【正文】 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 標(biāo)志 (flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。 標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。 MF ? 1 表示后面“還有分片”。 MF ? 0 表示最后一個分片。 標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don39。t Fragment) 。 只有當(dāng) DF ? 0 時才允許分片。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛493 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 位 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 片偏移 (13 位 )指出：較長的分組在分片后 某片在原分組中的相對位置。 片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 區(qū) 分 服 務(wù) 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛494 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 位 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 生存時間 (8 位 )記為 TTL (Time To Live) 數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。 區(qū) 分 服 務(wù) 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛495 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 位 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 協(xié)議 (8 位 )字段指出此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議 以便目的主機的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程 區(qū) 分 服 務(wù) 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛496 運輸層 網(wǎng)絡(luò)層 首部 TCP UDP ICMP IGMP OSPF 數(shù) 據(jù) 部 分 IP 數(shù)據(jù)報 協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù) 部分交給哪一個進程 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛497 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 位 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 首部檢驗和 (16 位 )字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部 不檢驗數(shù)據(jù)部分。 這里不采用 CRC 檢驗碼而采用簡單的計算方法。 區(qū) 分 服 務(wù) 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛498 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長 度 可 變） 位 首部長度 數(shù) 據(jù) 部 分 固 定 部 分 可變 部分 源地址和目的地址都各占 4 字節(jié) 區(qū) 分 服 務(wù) 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛499 2. IP 數(shù)據(jù)報首部的可變部分 ? IP 首部的可變部分就是一個選項字段 ， 用來支持排錯 、 測量以及安全等措施 ， 內(nèi)容很豐富 。 ? 選項字段的長度可變 ， 從 1 個字節(jié)到 40 個字節(jié)不等 ， 取決于所選擇的項目 。 ? 增加首部的可變部分是為了增加 IP 數(shù)據(jù)報的功能 ， 但這同時也使得 IP 數(shù)據(jù)報的首部長度成為可變的 。 這就增加了每一個路由器處理數(shù)據(jù)報的開銷 。 ? 實際上這些選項很少被使用 。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4100 IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 ? 有四個 A 類網(wǎng)絡(luò)通過三個路由器連接在一起。每一個網(wǎng)絡(luò)上都可能有成千上萬個主機。 ? 可以想像，若按目的主機號來制作路由表，則所得出的路由表就會過于龐大。 ? 但若按主機所在的 網(wǎng)絡(luò)地址 來制作路由表，那么每一個路由器中的路由表就只包含 4 個項目。這樣就可使路由表大大簡化。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4101 網(wǎng) 1 網(wǎng) 4 網(wǎng) 3 網(wǎng) 2 目的主機所在的網(wǎng)絡(luò) 下一跳地址 直接交付，接口 1 直接交付，接口 0 路由器 R2 的路由表 鏈路 4 鏈路 3 鏈路 2 鏈路 1 R2 R3 R1 0 1 R2 R3 R1 在路由表中，對每一條路由，最主要的是 （目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址） 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4102 查找路由表 根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是： ? IP 數(shù)據(jù)報最終一定可以找到目的主機所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。 ? 只有到達最后一個路由器時，才試圖向目的主機進行直接交付。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4103 特定主機路由 ? 這種路由是為特定的目的主機指明一個路由。 ? 采用特定主機路由可使網(wǎng)絡(luò)管理人員能更方便地控制網(wǎng)絡(luò)和測試網(wǎng)絡(luò)，同時也可在需要考慮某種安全問題時采用這種特定主機路由。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4104 默認路由 (default route) ? 路由器還可采用 默認路由 以減少路由表所占用的空間和搜索路由表所用 的時間。 ? 這種轉(zhuǎn)發(fā)方式在一個網(wǎng)絡(luò)只有很少的對外連接時是很有用 的。 ? 默認路由在主機發(fā)送 I P 數(shù)據(jù)報時往往更能顯示出它的好 處。 ? 如果一個主機連接在一個小網(wǎng)絡(luò)上，而這個網(wǎng)絡(luò)只用 一個路由器和因特網(wǎng)連接，那么在這種情況下使用 默認路由是非常合適的。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4105 N1 R1 因特網(wǎng) 目的網(wǎng)絡(luò) 下一跳 N1 直接 N2 R2 默認 R1 路由表 N2 R2 只要目的網(wǎng)絡(luò)不是 N1 和 N2， 就一律選擇 默認路由 ， 把數(shù)據(jù)報先間接交付路由器 R1， 讓 R1 再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個路由器 。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4106 必須強調(diào)指出 ? IP 數(shù)據(jù)報的首部中沒有地方可以用來指明 “ 下一跳路由器的 IP 地址 ” 。 ? 當(dāng)路由器收到待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報 ， 不是將下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 數(shù)據(jù)報 ， 而是送交下層的網(wǎng)絡(luò)接口軟件 。 ? 網(wǎng)絡(luò)接口軟件使用 ARP 負責(zé)將下一跳路由器的 IP 地址轉(zhuǎn)換成硬件地址 ， 并將此硬件地址放在鏈路層的 MAC 幀的首部 ， 然后根據(jù)這個硬件地址找到下一跳路由器 。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4107 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法 (1) 從數(shù)據(jù)報的首部提取目的主機的 IP 地址 D, 得出目的網(wǎng)絡(luò)地址為 N。 (2) 若網(wǎng)絡(luò) N 與此路由器直接相連 ， 則把數(shù)據(jù)報 直接交付 目的主機 D；否則是 間接 交付 ， 執(zhí)行 (3)。 (3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機路由 ， 則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則 ，執(zhí)行 (4)。 (4) 若路由表中有到達網(wǎng)絡(luò) N 的路由 ， 則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則 ， 執(zhí)行 (5)。 (5) 若路由表中有一個默認路由 ， 則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則 ， 執(zhí)行 (6)。 (6) 報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯 。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4108 ? 在不劃分子網(wǎng)的兩級 IP 地址下，從 IP 地址得出網(wǎng)絡(luò)地址是個很簡單的事。 ? 但在劃分子網(wǎng)的情況下，從 IP 地址卻不能唯一地得出網(wǎng)絡(luò)地址來，這是因為網(wǎng)絡(luò)地址取決于那個網(wǎng)絡(luò)所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報的首部并沒有提供子網(wǎng)掩碼的信息。 ? 因此分組轉(zhuǎn)發(fā)的算法也必須做相應(yīng)的改動。 使用子網(wǎng)掩碼的分組轉(zhuǎn)發(fā)過程 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4109 課件制作人：謝希仁 在劃分子網(wǎng)的情況下路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法 (1) 從收到的分組的首部提取目的 IP 地址 D。 (2) 先用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”，看是否和 相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則將分組直接交付。 否則就是間接交付，執(zhí)行 (3)。 (3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機路由，則將 分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (4)。 (4) 對路由表中的每一行的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”， 若其結(jié)果與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則將分組傳送 給該行指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (5)。 (5) 若路由表中有一個默認路由，則將分組傳送給路由表 中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行 (6)。 (6) 報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4110 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 的路由表（未給出默認路由器） R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 【 例 44】 已知互聯(lián)網(wǎng)和路由器 R1 中的路由表。主機 H1 向 H2 發(fā)送分組。試討論 R1 收到 H1 向 H2 發(fā)送的分組后查找路由表的過程。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛4111 主機 H1 要發(fā)送分組給 H2 0 目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 R1 的路由表（未給出默認路由器） H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