tcpip工作原理教案第03章网际协议i

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1、第3章网际协议IP本章学习目标理解IP协议的概念、作用以及在TCP/IP协议栈中的位置掌握IP数据报的格式与IP报头各个字段的定义掌握IP报头各种选项类型的作用熟悉IPv6的相关概念3.1IP数据报在IP层的分组叫数据报。IP协议接收上层协议传输过来的数据报，加入IP报头，组成一个IP数据报，并且传输该报文到达目的主机。IP数据报的一般格式IP数据报由报头和数据两个部分组成，数据报的总长度限制在65535个字节以内，其中，报头的长度为20～60字节，因不同Option的运用而不同，剩下的部分是来自上层的数据。3.2IP报头IP报

2、头是IP数据报的核心。IP报头的基本格式IP报头的长度是20～60字节，若不含有Option，则IP报头的基本长度是20字节。“Option”字段不是绝对需要的，主要用于测试与安全方面。“Padding”是位填补字段，配合Option一起使用。IP报头各个字段的内容Version：版本号指IP模块使用的IP协议的版本，字段长度是4Bits。目前IP协议有IPv4和IPv6两种版本，IPv4的VER值为4，IPv6的VER值为6。IHL：IP报头长度是IP报头的长度，该字段长度是4Bits。IHL以4个字节为计算单位。Servic

3、eType：服务类型表示数据报在网络中传输的处理方式，字段长度是8Bits，包含3位优先等级位（precedence）以及4位的服务类型参数（TOS：typeofservice）和1位保留位。TotalLength：数据报总长度指数据报的总长度，包括报头和数据，以字节为计算单位。该字段的长度是16Bits，所以最大值是216-1即65535个字节。Identification：数据报标识是由源主机指定的数据报标识码，用于将分割后的小数据报重组成原始数据报。该字段的长度是16Bits，因此可以标识65535个不同的数据报。Flag

4、s：标志分割控制标志，长度为3Bits。最高位是预留位，其值必须为0。第二位是“不分割（DF）”标志位，为0则表示可分割，为1则表示不分割；第三位是“更多分割（MF）”标志位，为0则表示这是最后一个数据报，为1则表示后面还有数据报。FragmentOffset：分割偏移表示分割后的数据报在原始数据报中的位置，以8个字节为计算单位，第一个数据报的偏移是0。TimetoLive：存活时间表示数据报在IP网络中能够存在的最长时间，字段长度是8Bits，所以TTL的最大值为28-1即255秒。Protocol：协议表示IP协议的上一层协

5、议，字段长度为8Bits。各种高层协议都有对应的Protocol值。HeaderChecksum：报头校验和报头校验和字段长度为16Bits，用于数据报传输过程中的错误检测。Padding：位填补位填补字段的长度是可变的。当IP报头的长度不是4个字节的倍数时，就利用Padding在报头最后面填入一连串的0，直到报头的长度成为4个字节的倍数。SourceAddress：源地址源地址字段长度为32Bits，表示发送数据报的主机的IP地址。DestinationAddress：目的地址目的地址字段长度为32Bits，表示接收数据报的目

6、的主机的IP地址。3.3IP选项IP选项不是必须的，但是选项在网络的测试和纠错，以及数据传输的安全防护方面有重要的作用。每个IP模块都必须具备处理选项的功能，不同种类的选项具有不同的作用，并不要求每个IP都支持所有的选项。IP选项的一般格式IP选项的格式如下图所示，包括：一个字节的代码（Code）字段，一个字节的长度（Length）字段，以及一个长度可变的数据（Data）字段。代码字段表示选项的作用、类型以及是否被复制。长度字段表示选项的总长度。数据字段表示选项的信息，例如偏移量、指针、长度、地址等数据。IP选项的类型Endof

7、OptionList（EOL）：选项结束EOL是1字节选项，用于提示这是最后一个选项，必须放在所有选项的后面。NoOperation（NOP）：无操作NOP也是1字节选项，用于选项之间的边界对正RecordRoute（RR）：记录路由用于记录数据报在Internet中传送的路由。该选项的长度是可变的，分割时不需复制，仅保留在第一个数据报中。格式如下图所示。路由记录数据字段在IP模块送出数据报之前是空的，指针字段的初值是4，指向第一个空字段。每经过一个路由器，指针值将与长度值比较。如果指针值不大于长度值，路由器就在指针指向的空字段

8、填入其出口IP地址，并将指针值加4，然后再将数据报转发出去。运用了RR选项的数据报传送过程如下。StrictSourceandRecordRoute（SSRR）：严格的源路由用于源主机预先指定数据报在Internet中传送的路由并且记录传送过程中经过的路由。该选