【正文】 。 ? ICMP報文 ? type （ 8bits） ? ＝ 11 ? code （ 8bits） ? 0 = time to live exceeded in transit。 ? 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報文 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯報文 — 超時 ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)某數(shù)據(jù)報的 TTL域為零，需要丟棄此數(shù)據(jù)報時，需要向該數(shù)據(jù)報的源主機(jī)告知超時出錯。 ? 3 = port unreachable。 ? 1 = host unreachable。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP差錯報文 — 目的地不可達(dá) ? 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)為某數(shù)據(jù)報的目的地不可達(dá)時，就向該數(shù)據(jù)報的源主機(jī)發(fā)送一個目的地不可達(dá)的 ICMP分組。 ? IP協(xié)議包括了擁塞控制和路由控制兩個部分， ICMP提供了相應(yīng)的控制報文：源抑制報文和重定向報文。一旦 IP發(fā)現(xiàn)出錯，首先丟棄出錯的 IP數(shù)據(jù)報，之后發(fā)出 ICMP差錯報文。為了更好地幫助源主機(jī)差錯， ICMP差錯報文中除了包含出錯數(shù)據(jù)報的報頭，而且還包括其數(shù)據(jù)區(qū)的前 64bits的數(shù)據(jù)。 差錯處理 — ICMP協(xié)議 IP 報頭 ICMP 數(shù)據(jù) type code checksum ICMP報頭 ICMP報文 IP數(shù)據(jù)報 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 ICMP報文概述 ? ICMP是一種差錯與控制集于一體的協(xié)議，不僅用于傳輸差錯報文，而且用于傳輸控制報文。 ? Code： 8 bits，類型中的代碼。 ? ICMP報文封裝在 IP分組，即將 ICMP報文加上 IP報頭，其中IP報頭中的協(xié)議域 protocol＝ 1。 ? 數(shù)據(jù)報路由是基于網(wǎng)絡(luò)地址，而不是 IP地址的。 ? 否則，將得到一個更接近目的地址的指示，繼續(xù)查詢路由表，直至能夠從路由器的一個端口發(fā)出分組為止。 ? 讀取分組 A中的目的 IP地址，通過 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。 ? 接口：一個本地接口，通過它 IP數(shù)據(jù)報將被發(fā)送出去。 ? 目的地址：可以是某臺主機(jī)地址、某個子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址、某個網(wǎng)絡(luò)地址、缺省路由 (Default)。路由協(xié)議是路由表的生成者和維護(hù)者，路由表必須時時更新，以準(zhǔn)確地反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，存在靜態(tài)和動態(tài)兩種維護(hù)方式。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 路由表 ? 路由表 (routing table)是每個路由結(jié)點(diǎn)用某個特定的路由協(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。 ? 路由對象： IP數(shù)據(jù)報 (屏蔽了不同物理網(wǎng)絡(luò)連接的細(xì)節(jié) )。間接尋徑在第三層完成，依據(jù)是 IP地址。 ? 然后在目的網(wǎng)絡(luò)中用直接尋徑方法到達(dá)目的主機(jī)。 ? 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。 Back 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù)據(jù)報路由 ? 數(shù)據(jù)報路由就是要確定數(shù)據(jù)報的最佳路徑。 ? offset ：提供段的順序信息。 ? Indetification：源主機(jī)賦予分組的標(biāo)識，標(biāo)識此分段所屬的分組，用于分段重組。 “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：每個分段獨(dú)立選擇傳輸路徑，盡力傳遞。 ? 分段機(jī)制適用在從大 MTU向小 MTU傳輸?shù)倪^程中。 ? 取源主機(jī)所在物理網(wǎng)絡(luò)的 MTU為數(shù)據(jù)報長度。 ? 所以，無連接的數(shù)據(jù)報傳輸需要解決的問題是如何適應(yīng)不同物理網(wǎng)絡(luò)對分組最大長度的限制：包括數(shù)據(jù)報分段、段的傳輸和控制、分段重組。接著， 分組又會被送到數(shù)據(jù)鏈路層，封裝成幀，最終由物理網(wǎng)絡(luò)來傳輸。 Back 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 無連接的數(shù)據(jù)報傳輸 ? 在發(fā)送方，傳輸層將長數(shù)據(jù)分組后送到網(wǎng)絡(luò)層，封裝成網(wǎng)絡(luò)層的 IP數(shù)據(jù)報 (即分組 ) 。 ? 當(dāng)主機(jī) A向主機(jī) B發(fā)送消息的時候，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，將這個信息轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng) 1。 = 11001010. 01110000. 00111010. 01000010 與 = 11111111. 11111111. 11111111. 11100000 = 11001010. 01110000. 00111010. 01000000 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 Router2 網(wǎng)絡(luò) B： B A C Router1 子網(wǎng) 1： 子網(wǎng) 2： 子網(wǎng) 3： 網(wǎng)絡(luò) A： 掩碼使用舉例 ? 網(wǎng)絡(luò) A是一個 C類網(wǎng)絡(luò) , 子網(wǎng)掩碼是 。 ? 舉例：請判定在“劃分子網(wǎng)舉例”中， IP地址 . 58. 66 屬于哪個子網(wǎng)。 ? 主機(jī)的 IP地址 “ and” 網(wǎng)絡(luò) /子網(wǎng)掩碼 = 網(wǎng)絡(luò) /子網(wǎng)地址。所有子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼都是255. 255. 255. 224 (即 11111111. 11111111. 11111111. 11100000 )。將主機(jī)標(biāo)識位中的前 3位分離出來作為子網(wǎng)標(biāo)識位。 ? 若在主機(jī)標(biāo)識位中取出 5位作為子網(wǎng)標(biāo)識位，則所有子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼為 255. 