第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.1 2.1 IPIP協(xié)議如何進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議如何進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.2 2.2 IPIP地址地址2.3 2.3 IPIP數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式 2.4 2.4 InternetInternet控制報文協(xié)議控制報文協(xié)議( (ICMP)ICMP)2.5 2.5 地址解析地址解析2.6 2.6 IP數(shù)據(jù)報的路由選擇數(shù)據(jù)報的路由選擇習(xí)題習(xí)題第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.1 IP協(xié)議如何進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議如何進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 2.1.1??網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式面對一個由很多網(wǎng)絡(luò)連接而成的互聯(lián)網(wǎng)，在進行數(shù)據(jù)通信時，數(shù)據(jù)是如何從源端傳輸?shù)侥繕?biāo)端的呢？我們可以舉一個日常生活中的例子來說明這個問題，如有圖2-1所示的一個城市交通圖第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-1??城市交通圖示例?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 在圖2-1中有六個城市，它們之間通過圖中所示的公路相連，為了便于說明問題，我們對圖中的公路進行了編號?圖2-1中所示的城市交通圖與多個網(wǎng)絡(luò)連接而成的互聯(lián)網(wǎng)是非常相似的，圖2-1中的一個城市相當(dāng)于互聯(lián)網(wǎng)中的一個網(wǎng)絡(luò)，連接城市的公路相當(dāng)于連接網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)，每條路上都有一個負(fù)責(zé)選路的路由器(在圖2-2中用表示)，這樣我們可以把圖2-1所示的交通圖對應(yīng)成圖2-2所示的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)圖。

第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-2??網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 前面在交通圖中所述的兩種不同送信(通信)過程，正好與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的兩種解決方案相對應(yīng)這兩種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案 是 ： 面 向 連 接 的 (Connect-oriented)和 無 連 接 的(Connectionless)面向連接的解決方案要求在通信的源端和目標(biāo)端之間建立一條邏輯通路，一般稱為虛電路(Virtual?Circuit)，源端和目標(biāo)端之間通信時的所有信息都通過該通路傳輸，這與交通圖中送信過程的第一種方式類似這種方式看似簡單，易于實現(xiàn)，但其最大的缺點是如果不能保證虛電路中沿途經(jīng)過的節(jié)點都能可靠地發(fā)送數(shù)據(jù)，就可能使網(wǎng)絡(luò)崩潰由于互聯(lián)網(wǎng)所連網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和多樣性，因而很難保證所有節(jié)點都能可靠地發(fā)送數(shù)據(jù)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 無連接的互聯(lián)網(wǎng)解決方案與交通圖中送信過程的第二種方式類似，它在源端和目標(biāo)端之間不建立一條邏輯通路，而送到網(wǎng)絡(luò)中的每個分組帶有完整的目標(biāo)主機地址，收到分組的節(jié)點(主要是路由器)根據(jù)目標(biāo)地址和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況(如通信量等)，選擇一條合適的線路把分組發(fā)送到接近目標(biāo)端的下一個節(jié)點，通過多個節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)，最終把分組送達目標(biāo)節(jié)點。

使用這種方式時，由源端順序送出的各分組，由于每個分組在網(wǎng)絡(luò)中可能經(jīng)過不同的路徑到達目標(biāo)端，所以先發(fā)出的分組不一定就先到達目標(biāo)端，另外，也不能保證每個分組都能可靠地到達目標(biāo)端第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 無連接方式的優(yōu)點是顯而易見的，源端和目標(biāo)端之間的通信可以通過多條通路進行，而不依賴于某一條通路，因此可靠性和通信效率高另外，這種方式實現(xiàn)起來也比較簡單，適合于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，因此被很多網(wǎng)絡(luò)廠商所使用Internet使用的就是這種無連接的方式，由IP協(xié)議來實現(xiàn)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.1.2??IP互聯(lián)網(wǎng)原理?利用信息隱蔽原理，在互聯(lián)網(wǎng)中把不同網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)細節(jié)通過IP層隱藏起來，達到在網(wǎng)絡(luò)層邏輯上一致的目的，如圖2-3所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-3??IP對不同數(shù)據(jù)幀的統(tǒng)一?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.1.3??IP協(xié)議的地位與IP互聯(lián)網(wǎng)的特點互聯(lián)網(wǎng)上的所有數(shù)據(jù)報都要經(jīng)過IP協(xié)議進行傳輸，它是通信網(wǎng)絡(luò)與高層協(xié)議的分界，如圖2-4所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-4??IP協(xié)議在TCP/IP協(xié)議族中的地位?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 使用IP協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)具有以下重要特點：(1)??IP協(xié)議是一種無連接(Connectionless)不可靠(Unreliable)的數(shù)據(jù)報傳輸協(xié)議。

?(2)?IP互聯(lián)網(wǎng)中的計算機沒有主次之分，所有主機地位平等(因為惟一標(biāo)識它們的是IP地址)，當(dāng)然從邏輯上來說，所有網(wǎng)絡(luò)(不管規(guī)模大小)也沒有主次之分3)?IP互聯(lián)網(wǎng)沒有確定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就像圖2-2所示的那樣第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (4)?在IP互聯(lián)網(wǎng)中的任何一臺主機，都至少有一個獨一無二的IP地址，有多個網(wǎng)絡(luò)接口卡的計算機每個接口可以有一個IP地址，這樣一臺主機可能就有多個IP地址有多個IP地址的主機叫多宿主機(Multi-home?Host)5)?在互聯(lián)網(wǎng)中有IP地址的設(shè)備不一定就是一臺計算機，如IP路由器、網(wǎng)關(guān)等，因為與互聯(lián)網(wǎng)有獨立連接的設(shè)備都要有IP地址第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.2 IP地址2.2.1??IP地址的結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)是由很多網(wǎng)絡(luò)連接而成的，互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)報有些是在本網(wǎng)內(nèi)主機之間傳輸?shù)?，有些是要送到互?lián)網(wǎng)中其他網(wǎng)絡(luò)中的主機中去的，因此，IP地址不但要標(biāo)識在本網(wǎng)內(nèi)的主機號，還要標(biāo)識在互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)號，如圖2-5所示?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-5??IP地址結(jié)構(gòu)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.2.2??IP地址的表示格式Internet現(xiàn)在使用的IP協(xié)議是IPv4(第四版)，它使用32位二進制數(shù)(即4個字節(jié))表示一個IP地址，在進行程序設(shè)計時一般用長整型。

