【正文】 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛4111 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。主機 H1 向 H2 發(fā)送分組。 (6) 報告轉發(fā)分組出錯。 (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)。 否則就是間接交付，執(zhí)行 (3)。 (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。 ? 因此分組轉發(fā)的算法也必須做相應的改動。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 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)絡地址是個很簡單的事。 (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)。 (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)。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛4107 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。 ? 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 。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛4105 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 。 ? 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。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 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。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 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。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 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 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） 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛4102 查找路由表 根據(jù)目的網(wǎng)絡地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結果是： ? IP 數(shù)據(jù)報最終一定可以找到目的主機所在目的網(wǎng)絡上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。 ? 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。每一個網(wǎng)絡上都可能有成千上萬個主機。 ? 實際上這些選項很少被使用 。 ? 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 。 區(qū) 分 服 務 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛498 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 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 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 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 。 區(qū) 分 服 務 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛495 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 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 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛496 運輸層 網(wǎng)絡層 首部 TCP UDP ICMP IGMP OSPF 數(shù) 據(jù) 部 分 IP 數(shù)據(jù)報 協(xié)議字段指出應將數(shù)據(jù) 部分交給哪一個進程 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛497 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 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。 片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 只有當 DF ? 0 時才允許分片。 標志字段中間的一位是 DF (Don39。 MF ? 1 表示后面“還有分片”。 區(qū) 分 服 務 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛492 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 識 區(qū) 分 服 務 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 標志 (flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。 總長度必須不超過最大傳送單元 MTU。 只有在使用區(qū)分服務（ DiffServ）時，這個字段才起作用。 區(qū) 分 服 務 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛489 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標志 生 存 時 間 協(xié) 議 標 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 區(qū)分服務 ——占 8 位，用來獲得更好的服務 在舊標準中叫做服務類型，但實際上一直未被使用過。 ? 在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛471 ARP Operation System A System B Request Request I?m looking for the physical address of a node whose IP address is: Reply I am the node you are looking for and my physical address is: 00055D061418 ? System A has a packet that should be delivered to system B with IP address ? A uses the services of ARP by asking the ARP protocol to send a broadcast ARP request packet to ask for the physical address of a system whose IP address is ? This packet is received by every system on the physical work, but only B will answer it ? B sends an ARP reply packet that includes its physical address to A ARP request is broadcast ARP reply is unicast 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡層 網(wǎng)絡工程系 董剛472 Steps Involved in ARP Operation ARP process 1. The sender knows the IP address of the target 2. IP asks ARP to create a request ARP message. The target physical address field is filled with 0s 3. The message is passed to the data link layer where it is encapsulated in a frame. Source address: the physical address of the sender, destination address: the physical broadcast address 4. Every host or router receives the frame. The target machine recognizes the IP address and drop the packet 5. The target machine replies with an ARP message contains its physical address. The message is unicast 6. The sender receives the reply message. It now knows the physical address of the target machine 7. The IP datagram, which carries data for the target machine, is now encapsulated in a frame and is