255. 248. 0。其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識位和子網(wǎng)標(biāo)識位設(shè)置為 1，主機(jī)標(biāo)識位設(shè)置為 0。 ? 子網(wǎng)掩碼：將 IP地址中的主機(jī)標(biāo)識位分離出若干位作為子網(wǎng)標(biāo)識位。 ? 網(wǎng)絡(luò)掩碼：對每個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)定一個按位對應(yīng)的 32 bit 的二進(jìn)制數(shù)。 ? 如何獲得一個 IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，這就需要借助于掩碼 NetMask。 ? 劃分子網(wǎng)，就是需要區(qū)分是同一個網(wǎng)絡(luò)中兩臺主機(jī)之間的通信還是不同網(wǎng)絡(luò)中兩臺主機(jī)之間的通信，其方法如下： ? 獲取遠(yuǎn)程主機(jī) IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址后，判斷： ? 如果源主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址 等于 目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)地址，則為相同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。 ? 便于系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，有利于故障的診斷和隔離。 ? 改進(jìn)系統(tǒng)性能，克服簡單局域網(wǎng)的技術(shù)條件限制。 ? 劃分子網(wǎng)以后，每個子網(wǎng)對于內(nèi)部看起來象一個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，而對于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)而言，子網(wǎng)是透明的。 ? 子網(wǎng)的設(shè)計完全是人為的，就是為了便于網(wǎng)絡(luò)的管理。含網(wǎng)絡(luò)號為 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。 ? 回送地址 ： A類地址 127是一個保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試及本地進(jìn)程間通信。 ? 廣播地址 ：主機(jī)標(biāo)識位全部為壹的地址從不分配給單個主機(jī)，而是作為該網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。 ? 網(wǎng)絡(luò)地址 ：主機(jī)標(biāo)識位全部為零的地址從不分配給單個主機(jī)，而是作為該網(wǎng)絡(luò)本身的標(biāo)識。 ? 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 。從第一個 8位組得取值可以區(qū)分出 IP地址的類型： ? A類地址： 1~127 ? B類地址： 128~191 ? C類地址： 192~223 ? D類地址： 224~239 ? E類地址： 240~247 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 特殊用途的 IP地址 ? 32位全零標(biāo)識本機(jī)。 ? E類地址 ? 最高五位等于 11110 ，此類地址作為未來地址而被保留。 C類地址適用于主機(jī)量較少的網(wǎng)絡(luò)中。 ? 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。第一個 8位組的取值范圍為 128~191。全世界只有 127個 A類網(wǎng)絡(luò)，每個 A類網(wǎng)絡(luò)最多可以擁有 224個 IP地址，適用于大型網(wǎng)絡(luò)。 IP地址被分成了 A、 B、 C、 D、 E五類，每個類別的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識各有規(guī)則。 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 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP地址的含義 ? IP地址由兩個部分組成：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識 (id)和主機(jī)標(biāo)識 (hostid)。由于二進(jìn)制數(shù)不利于記憶，通常轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)表示 (dotted decimal notation)，其取值范圍為 0~255。即 IP地址確定的是網(wǎng)絡(luò)中的一個連接。 Back 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP地址 ? 為了實現(xiàn) Inter上不同計算機(jī)之間的通信，每臺計算機(jī)都必須有一個不與其它計算機(jī)重復(fù)的地址， IP地址就是可以唯一標(biāo)識主機(jī)的地址。 ? Record route (記錄路由 ) ? 另該數(shù)據(jù)報穿越的路由器將其 IP地址加到選項域，但現(xiàn)在已經(jīng)不夠用了。 ? 當(dāng)路由器崩潰時，該字段可用于發(fā)送緊急分組或測量時間。 ? 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。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP報頭選項 ? Security(安全性 ) ? 說明信息的安全程度。每種選項的總長度為 4字節(jié)的倍數(shù)，不夠則填充，最長為 40字節(jié)。 計 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 原 理 —— 網(wǎng) 絡(luò) 層 IP報頭 ? Options： variable (選項 ) ? 選項域便于為后續(xù)版本引進(jìn)新信息，提供了可擴(kuò)展能力。 ? Source Address： 32 bits (源地址 ) ? 發(fā)送主機(jī)的 IP地址。 ? 按照經(jīng)驗，這個簡單的算法是夠用了，但也可以用 CRC校驗來代替。 ? 算法：報頭的每 16位求反，循環(huán)相加 (進(jìn)位加在末尾 )，后再求反。 ? 如果傳輸層協(xié)議是 TCP，取值為 6；如果傳輸層協(xié)議是 UDP，取值為 17。 ? 在實際實現(xiàn)中， 分組 /分段 每經(jīng)過一個路由器 TTL減 1，為 0則丟棄，并給源主機(jī)發(fā)送一個告警分組。 ? 除最后段外的其他段的取值應(yīng)是 8字節(jié)的倍數(shù)。 ? Bit 2： (MF) 0 = Last Fragment, 1 = More Fragments. ? 除最后一個段外的所有段都要置 MF位。這意味著該數(shù)據(jù)報