【正文】 地址 網(wǎng)絡(luò)層及以上 使用 IP 地址 IP 地址 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 通信的路徑 H1→ 經(jīng)過 R1 轉(zhuǎn)發(fā) → 再經(jīng)過 R2 轉(zhuǎn)發(fā) → H2 查找路由表 查找路由表 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 從虛擬的 IP 層上看 IP 數(shù)據(jù)報的流動 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 硬件地址 路由器 R2 HA2 IP1 IP2 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 在鏈路上看 MAC 幀的流動 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到 IP 數(shù)據(jù)報 圖中的 IP1→ IP2 表示從源地址 IP1 到目的地址 IP2 兩個路由器的 IP 地址并不出現(xiàn)在 IP 數(shù)據(jù)報的首部中 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) MAC 幀 IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 路由器只根據(jù)目的站的 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號進(jìn)行路由選擇 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 MAC 幀 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層 只能看見 MAC 幀而看不見 IP 數(shù)據(jù)報 IP1 HA1 HA5 HA4 HA3 HA6 HA2 IP6 主機(jī) H1 主機(jī) H2 路由器 R1 IP 層上的互聯(lián)網(wǎng) IP2 IP4 IP3 IP5 路由器 R2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 IP1 → IP 2 MAC 幀 從 HA1 到 HA3 從 HA4 到 HA5 從 HA6 到 HA2 MAC 幀 MAC 幀 IP 數(shù)據(jù)報 IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復(fù)雜的細(xì)節(jié) 在抽象的網(wǎng)絡(luò)層上討論問題，就能夠使用 統(tǒng)一的、抽象的 IP 地址 研究主機(jī)和主機(jī)或主機(jī)和路由器之間的通信 地址解析協(xié)議 ARP 和 逆地址解析協(xié)議 RARP IP 地址 物理地址 ARP 物理地址 IP 地址 RARP 地址解析協(xié)議 ARP ? 不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時，最終還是必須使用硬件地址。 ? 當(dāng)主機(jī) A 欲向本局域網(wǎng)上的某個主機(jī) B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報時，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機(jī) B 的 IP 地址。 ARP 響應(yīng) A Y X B Z 主機(jī) B 向 A 發(fā)送 ARP 響應(yīng)分組 主機(jī) A 廣播發(fā)送 ARP 請求分組 ARP 請求 ARP 請求 ARP 請求 ARP 請求 0000C015AD18 08002B00EE0A 我是 ，硬件地址是 0000C015AD18 我想知道主機(jī) 的硬件地址 我是 硬件地址是 08002B00EE0A A Y X B Z 0000C015AD18 ARP 高速緩存的作用 ? 為了減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量 ， 主機(jī) A 在發(fā)送其 ARP 請求分組時 ， 就將自己的 IP 地址到硬件地址的映射寫入 ARP 請求分組 。 這對主機(jī) B 以后向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)報時就更方便了 。 ? 如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個局域網(wǎng)上 ， 那么就要通過 ARP 找到一個位于本局域網(wǎng)上的某個路由器的硬件地址 ， 然后把分組發(fā)送給這個路由器 ， 讓這個路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò) 。 應(yīng)當(dāng)注意的問題（續(xù)） ? 從 IP地址到硬件地址的解析是自動進(jìn)行的 ，主機(jī)的用戶對這種地址解析過程是不知道的 。 使用 ARP 的四種典型情況 ? 發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到本網(wǎng)絡(luò)上的另一個主機(jī)。 ? 發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送到另一個網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。剩下的工作由這個路由器來完成。這時用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個路由器的硬件地址。 什么我們不直接 使用硬件地址進(jìn)行通信？ ? 由于全世界存在著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。 ? 連接到因特網(wǎng)的主機(jī)都擁有統(tǒng)一的 IP 地址，它們之間的通信就像連接在同一個網(wǎng)絡(luò)上那樣簡單方便，因?yàn)檎{(diào)用 ARP 來尋找某個路由器或主機(jī)的硬件地址都是由計算機(jī)軟件自動進(jìn)行的，對用戶來說是看不見這種調(diào)用過程的。 ? 這種主機(jī)往往是無盤工作站。 IP 數(shù)據(jù)報的格式 ? 一個 IP 數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。 ? 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。 區(qū) 分 服 務(wù) 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(yàn) 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(wù) ——占 8 位，用來獲得更好的服務(wù) 在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫做 服務(wù)類型 ，但實(shí)際上一直未被使用過。 只有在使用區(qū)分服務(wù)（ DiffServ）時，這個字段才起作用。 總長度必須不超過最大傳送單元 MTU。 區(qū) 分 服 務(wù) 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時 間 協(xié) 議 標(biāo) 識 區(qū) 分 服 務(wù) 總 長 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗(yàn) 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(biāo)志 (flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。 MF ? 1 表示后面“還有分片”。 標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don39。 只有當(dāng) DF ? 0 時才允許分片。 片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 區(qū) 分 服 務(wù) 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(yàn) 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(jī)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) 運(yùn)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(jìn)程 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(yàn) 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(yàn)和 (16 位 )字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報的首部 不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。 區(qū) 分 服 務(wù) 發(fā)送端 接收端 16 位 字 1 16 位 字 2 置為全 0 檢驗(yàn)和 16 位 字 n 16 位 反碼算術(shù) 運(yùn)算求和 … … 取反碼 數(shù) 據(jù) 報 首 部 IP 數(shù)據(jù)報 16 位 檢驗(yàn)和 16 位 字 1 16 位 字 2 16 位 檢驗(yàn)和 16 位 字 n 16 位 反碼算術(shù) 運(yùn)算求和 16 位 結(jié)果 … … 取反碼 數(shù)據(jù)部分 若結(jié)果為 0, 則保留； 否則，丟棄該數(shù)據(jù)報 數(shù)據(jù)部分 不參與檢驗(yàn)和的計算 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(yàn) 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) 2. IP 數(shù)據(jù)報首部的可變部分