用二進制數(shù)表示IP地址適合于機器使用，但對用戶來說難寫，難記，易出錯，因此人們常把IP地址按字節(jié)分成4個部分，并把每一部分寫成等價的十進制數(shù)，數(shù)之間用“.”分隔，這就是人們最常用的“點分十進制”表示法IP地址的各種表示法如表2-1所示?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-1??IP地址的不同表示法第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表中后三種地址表示方法只是為了人們書寫方便而使用的，計算機內(nèi)部使用IP地址時都要將其轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)IP地址用32位二進制數(shù)表示，從數(shù)學(xué)上計算，應(yīng)該一共有4?294?967?296個IP地址在點分十進制數(shù)表示法中，每個位組用0～255之間的一個十進制數(shù)表示，因此最小的IP地址值為0.0.0.0，最大的地址值為255.255.255.255然而由于有相當(dāng)一部分IP地址有特殊用途，因而實際主機可用的IP地址要比這個范圍小很多?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.2.3??IP地址的分類根據(jù)前面學(xué)過的內(nèi)容可知，IP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩部分組成在Internet發(fā)展的初期，人們用IP地址的前8位來定義所在的網(wǎng)絡(luò)，后24位用來定義該主機在當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)中的地址這樣互聯(lián)網(wǎng)中最多只能有255(應(yīng)該有256個，但全1的IP地址用于廣播)個網(wǎng)絡(luò)。

后來由于這種方案可以表示的網(wǎng)絡(luò)數(shù)太少，而每個網(wǎng)絡(luò)中可以連入的主機又非常多，于是人們設(shè)計了一種新的編碼方案，該方案中用IP地址高位字節(jié)的若干位來表示不同類型的網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)大型、中型、小型網(wǎng)絡(luò)對IP地址的需求這種IP地址分類法把IP地址分為A、B、C、D和E共五類，用IP地址的高位來區(qū)分，如圖2-6所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-6??IP地址的分類?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 這五類IP地址的特點見表2-2表2-2??各類IP地址的特點第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.2.4??一些有特殊用途的IP地址IP地址用來標(biāo)識互聯(lián)網(wǎng)中的主機，但少數(shù)IP地址有特殊用途，不能分配給主機，這些IP地址共有如下六種(以下用Netid表示網(wǎng)絡(luò)號，用Hostid表示主機號)1．網(wǎng)絡(luò)地址(Netid=特定網(wǎng)絡(luò)號，Hostid=0)在互聯(lián)網(wǎng)中經(jīng)常要使用某個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址在IP地址編碼方案中，網(wǎng)絡(luò)地址由一個有效的網(wǎng)絡(luò)號和全“0”的主機地址組成 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2．直接廣播地址(Netid=特定網(wǎng)絡(luò)號，Hostid=全1)當(dāng)IP地址由一個有效的網(wǎng)絡(luò)號和全“1”的主機地址組成時，這樣的IP地址用于廣播通信，即同時向指定網(wǎng)絡(luò)中的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)報，叫直接廣播(Directed?Broadcast)，具有這種特點的IP地址叫直接廣播地址。

3．有限廣播地址(Netid=全1，Hostid=全1)有限廣播(Limited?Broadcast)地址也稱為本網(wǎng)廣播地址如果IP地址的32位二進制數(shù)全為“1”，則這樣的地址用于對本網(wǎng)廣播通信也就是說，如果一臺主機發(fā)送的數(shù)據(jù)報，其目標(biāo)IP地址為255.255.255.255，則該數(shù)據(jù)報被送到本網(wǎng)中的每一臺主機第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 4．本網(wǎng)特定主機地址(Netid=全0，Hostid=特定主機號)在本網(wǎng)內(nèi)部主機之間通信時，可以用網(wǎng)絡(luò)地址全為“0”的IP地址這包括兩種情況：一是可能主機想進行本網(wǎng)內(nèi)主機之間的通信，但又不知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址；二是為了簡單起見，在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信時只給出目標(biāo)主機的主機號?5. 回送地址(Netid=127，Hostid=任意值)A類地址中，網(wǎng)絡(luò)地址為127的地址是一個保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試或本機進程間通信發(fā)送到這種地址的數(shù)據(jù)報不輸出到線路上，而是立即被返回，又當(dāng)作輸入數(shù)據(jù)報在本機內(nèi)部進行處理，所以將這種地址稱為回送(Look?Back)地址在任何網(wǎng)絡(luò)上不可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址為127的數(shù)據(jù)報在傳輸，它一般只用來對本機協(xié)議的正確性進行測試第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 6. 本網(wǎng)絡(luò)本主機(Netid=全0，Hostid=全0)全“0”的IP地址表示本網(wǎng)絡(luò)上的本主機。

