优路径功能：保证主机拥有动态的、既小且优的路由表功能：保证主机拥有动态的、既小且优的路由表2.ICMP2.ICMP重定向机制只能在同一网络的路由器与主机重定向机制只能在同一网络的路由器与主机之间使用之间使用返回总目录返回章目录返回总目录返回章目录ICMP请求请求/应答报文对应答报文对回应请求与应答回应请求与应答测试目的主机或路由器的可达性测试目的主机或路由器的可达性时戳请求与应答时戳请求与应答获取其他设备的当前时间获取其他设备的当前时间掩码请求与应答掩码请求与应答从路由器获取本网的子网掩码从路由器获取本网的子网掩码返回总目录返回章目录回应请求与应答回应请求与应答1.1.机理机理请求者向特定目的请求者向特定目的IPIP地址发送包含任选数据区的回应请求报文地址发送包含任选数据区的回应请求报文目的主机或路由器收到，响应回应应答报文（包含请求报文中任选目的主机或路由器收到，响应回应应答报文（包含请求报文中任选数据的复制）数据的复制）2.2.请求者成功收到应答则说明请求者成功收到应答则说明目的主机（或路由器）可以到达目的主机（或路由器）可以到达源主机与目的主机（或路由器）的源主机与目的主机（或路由器）的ICMPICMP软件和软件和IP IP 软件工作正常软件工作正常回应请求与应答回应请求与应答ICMPICMP报文经过的中间路由器的路由选择功能正常报文经过的中间路由器的路由选择功能正常返回总目录返回章目录实践：实践：ping命令剖析与使用命令剖析与使用功能：测试网络的连通性和可达性功能：测试网络的连通性和可达性工作机理：回应请求工作机理：回应请求/应答应答ICMPICMP报文对的具体实现报文对的具体实现UNIXUNIX、LinuxLinux、WindowsWindows等网络操作系统都支持等网络操作系统都支持pingping命令命令不同网络操作系统对不同网络操作系统对pingping命令的实现稍有不同命令的实现稍有不同返回总目录返回章目录Windows 2000的的ping命令形式命令形式ping-t-a-n count-l size-f-i TTL-v TOSping-t-a-n count-l size-f-i TTL-v TOS-r count-s count-j host-list|-k host-list -r count-s count-j host-list|-k host-list-w timeout-w timeout 目的目的IPIP地址地址返回总目录返回章目录连续发送连续发送ping探测报文探测报文返回总目录返回章目录自选数据长度的自选数据长度的ping探测报文探测报文返回总目录返回章目录不允许对不允许对ping探测报分片探测报分片返回总目录返回章目录修改修改“ping”命令的请求超时时间命令的请求超时时间返回总目录返回章目录ping对目的地不可达的屏幕响应对目的地不可达的屏幕响应1.1.目的网络不可达（目的网络不可达（Destination net Destination net eachableeachable）没有到目的地的路由没有到目的地的路由原因：通常是原因：通常是“Reply from”Reply from”中列出的路由器路由错误中列出的路由器路由错误造成的造成的2.2.请求超时（请求超时（Request timed outRequest timed out）在指定的超时时间内没有对探测报文作出响应在指定的超时时间内没有对探测报文作出响应原因：路由器关闭、目标主机关闭、没有路由返回到原因：路由器关闭、目标主机关闭、没有路由返回到主机或响应的等待时间大于指定的超时时间等主机或响应的等待时间大于指定的超时时间等 返回总目录返回章目录本章小结本章小结n n1、IP数据报的格式n n2、报头中各主要字段的功能n n3、MTUn n4、IP数据报选项n n5、ICMP差错与控制报文n n6、实践：ping命令剖析与使用