【正文】 標志（ flags）域 ? 占 3 bit。目前只有前兩個比特有意義。 ? 標志字段中的最低位記為 MF (More Fragment)。 MF = 1，表示后面“ 還有分片 ” 的數(shù)據(jù)報。 MF = 0，表示這已是若干數(shù)據(jù)報片中的最后一個。 ? 標志字段中間的一位記為 DF (Don’t Fragment)，意思是 “ 不能分片 ” 。只有當 DF = 0時才允許分片。 ? 片偏移（ fragment offset）域 表示該分片在整個數(shù)據(jù)報中的相對位置（ 8B） IP數(shù)據(jù)報分片 amp。組裝 ? 網(wǎng)絡鏈路具有 MTU (最大傳輸單元 )屬性 – 是由鏈路層最大幀的限制決定的 .不同類型的鏈路 , 不同的 MTUs. ? 較大的 IP分組在網(wǎng)絡中會被分割 (“fragmented”) ? 一個分組就被分成了若干分組 ? 分組只是在最終的信宿站點被重新 “ 組裝 reassembled” ? 在 IP分組的首部有些位標記用來確認和排序相關的組 “ 片 ” fragmentation: in: one large datagram out: 3 smaller datagrams reassembly 分片的例子 ? 例：要將一個長度為 4000字節(jié)的 IP包發(fā)送到MTU 為 1500字節(jié)的鏈路上， IP報頭長度為 20字節(jié)。 報片序號 總長度 MF 報片偏移量 1 1500 1 0 2 1500 1 185 3 1060 0 370 IP包重組 ? 將收到的報片重新組裝成原始數(shù)據(jù)報的過程稱為重組，重組在目的主機中進行： – 目的主機使用源地址和分組標識來確定屬于同一個數(shù)據(jù)報的片段，并根據(jù)MF標志判斷最后一個片段是否到達。 – 當 MF=0的片段到達時，根據(jù)該片段的分片偏移字段和總長度字段可以計算出原始數(shù)據(jù)報的總長度，根據(jù)已到達的所有片段的總長度字段判斷是否所有片段都已到達。 – 按照各報片在原始數(shù)據(jù)報中的偏移量重組分組。 ? IP包重組的困難： – 亂序投遞：各個報片可能亂序到達； – 重復：重傳數(shù)據(jù)報的報片與原始數(shù)據(jù)報的報片可能有重疊； – 丟失：來自同一個數(shù)據(jù)報的一個或幾個報片可能在傳輸過程中丟失。 數(shù)據(jù)報重組使用的數(shù)據(jù)結構 40 80 40重組緩沖區(qū)分片圖5 2 5 數(shù)據(jù)報重組使用的數(shù)據(jù)結構IP數(shù)據(jù)報分片 amp。組裝 分片方法的例子 原始數(shù)據(jù)報片1片2片3片偏移值：0片偏移值：1 0 0片偏移值：2 0 0報頭報頭報頭報頭片1 （8 0 0 B ）片1 （8 0 0 B ）片2 （8 0 0 B ）片3 （6 0 0 B ）片2 （8 0 0 B ） 片3 （6 0 0 B ）IP數(shù)據(jù)報分片 amp。組裝 IP數(shù)據(jù)報的分片與標識、標志與片偏移的關系 原始數(shù)據(jù)報2220265 00 0 0數(shù)據(jù)編碼號：0～2199分片1820265 00 1 0數(shù)據(jù)編碼號：0～799分片2820265 00 1 100數(shù)據(jù)編碼號：800～1599分片3620265 00 0 200數(shù)據(jù)編碼號：1600～2199五、 IP數(shù)據(jù)報轉發(fā) 1. IP層轉發(fā)分組的流程 ? 有四個 A 類網(wǎng)絡通過三個路由器連接在一起。每一個網(wǎng)絡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。 網(wǎng) 1 網(wǎng) 4 網(wǎng) 3 網(wǎng) 2 目的主機所在的網(wǎng)絡 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)絡地址，下一跳地址） N1 R1 因特網(wǎng) 目的網(wǎng)絡 下一跳 N1 直接 N2 R2 默認 R1 路由表 N2 R2 只要目的網(wǎng)絡不是 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 再轉發(fā)給下一個路由器。 必須強調指出 ? 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”。 ? 當路由器收到待轉發(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)絡接口軟件。 ? 網(wǎng)絡接口軟件使用 ARP 負責將下一跳路由器的 IP地址轉換成硬件地址，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。 分組轉發(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)絡地址為 N。 (2) 若網(wǎng)絡 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 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) 報告轉發(fā)分組出錯 。 IP數(shù)據(jù)報轉發(fā) ? 主機 /路由器發(fā)送 /轉發(fā)數(shù)據(jù)報的兩種情形： – 直接交付（ direct delivery） ：在同一個物理網(wǎng)絡上把數(shù)據(jù)包從一臺機器直接傳輸?shù)搅硪慌_機器，直接交付不涉及到路由器。 – 間接交付（ indirect delivery） ：當目的主機不在一個直接連接的網(wǎng)絡上時，必須將數(shù)據(jù)包發(fā)送給一個路由器進行處理。 轉 發(fā)表 ? 