這些地址范圍是：A類地址：10.0.0.1～10.255.255.254；B類地址：172.13.0.1～172.32.255.254；C類地址：192.168.0.1～192.168.255.254第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.2.5??子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼?1. 子網(wǎng)與子網(wǎng)地址IP地址最初使用兩層地址結(jié)構(gòu)(包括網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址)，在這種結(jié)構(gòu)中A類和B類網(wǎng)絡(luò)所能容納的主機數(shù)非常龐大，但使用C類IP地址的網(wǎng)絡(luò)只能接入254臺主機，見表2-2因此，人們提出了三層結(jié)構(gòu)的IP地址，把每個網(wǎng)絡(luò)可以進一步劃分成若干個子網(wǎng)(Subnet)，子網(wǎng)內(nèi)主機的IP地址由三部分組成，如圖2-7所示，把兩級IP地址結(jié)構(gòu)中的主機地址分割成子網(wǎng)地址和主機地址兩部分?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-7??子網(wǎng)IP地址結(jié)構(gòu)?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2．子網(wǎng)掩碼對于劃分了子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)地址是由兩級地址結(jié)構(gòu)中主機地址的若干位組成的，具體子網(wǎng)所占位數(shù)的多少，要根據(jù)子網(wǎng)的規(guī)模來決定如果一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的子網(wǎng)數(shù)較少，而子網(wǎng)內(nèi)主機數(shù)較多，就應(yīng)該把兩級地址結(jié)構(gòu)中主機地址的大部分位分配給子網(wǎng)內(nèi)的主機，少量位用來表示子網(wǎng)號那么，究竟在一個IP地址中哪些位用來表示網(wǎng)絡(luò)號，哪些位用來表示子網(wǎng)號，以及哪些位用來表示主機號呢，這就要使用子網(wǎng)掩碼(Subnet?Mask)來標(biāo)識。

第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 子網(wǎng)掩碼用32位二進制數(shù)表示，常用點分十進制數(shù)格式來書寫，掩碼中用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號的位置為1，主機位為0舉例來說，一個C類地址取主機號的兩位為子網(wǎng)號，則掩碼為11111111.11111111.11111111.11000000(255.255.255.192)，子網(wǎng)可以產(chǎn)生64個可能的主機地址，但實際上只有62個地址是可用的，另外兩個地址，一個用于識別子網(wǎng)自身，另一個用于子網(wǎng)的廣播，因此得到子網(wǎng)內(nèi)最大可用的主機數(shù)時總要減去2如兩位的子網(wǎng)號數(shù)學(xué)上的組合為00、01、10和11共四種，第一種和最后一種組合有特殊用處，只剩下01和10可用于識別子網(wǎng)，得到兩個可用的子網(wǎng)地址第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 3. 子網(wǎng)劃分實例如果用戶申請到一個C類網(wǎng)絡(luò)地址193.168.125.0，需要在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)劃分出6個子網(wǎng)，那么至少需要用8位主機地址中的3位來表示子網(wǎng)號，用圖2-8表示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-8??子網(wǎng)IP地址位數(shù)分配第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 這樣可用的子網(wǎng)地址是001、010、011、100、101和110(注意000和111除外)主機地址中剩下的5位用于識別主機，共有32個主機號，可用的主機號有30個，也就是說每個子網(wǎng)最多有30臺主機，則：子網(wǎng)掩碼：11111111.11111111.11111111.111000001號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.00100000(193.168.125.32)，主機號為33～622號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.01000000(193.168.125.64)，主機號為65～94第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 3號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.01100000(193.168.125.96)，主機號為97～1264號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.10000000(193.168.125.128)， 主機號為129～1585號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.10100000(193.168.125.160)， 主機號為161～1906號子網(wǎng)地址：11000001.10101000.01111101.11000000(193.168.125.192)， 主機號為193～222第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.3 IP數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式 IP數(shù)據(jù)報的格式如圖2-9所示。

第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-9??IP數(shù)據(jù)報格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.3.1??IP數(shù)據(jù)報各字段的功能IP數(shù)據(jù)報中的每一個域包含了IP報文所攜帶的一些信息，正是用這些信息來完成IP協(xié)議功能的，現(xiàn)說明如下1．版本號?2．頭長度3．服務(wù)類型(TOS，Type Of Service)??服務(wù)類型用8位二進制數(shù)表示，規(guī)定對本數(shù)據(jù)報的處理方式服務(wù)類型字段的8位分成了5個子域，如圖2-10所示1) 優(yōu)先權(quán)：占0～2位，這3位二進制數(shù)表示的數(shù)據(jù)范圍為000～111(0～7) ??第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-10??服務(wù)類型子域結(jié)構(gòu)?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (2)?短延遲位D(Delay)：該位被置1時，數(shù)據(jù)報請求以短延時信道傳輸，0表示正常延時3)?高吞吐量位T(Throughput)：該位被置1時，數(shù)據(jù)報請求以高吞吐量信道傳輸，0表示普通4)?高可靠性位R(Reliability)：該位被置1時，數(shù)據(jù)報請求以高可靠性信道傳輸，0表示普通5)?保留位：第6和第7位，目前未用，但需置0應(yīng)注意在有些實現(xiàn)中，可以使用第6位表示低成本對不同應(yīng)用，TOS的建議數(shù)據(jù)值列于表2-3中第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-3??TOS建議使用數(shù)值?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 4．總長度總長度用16位二進制數(shù)表示，總長度字段是指整個IP數(shù)據(jù)報的長度，以字節(jié)為單位。

?5．生存時間(TTL，Time To Live)生存時間用8位二進制數(shù)表示，它指定了數(shù)據(jù)報可以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖铋L時間在實際應(yīng)用中為了簡化處理過程，把生存時間字段設(shè)置成了數(shù)據(jù)報可以經(jīng)過的最大路由器數(shù)TTL的初始值由源主機設(shè)置(通常為32、64、128或者256)，一旦經(jīng)過一個處理它的路由器，它的值就減去1當(dāng)該字段的值減為0時，數(shù)據(jù)報就被丟棄，并發(fā)送ICMP報文(2.4節(jié)介紹)通知源主機，這樣可以防止進入一個循環(huán)回路時，數(shù)據(jù)報無休止地傳輸第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 6．上層協(xié)議標(biāo)識上層協(xié)議標(biāo)識用8位二進制數(shù)表示，從圖2-4可知，IP協(xié)議可以承載多種上層協(xié)議，目標(biāo)端根據(jù)協(xié)議標(biāo)識，就可以把收到的IP數(shù)據(jù)報送至TCP或UDP等處理此報文的上層協(xié)議表2-4給出了常用的網(wǎng)際協(xié)議編號第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-4??常用網(wǎng)際協(xié)議編號第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 7．校驗和校驗和用16位二進制數(shù)表示，這個域用于協(xié)議頭數(shù)據(jù)有效性的校驗，可以保證IP報頭區(qū)在傳輸時的正確性和完整性8．源地址源地址是用32位二進制數(shù)表示的發(fā)送端IP地址9．目的地址目的地址是用32位二進制數(shù)表示的目的端IP地址第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.3.2??IP數(shù)據(jù)報分片與重組1. 最大傳輸單元MTU表2-5列出了幾種常用網(wǎng)絡(luò)的MTU值。

