最新第4章--IP协议课件PPT.ppt

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1、第4章--IP协议正因为IP协议采用了尽力传输的思想，所以使得IP协议的效率非常高，实现起来也较简单。IP层通过IP地址实现了物理地址的统一；通过IP数据报实现了物理数据帧的统一。IP层通过对以上两个方面的统一达到了向上屏蔽底层差异的目的。重点讨论IP数据报的格式和无连接数据报的传输机制。第5章IP协议5.1IP数据报格式5.2无连接数据报传输5.3IP数据报选项5.4IP模块的结构随着因特网应用的迅速发展，多媒体数据传输和实时应用对TCP/IP的服务类型提出了更高的要求，为此，因特网工程任务组IETF将IP数据报的服务类型字段改成

2、了区分业务字段。区分业务字段仍然是8位，最后两位保留未用，前面6位为“码点”。6位码点可以提供64种不同的编码，对应不同的业务。（4）数据报总长度指示整个IP数据报的长度。数据长度=数据报总长度－首部长度×4（5）标识(16位)由信源机赋给IP数据报，每个IP数据报有一个本地惟一的标识符。数据报的标识由信源机产生，每次自动加1后分配给要发送的数据报。（6）标志(3位)用于表示该IP数据报是否允许分片和是否是最后的一片。（7）片偏移(13位)表示本片数据在它所属的原始数据报数据区中的偏移量（以8字节为单位）。（8）生存时间TTL(8位

3、)控制IP数据报在网络中的传输时间。（9）协议(8位)指明被IP数据报封装的协议。（P83）（10）首部校验和(16位)用于保证首部数据的完整性。（11）源地址表示本IP数据报的最初发送者的IP地址；目的地址一般表示本IP数据报最终接收者的IP地址。（12）IP选项用于控制数据在网络中的传输路径、记录数据报走过的路由器以及获取数据报所途径经过的路由器的时间戳。（13）数据字段用于携带上层数据，长度受数据报总长度限制(≤65535－首部长度×4)。返回5.2无连接数据报传输IP数据报传输是IP层要解决的重要问题之一，是影响数据传输效率

4、的一个重要因素。IP数据报在经过路由器进行转发时一般要进行三个方面的处理：首部校验路由选择数据分片这一节将讨论通常首部校验和数据分片问题。5.2.1首部校验IP层不对数据进行校验。原因：上层传输层是端到端的协议，进行端到端的校验比进行点到点的校验开销小得多，在通信线路较好的情况下尤其如此。另外，上层协议可以根据对于数据可靠性的要求，选择进行校验或不进行校验，甚至可以考虑采用不同的校验方法，这给系统带来很大的灵活性。IP协议对IP数据报首部进行校验。原因：IP首部属于IP层协议的内容，不可能由上层协议处理。IP首部中的部分字段在点到点

5、的传递过程中是不断变化的，只能在每个中间点重新形成校验数据，在相邻点之间完成校验。两个层次的校验如图所示。IP数据报的首部通过校验和（Checksum）来保证其正确性。计算首部校验和：发送方将IP数据报的首部按顺序分为多个16比特的小数据块首部校验和字段的初始值被设置为0用1的补码算法对16比特小数据块进行求和最后再对结果求补将经过计算得到的首部校验和填回到数据报的首部校验和字段，封装成帧后发给通往信宿的下一跳设备。校验：下一跳设备作为接收方将收到的IP数据报的首部再分为多个16比特的小数据块，用1的补码算法对16位小数据块进行求和

6、，最后再对结果求补，若得到的结果为0，就验证了数据报首部的正确性。发送方用1的补码计算和数时，首部校验和字段被设置为0，等于没有参加计算，求补后的校验和与和数各位正好相反。接收方用1的补码计算和数时，新的首部校验和字段已经被加入，正确情况下所得的和数应该为0xffff，因此，求补后的结果应该为0x0000。例子：本例中没有IP选项，所以首部长度为5，数据总长度为128字节，数据报的标识为1，未分片，TTL值为4，封装的是TCP协议数据，源地址和目的地址分别为：192.168.20.86和192.168.21.20。计算中要注意加上进

7、位。生成的校验和为3005。接收方对同一数据报首部进行校验：求补后得到的校验和值为0，表明IP数据报首部在传输过程中没有出现差错。5.2.2数据分片与重组IP数据报在从信源到信宿的传输过程中要穿过多个不同的网络。由于各种物理网络存在着差异，对帧的最大长度有不同的规定，因此，各个物理网络的最大传输单元MTU可能不同。物理网络的MTU是由硬件决定的。通常，网络的速度越高，MTU也就越大。TCP/IP协议的封装：将数据报以从信源到信宿路径上的最小MTU进行封装(IPv6)将数据报先以信源网络的MTU进行封装，在传输过程中再根据需要对数据报

8、进行动态分片(IPv4)1．数据报分片当数据报被分片时，每个分片都会得到一个首部。分片首部的大部分内容和原数据报相同，如IP地址、版本号、协议和数据报标识等，所不同的是标志字段、数据报总长度和片偏移。分片既可以带也可以不带原数据报的选