【正文】 地址 )之間的映射。 ? BGP(Exterior Gateway Protocol)：是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，又稱域間路由協(xié)議。 ? IP協(xié)議的主要功能： ? 無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸 ? 數(shù)據(jù)報(bào)路由（ IP路由） ? 差錯(cuò)檢驗(yàn) — 由 ICMP協(xié)議完成 ? 實(shí)際上，任何 IP協(xié)議模塊，都必須提供 ICMP實(shí)現(xiàn)。 ? IP協(xié)議的主要功能 ? 無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸 ? 分段，分段的傳輸和控制，分段重組 ? 數(shù)據(jù)報(bào)路由 ? 路由表和工作流程 ? 差錯(cuò)處理 — ICMP協(xié)議 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP數(shù)據(jù)報(bào) ? IP數(shù)據(jù)報(bào)由報(bào)頭和正文部分構(gòu)成，正文部分就是來(lái)自傳輸層的數(shù)據(jù)。 ? Type of Service： 8 bits (服務(wù)類型域 ) ? Bits 02： Precedence， 8種不同的優(yōu)先級(jí)。 ? Flags： 3 bits ? Bit 0： reserved, must be zero ? Bit 1： (DF) 0 = May Fragment, 1 = Don39。 ? Bit 2： (MF) 0 = Last Fragment, 1 = More Fragments. ? 除最后一個(gè)段外的所有段都要置 MF位。 ? 在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中， 分組 /分段 每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器 TTL減 1，為 0則丟棄，并給源主機(jī)發(fā)送一個(gè)告警分組。 ? 算法：報(bào)頭的每 16位求反，循環(huán)相加 (進(jìn)位加在末尾 )，后再求反。 ? Source Address： 32 bits (源地址 ) ? 發(fā)送主機(jī)的 IP地址。每種選項(xiàng)的總長(zhǎng)度為 4字節(jié)的倍數(shù)，不夠則填充，最長(zhǎng)為 40字節(jié)。 ? Strict source routing (嚴(yán)格源路由 ) ? 將從源到目的地的完整路徑上所有的 IP地址都記錄下來(lái)。 ? Record route (記錄路由 ) ? 另該數(shù)據(jù)報(bào)穿越的路由器將其 IP地址加到選項(xiàng)域，但現(xiàn)在已經(jīng)不夠用了。即 IP地址確定的是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)連接。 十進(jìn)制 166. 111. 4. 80 = 二進(jìn)制 10100110. 01101111. 00000100. 01010000 二進(jìn)制 1010 0110 0110 1111 0000 0100 0101 0000 十進(jìn)制 166. 111. 4. 80 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP地址的含義 ? IP地址由兩個(gè)部分組成：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí) (id)和主機(jī)標(biāo)識(shí) (hostid)。全世界只有 127個(gè) A類網(wǎng)絡(luò)，每個(gè) A類網(wǎng)絡(luò)最多可以擁有 224個(gè) IP地址，適用于大型網(wǎng)絡(luò)。 ? C類地址 ? 前三位為 110，具有 C類地址特征的網(wǎng)絡(luò)總數(shù)為 221。 ? E類地址 ? 最高五位等于 11110 ，此類地址作為未來(lái)地址而被保留。 ? 32位全壹的地址 (255. 255. 255. 255)作為在未知本網(wǎng)情況下用于 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)廣播地址 。 ? 廣播地址 ：主機(jī)標(biāo)識(shí)位全部為壹的地址從不分配給單個(gè)主機(jī)，而是作為該網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。含網(wǎng)絡(luò)號(hào)為 127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上，任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)不能為該地址廣播任何路由信息。 ? 劃分子網(wǎng)以后，每個(gè)子網(wǎng)對(duì)于內(nèi)部看起來(lái)象一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，而對(duì)于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)而言，子網(wǎng)是透明的。 ? 便于系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，有利于故障的診斷和隔離。 ? 如何獲得一個(gè) IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，這就需要借助于掩碼 NetMask。 ? 子網(wǎng)掩碼：將 IP地址中的主機(jī)標(biāo)識(shí)位分離出若干位作為子網(wǎng)標(biāo)識(shí)位。 ? 