第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-5??幾種常用網(wǎng)絡(luò)的MTU值第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.?分片?如圖2-11所示的一個IP數(shù)據(jù)報(假設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)長度為1500字節(jié))被分成了三個IP數(shù)據(jù)報第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-11??IP數(shù)據(jù)報的分片過程?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 分片后的IP數(shù)據(jù)報，其數(shù)據(jù)區(qū)(如圖2-11所示)是原IP數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)區(qū)的一個連續(xù)部分(一段)，頭部是原IP數(shù)據(jù)報頭部的復(fù)制，但與原來未分片的IP數(shù)據(jù)報頭部有兩點主要不同：標(biāo)志和片偏移Do?not?fragment?(1)?標(biāo)志：在IP數(shù)據(jù)報的頭部，有一個叫標(biāo)志的字段，用3位二進制數(shù)表示，如圖2-12所示圖2-12??IP數(shù)據(jù)報頭標(biāo)志位?more?fragment?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (2)?片偏移：在圖2-11中，IP數(shù)據(jù)報被分成3片之后，各片數(shù)據(jù)區(qū)在原來IP數(shù)據(jù)區(qū)中的位置用13位片偏移表示0,75,150)3．重組當(dāng)分了片的IP數(shù)據(jù)報被傳輸?shù)阶罱K目標(biāo)主機時，目標(biāo)主機要對收到的各分片重新進行組裝，以恢復(fù)成源主機發(fā)送時的IP數(shù)據(jù)報，這個過程叫IP數(shù)據(jù)報的重組在IP數(shù)據(jù)報頭部中，標(biāo)識用16位二進制數(shù)表示，它惟一地標(biāo)識主機發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)報。

目標(biāo)端主機重組數(shù)據(jù)報的原理是：根據(jù)標(biāo)識可以確定收到的分片屬于原來哪個IP數(shù)據(jù)報；根據(jù)標(biāo)志字段的片未完MF子字段可以確定分片是不是最后一個分片；根據(jù)偏移量就可以確定分片在原數(shù)據(jù)報中的位置第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.3.3??IP數(shù)據(jù)報選項IP數(shù)據(jù)報選項主要有兩大功能：一是可以用來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)報傳輸過程的控制，如規(guī)定數(shù)據(jù)報要經(jīng)過的路由；二是進行網(wǎng)絡(luò)測試，如一個數(shù)據(jù)報傳輸過程中經(jīng)過了哪些路由器IP選項域共分為四大類，如表2-6所示?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-6??IP數(shù)據(jù)報選項第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 IP數(shù)據(jù)報選項由三個部分組成：選項碼、選項長度和選項數(shù)據(jù)，如圖2-13所示?圖2-13??IP數(shù)據(jù)報頭標(biāo)志位第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (1)?復(fù)制：占1位，用來控制一個帶有選項的IP數(shù)據(jù)報被分片后對選項的處理方式如果該位被置1，將選項復(fù)制到所有分片中；被置0，將選項僅復(fù)制到第一個分片中2)?選項類和選項號：選項類占2位，選項號占5位，用于確定該選項是哪類選項中的哪個選項，其實就是用于確定該選項的功能，可參見表2-6?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 1．源路由選擇所謂源路由選擇(Source Routing)，是指IP數(shù)據(jù)報在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸時，所經(jīng)過的路由是由發(fā)出IP數(shù)據(jù)報的源主機指定的，以區(qū)別于數(shù)據(jù)報在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸時由路由器的IP層自動尋徑所得到的路由。

通過設(shè)置源路由選擇選項，可以測試網(wǎng)絡(luò)中指定路由的連通性，以使數(shù)據(jù)報繞開出錯的網(wǎng)絡(luò)，也可用于測試特定網(wǎng)絡(luò)的吞吐量源路由選擇分為兩類，一類是嚴(yán)格源路由選擇(Strict?Source?Routing)，另一類是寬松源路由選擇(Loose?Source?Routing)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (1)?嚴(yán)格源路由選擇嚴(yán)格源路由選擇選項格式如圖2-14所示?(2)?寬松源路由選擇?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-14??IP數(shù)據(jù)報頭中嚴(yán)格源路由選擇選項格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2．記錄路由?3．記錄時間戳?xí)r間戳選項的格式與源路由選擇選項類似，如圖2-15所示?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-15??IP數(shù)據(jù)報頭中時間戳選項格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 時間戳選項的選項碼為0x44選項長度表示選項的總長度(一般為36或40)，指針指向下一個可用空間的指針(值為5、9、13等)接下來的兩個字段各占4位：溢出字段OF(Over?Flow)表示因時間戳選項數(shù)據(jù)區(qū)空間不夠而未能記錄下來的時間戳個數(shù)；標(biāo)志字段FL用于控制時間戳選項的格式，其值的含義如表2-7所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-7??時間戳選項標(biāo)志字段含義第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 時間戳選項提供了IP數(shù)據(jù)報傳輸中的時域參數(shù)，可用于分析網(wǎng)絡(luò)吞吐量、擁塞情況和負(fù)載情況等。