轉發(fā)表（路由表） – 轉發(fā)表中的每個表項記錄了一個可能的目的地址，以及去往這個目的地址的下一跳信息； – 轉發(fā)表中的一個表項通常是一個目的網(wǎng)絡而不是一個特定的目的主機，稱 網(wǎng)絡前綴路由 ； – IP轉發(fā)使用的是“下一跳路由” ，即只在轉發(fā)表中存儲去往目的地的下一跳路由器， 下一跳路由器必須是通過單個網(wǎng)絡可達的 ； – 可以使用 缺省路由 ； – 也允許 特定主機路由 。 轉 發(fā)表的例子 202 . 38 . 64 . 0 QA20 . 0 . 0 . 0 R 30 . 0 . 0 . 0 S 40 . 0 . 0 . 0202 . 38 . 64 . 120 . 0 . 0 . 520 . 0 . 0 . 630 . 0 . 0 . 630 . 0 . 0 . 740 . 0 . 0 . 7目的地址 子網(wǎng)掩碼20 . 0 . 0 . 030 . 0 . 0 . 0202 . 38 . 64 . 0255 . 0 . 0 . 0255 . 0 . 0 . 0255 . 255 . 255 . 040 . 0 . 0 . 0 255 . 0 . 0 . 0R 的路由表A 的路由表下一跳直接交付直接交付20 . 0 . 0 . 530 . 0 . 0 . 7端口01010 1目的地址 子網(wǎng)掩碼202 . 38 . 64 . 0defa ul t255 . 255 . 255 . 00 . 0 . 0 . 0下一跳直接交付202 . 38 . 64 . 1端口000IP數(shù)據(jù)報的轉發(fā)過程 從數(shù)據(jù)包中提取目的 IP地址 D， 并計算網(wǎng)絡前綴 N； if D與自己的任何一個 IP地址匹配 then 將數(shù)據(jù)包交給 protocol域指定的協(xié)議實體處理 else if N與自己的任何一個直連的網(wǎng)絡的地址匹配 then 通過該網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)包直接交付到目的節(jié)點 D else if 表中包含到 D的特定主機路由 then 把數(shù)據(jù)包發(fā)送到表中指定的下一跳 else if 表中包含到網(wǎng)絡 N的一個路由 then 把數(shù)據(jù)包發(fā)送到表中指定的下一跳 else if 表中包含一個缺省路由 then 把數(shù)據(jù)包發(fā)送到表中指定的默認路由器 else 宣告選路出錯 ， 向數(shù)據(jù)包的源地址發(fā)送一條 ICMP Unreachable消息 。 ? 在不劃分子網(wǎng)的兩級 IP地址下，從 IP地址得出網(wǎng)絡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)絡地址來，這是因為網(wǎng)絡地址取決于那個網(wǎng)絡所采用的子網(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。 ? 因此分組轉發(fā)的算法也必須做相應的改動。 2. 使用子網(wǎng)掩碼的分組轉發(fā)過程 在劃分子網(wǎng)的情況下路由器轉發(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)絡的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”，看是否和 相應的網(wǎng)絡地址匹配。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”， 若其結果與該行的目的網(wǎng)絡地址匹配，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) 報告轉發(fā)分組出錯。 0 目的網(wǎng)絡地址 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)絡地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 【 例 】 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。 主機 H1 要發(fā)送分組給 H2 0 目的網(wǎng)絡地址 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)絡地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 要發(fā)送的分組的目的 IP地址： 請注意： H1 并不知道 H2 連接在哪一個網(wǎng)絡上。 H1 僅僅知道 H2 的 IP地址是 因此 H1 首先檢查主機 是否連接在本網(wǎng)絡上 如果是，則直接交付； 否則，就送交路由器 R1，并逐項查找路由表。 0 目的網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 下一跳 接口 0 接口 1 R2 H1 子網(wǎng) 1： 網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 R1 1 R2 子網(wǎng) 2：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 H2 0 1 H3 子網(wǎng) 3：網(wǎng)絡地址 子網(wǎng)掩碼 主機 H1 首先將 本子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼 與分組的 IP地址 逐比特相“ 與 ” (AND 操作 ) AND 的計算 255 就是二進制的全 1，因此 255 AND xyz = xyz， 這里只需計算最后的 128 AND 138 即可。 128 → 10000000 138 → 10001010 逐比特 AND 操作后： 10000000 → 128 128. 30. 128. 30. 逐比特 AND 操作 ? H1 的網(wǎng)絡地址 因此 H1 必須把分組傳送到路由器 R1 然后逐項查找路由表 0 目的網(wǎng)絡地址 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)絡地址