若在主機(jī)標(biāo)識(shí)位中取出 5位作為子網(wǎng)標(biāo)識(shí)位，則所有子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼為 255. 255. 248. 0。所有子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼都是255. 255. 255. 224 (即 11111111. 11111111. 11111111. 11100000 )。 ? 舉例：請(qǐng)判定在“劃分子網(wǎng)舉例”中， IP地址 . 58. 66 屬于哪個(gè)子網(wǎng)。 ? 當(dāng)主機(jī) A向主機(jī) B發(fā)送消息的時(shí)候，路由器 1將目的地址 “與” ，后得到子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址為 ，得知是不同子網(wǎng)間主機(jī)的通信，將這個(gè)信息轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng) 1。接著， 分組又會(huì)被送到數(shù)據(jù)鏈路層，封裝成幀，最終由物理網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸。 ? 取源主機(jī)所在物理網(wǎng)絡(luò)的 MTU為數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度。 “001”:段未完 “ 010”:不分段 提供段的 順序信息 分段的傳輸和控制 ? 傳輸：每個(gè)分段獨(dú)立選擇傳輸路徑，盡力傳遞。 ? offset ：提供段的順序信息。 ? 在物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部確定主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸路徑 ? 間接尋徑：源主機(jī)與目的主機(jī)在不同網(wǎng)絡(luò)中。間接尋徑在第三層完成，依據(jù)是 IP地址。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由表 ? 路由表 (routing table)是每個(gè)路由結(jié)點(diǎn)用某個(gè)特定的路由協(xié)議建立和維護(hù)的、利用 TCP/IP協(xié)議在通信中交互的路由信息。 ? 目的地址：可以是某臺(tái)主機(jī)地址、某個(gè)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址、某個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址、缺省路由 (Default)。 ? 讀取分組 A中的目的 IP地址，通過(guò) IP地址“與”網(wǎng)絡(luò) /子網(wǎng)掩碼，抽取出其網(wǎng)絡(luò) /子網(wǎng)地址信息。 ? 數(shù)據(jù)報(bào)路由是基于網(wǎng)絡(luò)地址，而不是 IP地址的。 ? Code： 8 bits，類型中的代碼。為了更好地幫助源主機(jī)差錯(cuò)， ICMP差錯(cuò)報(bào)文中除了包含出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭，而且還包括其數(shù)據(jù)區(qū)的前 64bits的數(shù)據(jù)。 ? IP協(xié)議包括了擁塞控制和路由控制兩個(gè)部分， ICMP提供了相應(yīng)的控制報(bào)文：源抑制報(bào)文和重定向報(bào)文。 ? 1 = host unreachable。 ? 5 = source route failed. ? Checksum（ 16bits） ? unused （ 32bits） ? Inter header + 64 bits of original data dategram 主機(jī) A 路由器 其它網(wǎng)絡(luò) 向主機(jī) B發(fā)送數(shù)據(jù) 目的主機(jī)不可達(dá) 向 B發(fā)送數(shù)據(jù) 不知如何到達(dá) B 發(fā)送 ICMP報(bào)文 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯(cuò)報(bào)文 — 超時(shí) ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)某數(shù)據(jù)報(bào)的 TTL域?yàn)榱悖枰獊G棄此數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，需要向該數(shù)據(jù)報(bào)的源主機(jī)告知超時(shí)出錯(cuò)。 ? Checksum（ 16bits） ? unused （ 32bits） ? Inter header + 64 bits of original data dategram 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯(cuò)報(bào)文 — 參數(shù)錯(cuò) ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)或主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)中的報(bào)頭參數(shù)出錯(cuò)（例如選項(xiàng)出錯(cuò)，無(wú)效報(bào)頭等）時(shí)，發(fā)送參數(shù)錯(cuò)報(bào)文。 ? 源主機(jī)在收到源抑制報(bào)文后，按照一定的速率降低發(fā)往某目的主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)速率。 ? ICMP源抑制報(bào)文中 type＝ 4， code＝ 1。 ? 如果網(wǎng)絡(luò) X的主機(jī) A發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò) Y的主機(jī)B，主機(jī) A的路由表中指示通過(guò)路由器 G1可以到達(dá)網(wǎng)絡(luò) Y。