在ping網(wǎng)絡(luò)命令中提供了對嚴(yán)格源路由選擇、寬松源路由選擇和記錄時間戳的支持，讀者可以使用ping的幫助信息來查看這些參數(shù)使用ping命令的這些功能，可以幫助讀者理解IP數(shù)據(jù)報頭選項最后要說明，并非所有的主機和路由器都支持這些選項另外，如果一個選項字段不是以32位二進制數(shù)為界限的，則要在最后插入值為0的填充字符這樣就保證了IP頭部始終是32位二進制的整數(shù)倍，這是因為頭部長度是以32位二進制數(shù)為計數(shù)單位的?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.4 Internet控制報文協(xié)議(ICMP)2.4.1??ICMP報文的封裝與格式1．ICMP報文的封裝ICMP報文和其他協(xié)議的報文一樣，也是由ICMP報文頭區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成的ICMP報文是封裝在IP數(shù)據(jù)報中通過鏈路層在網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸?shù)?，如圖2-16所示 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-16??ICMP報文及封裝?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2．ICMP報文的格式ICMP報文的格式如圖2-17所示，其中報文頭分為三部分：類型、代碼和校驗和?圖2-17??ICMP報文的格式?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 類型字段占一個字節(jié)，每個取值描述特定類型的ICMP報文，如表2-8所示。

?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-8??ICMP報文類型第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-8??ICMP報文類型第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-8??ICMP報文類型第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-8??ICMP報文類型第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.4.2??ICMP差錯報文1．ICMP差錯報文的特點報告IP數(shù)據(jù)報在傳輸中的差錯是ICMP報文最基本的功能，ICMP差錯報文有如下特點：(1)??ICMP差錯報文都是由路由器發(fā)送到源主機的，因為IP數(shù)據(jù)報中含有源主機的IP地址，報告給源主機是最可行的方案，另外，發(fā)出IP數(shù)據(jù)報的源主機最需要知道數(shù)據(jù)是否到達目標(biāo)主機2)??ICMP差錯報文只提供IP數(shù)據(jù)報在傳輸過程中的差錯報告，并不規(guī)定對各類差錯應(yīng)采取什么樣的處理措施具體對差錯的處理，由收到ICMP差錯報文的源主機將相應(yīng)的差錯與應(yīng)用程序聯(lián)系起來才能進行相應(yīng)的差錯處理?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (3)?ICMP差錯報文不享受任何優(yōu)先權(quán)，也沒有特別的可靠性保證措施，與普通的IP數(shù)據(jù)報一樣進行傳輸，傳輸過程中可能被丟失、損壞，甚至被拋棄???????(4)?ICMP差錯報文是伴隨著拋棄出錯的IP數(shù)據(jù)報而產(chǎn)生的。

5)?當(dāng)路由器發(fā)送一份ICMP差錯報文時，ICMP報文數(shù)據(jù)區(qū)始終包含產(chǎn)生ICMP差錯報文的IP數(shù)據(jù)報的頭部和其數(shù)據(jù)區(qū)的前8個字節(jié)(64位)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (6)?在有些情況下，為了防止在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生大量的ICMP差錯報文(廣播風(fēng)暴)，影響網(wǎng)絡(luò)的正常工作，即使發(fā)生差錯，也不會產(chǎn)生ICMP差錯報文，這些情況包括：●?ICMP報文發(fā)生差錯這是為了避免差錯報文無休止產(chǎn)生而規(guī)定的(但ICMP查詢報文可能會產(chǎn)生ICMP差錯報文)●?目的地址是廣播地址或多播地址(D類地址)的IP數(shù)據(jù)報●?作為鏈路層廣播的數(shù)據(jù)報●?不是IP分片的第一片●?源地址不是單個主機的數(shù)據(jù)報這就是說，源地址不能為零地址、回送地址、廣播地址或多播地址第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2. 目標(biāo)不可達ICMP報文目標(biāo)不可達是指當(dāng)一個路由器檢測出一個IP數(shù)據(jù)報不能發(fā)往它的目的地時，路由器發(fā)出一個目標(biāo)不可達的ICMP差錯報文其報文格式如圖2-18所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-18??目標(biāo)不可達ICMP報文?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 3. IP數(shù)據(jù)報超時ICMP報文4. 參數(shù)錯誤ICMP報文如圖2-19所示 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-19??IP數(shù)據(jù)報報頭錯誤ICMP報文格式?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.4.3??ICMP控制報文1．擁塞控制與源站抑制報文當(dāng)一個路由器接收IP數(shù)據(jù)報的速度比其處理IP數(shù)據(jù)報的速度快，或一個路由器傳入數(shù)據(jù)報的速率大于傳出數(shù)據(jù)報的速率時，就會產(chǎn)生擁塞(Congestion)現(xiàn)象。

這時路由器可以通過發(fā)送源站抑制(Source?Quench)報文來抑制源主機發(fā)送IP數(shù)據(jù)報的速率，避免可能產(chǎn)生的差錯第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 源站抑制報文的格式與圖2-18所示的不可達ICMP報文格式完全一樣其類型字段為4，代碼字段只能為0源站抑制技術(shù)進行擁塞控制的方法如下：(1)?當(dāng)路由器發(fā)生擁塞時，便發(fā)出ICMP源站抑制報文擁塞的判別可以用三種方法：一是檢查路由器緩存區(qū)是否已滿；二是給緩存區(qū)輸出隊列設(shè)置一個閾值，判斷隊列中數(shù)據(jù)報的個數(shù)是否超過閾值；三是檢測某輸入線路的傳輸率是否過高2)?源主機收到抑制報文后，按一定的速率降低發(fā)往目標(biāo)主機的數(shù)據(jù)報傳輸率3)?如果在一定的時間間隔內(nèi)源主機沒有收到抑制報文，便認(rèn)為擁塞已解除，源主機可以逐漸恢復(fù)到原來數(shù)據(jù)報的流量?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2. 路由控制與重定向報文在圖2-20所示的例子中，假如源主機要向目標(biāo)主機發(fā)送IP數(shù)據(jù)報，源主機的默認(rèn)路由是路由器1，則源主機先把IP數(shù)據(jù)報送到路由器1，再由路由器1進行路由選擇路由器1經(jīng)過選路后，把IP數(shù)據(jù)報送到路由器2，同時路由器1也發(fā)現(xiàn)源主機要發(fā)送到目標(biāo)主機的IP數(shù)據(jù)報以后可以直接發(fā)送到路由器2(因為路由器1和路由器2同在一個網(wǎng)絡(luò)中)，則路由器1向源主機發(fā)送一個ICMP重定向報文，告訴它可以直接把IP數(shù)據(jù)報送到路由器2。