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP控制報(bào)文 — 重定向 ? ICMP重定向報(bào)文 ? type （ 8bits） ? ＝ 5 ? code （ 8bits） ? 0 = Redirect datagrams for the Network. ? 1 = Redirect datagrams for the Host. ? 2 = Redirect datagrams for the Type of Service and Network. ? 3 = Redirect datagrams for the Type of Service and Host. ? Checksum（ 16bits） ? Gateway Inter Address (32 bits) ：網(wǎng)關(guān)地址 ? Inter header + 64 bits of original data dategram 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ECHO請(qǐng)求和應(yīng)答 ? 用于測(cè)試目的地址的可達(dá)性， ping命令實(shí)現(xiàn)了 ECHO請(qǐng)求 /應(yīng)答的功能。 ICMP先利用時(shí)間戳請(qǐng)求和應(yīng)答報(bào)文從其他機(jī)器處得到其當(dāng)前時(shí)間，經(jīng)過(guò)計(jì)算后再同步時(shí)鐘。為了得到正確的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，自己發(fā)出 Information請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)將發(fā)回 Information應(yīng)答，告知其子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。主機(jī) B識(shí)別出自己的 IP地址后，向主機(jī) A發(fā)出 ARP應(yīng)答“我的 MAC地址是 ……” 。 ? 若未找到，發(fā)送 ARP請(qǐng)求廣播包。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ARP協(xié)議 ? 為了提高效率， ARP使用了高速緩存技術(shù) (caching)。 ? 為了防止目的主機(jī)也進(jìn)行 ARP請(qǐng)求解析自己的 MAC地址，在 ARP報(bào)文中發(fā)送主機(jī)將主動(dòng)填寫(xiě)自己的 IP和MAC地址。 ? RARP服務(wù)器需要維護(hù)一張本網(wǎng)絡(luò)的“ MAC地址 —IP地址”映射表。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由協(xié)議概述 ? 路由協(xié)議 (routing protocols)通過(guò)交換路由信息，建立和維護(hù)路由表，為數(shù)據(jù)報(bào)的正確傳輸提供依據(jù)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP協(xié)議最初是為 Xerox網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通用協(xié)議而設(shè)計(jì)的，最早在 BSD Unix系統(tǒng)中使用。 RIP是適用于小型網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部路由協(xié)議。 當(dāng) Hop=16時(shí)，表示無(wú)窮大，不可達(dá)。 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由信息協(xié)議 RIP ? RIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)中，在滿足以下任一條件下更新自己的路由表項(xiàng)： ? 一條新的路由表項(xiàng)，其到達(dá)目的地的距離不是無(wú)窮大。 ? 一條路由表項(xiàng)在長(zhǎng)達(dá) 180秒（ 3分鐘）內(nèi)從未被刷新過(guò)，將其視為失效，在路由表中，這條信息的距離設(shè)置為無(wú)窮大（毒性逆轉(zhuǎn)）。 ? 支持多種距離衡量尺度：例如，物理距離、延遲等 ? 支持分級(jí)路由：路由器不必知道整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的信息 ? 適量的安全措施：預(yù)防虛假的路由信息 ? 支持基于服務(wù)類型的路由 ? 支持隧道技術(shù) ? OSPF協(xié)議在主機(jī)中不起作用，一般都是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)運(yùn)行OSPF協(xié)議。多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)與路由器的弧權(quán)為 0，故省略。 ? AS中任何兩個(gè)區(qū)域相連都需要經(jīng)過(guò)主干區(qū)域。 ? 與兩個(gè)區(qū)域相連的路由器需要維護(hù)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，而且對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)單獨(dú)運(yùn)行最短路徑算法。 ? 鄰接 (adjacent)與鄰居路由器是不同的。 ? 為了防止主 DR崩潰，還存在一個(gè)備用的 DR。 ? 每對(duì)連接路由器可以相互發(fā)送鏈路狀態(tài)請(qǐng)求 (link state request)消息，以獲得相應(yīng)的鏈路狀態(tài)信息。 Back 計(jì) 算 機(jī)