這樣，就使源主機始終保持著一個動態(tài)的、既小且優(yōu)的路徑表第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-20??ICMP重定向例子第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ICMP重定向報文的格式如圖2-21所示，它的類型字段為5，代碼字段為0～3，見表2-8路由器IP地址為源主機向目標(biāo)主機發(fā)送IP數(shù)據(jù)報時的優(yōu)化路由第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-21??ICMP重定向報文格式?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.4.4??ICMP請求與應(yīng)答報文1. 回送請求與應(yīng)答報文回送請求報文由源主機發(fā)出，目標(biāo)主機應(yīng)答，用于測試另一臺主機或路由器是否可達其報文格式如圖2-22所示?Ping?command????to?test?its?reachability第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-22??回送請求與應(yīng)答ICMP報文格式?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2. 地址掩碼請求與應(yīng)答報文 4bytes address mask type =17, type-reply=183．時間戳請求與應(yīng)答報文時間戳請求與應(yīng)答的報文格式如圖2-23所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-23??ICMP時間戳請求與應(yīng)答報文格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.5 地址解析TCP/IP協(xié)議族專門設(shè)計了用于地址解析的協(xié)議ARP(Address?Resolution?Protocol)，它可以把一個IP地址映射成對應(yīng)的物理地址。

另外，對于無法保存IP地址的主機(如無盤工作站)，TCP/IP協(xié)議族中也提供了從 物 理 地 址 到 IP地 址 映 射 的 反 向 地 址 解 析 協(xié) 議RARP(Reverse?Address?Resolution?Protocol)，如圖2-24所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-24??ARP和RARP第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.5.1??ARP協(xié)議1．ARP報文格式在常用的以太網(wǎng)中，ARP報文被封裝成如圖2-25所示的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，然后以廣播方式發(fā)送到物理網(wǎng)絡(luò)ARP報文格式如圖2-26所示第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-25??ARP報文的以太網(wǎng)封裝格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-26??ARP報文格式第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (1)?硬件類型硬件類型字段占2個字節(jié)，表示發(fā)送者硬件地址的類型它的值為1即表示以太網(wǎng)地址2)?協(xié)議類型協(xié)議類型字段占2個字節(jié)，表示發(fā)送方要映射的協(xié)議地址類型，該字段的常用值如表2-9所示?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-9??協(xié)議類型字段常用值(即以太網(wǎng)協(xié)議類型字段)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (3)?硬件地址長度和協(xié)議地址長度?????????????Request?6????reply??4(4)?操作代碼。

ARP??1?2???????3?4?(rarp)(5)?發(fā)送方硬件地址和發(fā)送方協(xié)議地址6)?目標(biāo)方硬件地址和目標(biāo)方協(xié)議地址2．ARP工作原理 (IP ADDRESS AND PHYSICAL ADDRESS)3．ARP高速緩存?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 在網(wǎng)絡(luò)中，每臺主機上都有一個ARP高速緩存，這個高速緩存存放了最近IP地址到硬件地址之間的映射記錄高速緩存區(qū)中表項建立的方法是：(1) 請求主機收到ARP應(yīng)答后，主機就把獲得的IP地址與物理地址的映射關(guān)系存入ARP表中2) 由于ARP請求報文是廣播發(fā)送的，所有收到ARP請求報文的主機都可以把其中發(fā)送方的物理地址和IP地址映射存入自己的高速緩存中，以備將來使用3) 網(wǎng)絡(luò)中的主機在啟動時，可以主動廣播自己的IP地址和物理地址的映射關(guān)系，以免其他主機對它提出ARP請求(這也使一臺主機在啟動時，就可以知道自己的IP地址與網(wǎng)絡(luò)中其他主機的IP地址有沒有沖突) 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.5.2??RARP協(xié)議???在對主機進行配置時，IP地址一般保存在本機的磁盤上，因此，系統(tǒng)引導(dǎo)時從磁盤上的配置文件中讀取本機的IP地址。

但是對互聯(lián)網(wǎng)中的無盤工作站或X終端等無法在本機保存IP地址的主機，又該如何獲得IP地址呢？設(shè)計RARP就是為了解決這個問題在互聯(lián)網(wǎng)中，一臺主機的標(biāo)識是IP地址；在一個局域網(wǎng)中，主機的標(biāo)識是硬件地址，它保存在網(wǎng)絡(luò)接口卡中，可以惟一標(biāo)識一個網(wǎng)絡(luò)中的一臺主機無盤工作站在啟動時，利用從網(wǎng)絡(luò)接口卡上讀取的硬件地址做標(biāo)識，發(fā)送一個RARP請求報文，它和RAP正好相反，是用來獲取主機的IP地址的?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ???????????主服務(wù)器，備份服務(wù)器????????????RARP報文的格式與ARP報文格式基本一致(見圖2-26)它們之間主要的差別是RARP請求或應(yīng)答的幀類型代碼為0x8035，見表2-9，而且RARP請求的操作代碼為3，應(yīng)答操作代碼為4第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.6 IP數(shù)據(jù)報的路由選擇2.6.1??路由表圖2-27是由6個路由器互聯(lián)的5個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)在圖中用一條粗線表示，下面標(biāo)有網(wǎng)絡(luò)地址每個路由器在端口處標(biāo)有其IP地址，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)10.0.0.0中的主機1要發(fā)送數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)50.0.0.0中的主機2，它們之間有多條路徑相連第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 圖2-27??由6個路由器互聯(lián)的5個網(wǎng)絡(luò)?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層進行路由選擇的依據(jù)是保存在路由器中的路由表。

設(shè)路由器1和路由器5的路由表如表2-10所示(為節(jié)省篇幅，其他路由器的路由表未列出)第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 表2-10??路由器1和路由器5的路由表第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 路由表保存了通過該路由器可能到達的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)以及如何到達該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的信息?路由表的目標(biāo)地址主要是目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址，但也可以包含兩種特殊的路由表項一種是默認(rèn)路由，它可以進一步簡化路由表，當(dāng)路由表中沒有表項能與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相匹配時，就把數(shù)據(jù)報發(fā)送到默認(rèn)路由?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.6.2??路由選擇算法路由選擇算法(Routing?Algorithm)工作在網(wǎng)絡(luò)層，它負(fù)責(zé)確定對所收到的IP數(shù)據(jù)報應(yīng)通過哪條傳輸線傳出(轉(zhuǎn)發(fā))下面給出路由選擇的一般算法：(1)?路由器從收到的IP數(shù)據(jù)報中取出目標(biāo)IP地址2)?搜索路由表，尋找能與目的IP地址完全匹配的表目(網(wǎng)絡(luò)號和主機號都要匹配)如果找到，則把報文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口，路由選擇過程結(jié)束；如果找不到，則執(zhí)行下一步第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 (3)?搜索路由表，把目標(biāo)IP地址與子網(wǎng)掩碼逐位求“與”后，尋找能與目的網(wǎng)絡(luò)號相匹配的表目如果找到，則把報文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口，路由選擇過程結(jié)束；如果找不到，則執(zhí)行下一步。

???(4)?搜索路由表，尋找標(biāo)為“默認(rèn)(Default)”的表目如果找到，則把報文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器；如果找不到，則本次選路失敗，發(fā)送一個“目標(biāo)不可達”的ICMP報文給源主機第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 2.6.3??路由表的建立與刷新1. 靜態(tài)路由靜態(tài)路由是由互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和連接方式人工建立的靜態(tài)路由的優(yōu)點是可以使網(wǎng)絡(luò)更安全，因為只有一條流進和流出網(wǎng)絡(luò)的路徑(除非定義多條靜態(tài)路由)另一個優(yōu)點是靜態(tài)路由配置簡單，系統(tǒng)開銷少，因為它不使用路由器上的CPU來計算路由，需要很少的存儲器就可以保存靜態(tài)路由2．動態(tài)路由動態(tài)路由指互聯(lián)網(wǎng)中的路由器可以通過自身的學(xué)習(xí)，自動修改和刷新路由表 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 路由守護程序選擇最佳路由是根據(jù)一定的選路策略(Routing?Policy)來進行的?動態(tài)路由的刷新要通過執(zhí)行路由選擇協(xié)議來實現(xiàn)，在互聯(lián)網(wǎng)中，目前采用了許多不同的選路協(xié)議2.6.4??路由選擇協(xié)議1. 距離-向量路由算法和路由信息協(xié)議RIP距離-向量算法有時也稱為Bellman-Ford算法，該算法的基本思想是路由器會周期性地把自己的路由表拷貝傳送給與其直接相連網(wǎng)絡(luò)的各個路由器。

??第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 距離-向量算法的具體內(nèi)容可描述如下：(1)?在初始啟動路由器時，各路由器的路由表只包含了與本路由器直接相連網(wǎng)絡(luò)的路由，因為各路由器還不知道去其他網(wǎng)絡(luò)的信息，并把距離設(shè)為0(與本路由器直接相連)2)?各路由器周期性地向相鄰的路由器廣播自己的路由表信息，收到廣播路由信息的其他路由器根據(jù)這些信息對自己的路由表進行刷新如果路由器A收到了發(fā)自路由器B的路由信息(以下用A和B表示)，則路由器A路由表的刷新可以分為以下幾種情況：?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ●?添加表項?????目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)??NEXT?ROUTER?距離●?修改表項?●?刪除表項距離-向量路由選擇算法在網(wǎng)絡(luò)中的具體使用是通過RIP協(xié)議來實現(xiàn)的，該協(xié)議規(guī)定了路由器之間廣播發(fā)送路由信息(報文)的時間間隔(一般為30秒)、信息格式、錯誤處理等內(nèi)容??(180s)距離-向量路由算法的優(yōu)點是算法簡單，易于實現(xiàn)；缺點是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失敗或發(fā)生其他變化時，路由器需要較長的時間才能收斂到對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼_認(rèn)識???第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ??RIP協(xié)議要求路由器每隔30秒無向地廣播其路由表，在具有許多節(jié)點的大型網(wǎng)絡(luò)中，這會消耗掉相當(dāng)數(shù)量的帶寬；它采用先入為主的原則，缺乏負(fù)載均衡的能力；最大距離規(guī)定為15，等于或超過16的距離視為不可達路由，限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；路由度量值以跳數(shù)代替，并且默認(rèn)跳數(shù)使用1(相鄰路由之間)，沒有考慮其他因素。

2．鏈路-狀態(tài)路由算法和開放式最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議鏈路-狀態(tài)路由算法也叫最短路徑優(yōu)先算法，它的基本思想是每個路由器主動測試與其相連鏈路的狀態(tài)，并將這些信息發(fā)送給其他相鄰的路由器，這樣利用擴散，每個路由器可以告訴它所在區(qū)域的其他路由器與它相鄰的路由器及其開銷，每個路由器接收這些鏈路狀態(tài)信息并保存在一個數(shù)據(jù)庫中第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 開放式最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議是基于鏈路-狀態(tài)路由算法的，它的收斂速度比距離-向量協(xié)議更快，也就是說，在路由發(fā)生變化后(如路由器關(guān)閉或鏈路出故障)，它可以較快穩(wěn)定下來它還可以根據(jù)吞吐率、往返時間、可靠性或其他性能來生成路由另外，當(dāng)同一個目的地址存在著多個相同費用的路由時，OSPF在這些路由上可以平均分配流量(流量平衡)綜上所述，OSPF是一個真正意義上的動態(tài)路由協(xié)議，現(xiàn)在，由于大部分廠商提供的路由器支持OSPF協(xié)議，因此使用OSPF的網(wǎng)絡(luò)越來越多第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 習(xí)題習(xí)題 1．簡述IP協(xié)議在整個TCP/IP協(xié)議族中的作用和地位2．試述IP地址的結(jié)構(gòu)、格式和分類3．IP協(xié)議報文有哪些主要字段？4．IP數(shù)據(jù)報是如何從一臺主機傳輸?shù)较嗑嗌踹h的另一臺主機上的？5．在網(wǎng)上查找并閱讀RFC?791。

6．在連入Internet的一臺主機上，實驗下列網(wǎng)絡(luò)命令的用法和功能，并總結(jié)該網(wǎng)絡(luò)命令分別與哪些協(xié)議有關(guān)，可以修改協(xié)議中的哪些字段值1)??ping?(2)??arp?(3)??route第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ?使網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備能進行數(shù)據(jù)通信而預(yù)先制定一整套通信雙方相互了解和共同遵守的格式和約定?OSI/RM的七層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、表示層、對話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層?TCP/IP四層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層、網(wǎng)絡(luò)接口層???TCP/IP的重要協(xié)議：ICMP、ARP/RARP、UDP、FTP、HTTP、SMTP等???TCP/IP協(xié)議(TransferControlnProtocol/InternetProtocol)叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)???TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)中使用的基本的通信協(xié)議雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協(xié)議，傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)，但TCP/IP實際上?是一組協(xié)議，它包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。

通常說?TCP/IP是Internet協(xié)議族，而不單單是TCP和IP第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 ?TCP/IP協(xié)議族中包括上百個互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，不同功能的協(xié)議分布在不同的?協(xié)議層，下面介紹幾個常用協(xié)議：Telnet(RemoteLogin)：提供遠程登錄功能，一臺計算機用戶可以登錄到遠程的另一臺計算機上，如同在遠程?主機上直接操作一樣；FTP(FileTransferProtocol)：遠程文件傳輸協(xié)議，允許用戶將遠程主機上的文件拷貝到自己的計算機上；?SMTP(SimpleMailtransferProtocol)：簡單郵政傳輸協(xié)議，用于傳輸電子郵件；UDP?(UserDatagramProtocol)：用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，它和TCP一樣位于傳輸層，和IP協(xié)議配合使用，在傳輸數(shù)據(jù)時省去包頭，但它不能提供數(shù)?據(jù)包的重傳，所以適合傳輸較短的文件物理層協(xié)議：RS-232-c數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：ppp網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：IP、ICMP、ARP/RARP傳送層協(xié)議：UDP、TCP應(yīng)用層協(xié)議：HTTP、SMTP、SNMPInternet路由協(xié)議：RIP、OSPF?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 驗證與遠程計算機的連接。

該命令只有在安裝了?TCP/IP?協(xié)議后才可以使用ping?[-t]?[-a]?[-n?count]?[-l?length]?[-f]?[-i?ttl]?[-v?tos]?[-r?count]?[-s?count]?[[-j?computer-list]?|?[-k?computer-list]]?[-w?timeout]?destination-list參數(shù)-tPing?指定的計算機直到中斷a將地址解析為計算機名第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 -n?count發(fā)送?count?指定的?ECHO?數(shù)據(jù)包數(shù)默認(rèn)值為?4l?length發(fā)送包含由?length?指定的數(shù)據(jù)量的?ECHO?數(shù)據(jù)包默認(rèn)為?32?字節(jié)；最大值是?65,527f在數(shù)據(jù)包中發(fā)送“不要分段”標(biāo)志數(shù)據(jù)包就不會被路由上的網(wǎng)關(guān)分段i?ttl將“生存時間”字段設(shè)置為?ttl?指定的值v?tos將“服務(wù)類型”字段設(shè)置為?tos?指定的值r?count在“記錄路由”字段中記錄傳出和返回數(shù)據(jù)包的路由count?可以指定最少?1?臺，最多?9?臺計算機第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 -s?count指定?count?指定的躍點數(shù)的時間戳j?computer-list利用?computer-list?指定的計算機列表路由數(shù)據(jù)包。

連續(xù)計算機可以被中間網(wǎng)關(guān)分隔（路由稀疏源）IP?允許的最大數(shù)量為?9k?computer-list利用?computer-list?指定的計算機列表路由數(shù)據(jù)包連續(xù)計算機不能被中間網(wǎng)關(guān)分隔（路由嚴(yán)格源）IP?允許的最大數(shù)量為?9w?timeout指定超時間隔，單位為毫秒destination-list指定要?ping?的遠程計算機?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 Router（路由器）處理的就是IP地址?如何知道你的機器上的IP地址和MAC地址????進入命令行方式，鍵入“IPCONFIG?/ALL”?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 Route控制網(wǎng)絡(luò)路由表該命令只有在安裝了?TCP/IP?協(xié)議后才可以使用route?[-f]?[-p]?[command?][destination]?[mask?subnetmask]?[gateway]?[metric?costmetric]]參數(shù)-f清除所有網(wǎng)關(guān)入口的路由表如果該參數(shù)與某個命令組合使用，路由表將在運行命令前清除p該參數(shù)與?add?命令一起使用時，將使路由在系統(tǒng)引導(dǎo)程序之間持久存在默認(rèn)情況下，系統(tǒng)重新啟動時不保留路由與?print?命令一起使用時，顯示已注冊的持久路由列表。

忽略其他所有總是影響相應(yīng)持久路由的命令command指定下列的一個命令命令?目的第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 print?打印路由add?添加路由delete?刪除路由change?更改現(xiàn)存路由destination指定發(fā)送?command?的計算機mask?subnetmask指定與該路由條目關(guān)聯(lián)的子網(wǎng)掩碼如果沒有指定，將使用?255.255.255.255gateway指定網(wǎng)關(guān)名為?Networks?的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫文件和名為?Hosts?的計算機名數(shù)據(jù)庫文件中均引用全部?destination?或?gateway?使用的符號名稱如果命令是?print?或?delete，目標(biāo)和網(wǎng)關(guān)還可以使用通配符，也可以省略網(wǎng)關(guān)參數(shù)metric?costmetric指派整數(shù)躍點數(shù)（從?1?到?9999）在計算最快速、最可靠和（或）最便宜的路由時使用?第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 第第2章章 IP協(xié)議協(xié)議 。