【正文】 機(jī)訪問其他網(wǎng)絡(luò)的出口 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛438 特殊 IP地址（ 1） 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛439 特殊 IP地址（ 2） ? 使用全“ 0”地址與動(dòng)態(tài)主機(jī)配置服務(wù)器進(jìn)行通信。 ? 主機(jī)號(hào)全為” 1”的 IP地址稱為廣播地址，即因特網(wǎng)上的某主機(jī)可以使用廣播地址向因特網(wǎng)上的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)發(fā)送報(bào)文。但如果物理網(wǎng)絡(luò)本身是采用點(diǎn)到點(diǎn)方式且在物理上不支持廣播，要完成 IP報(bào)文的廣播就只能逐臺(tái)主機(jī)傳送，這種廣播技術(shù)也稱為直接廣播 (directed broadcasting)。當(dāng)主機(jī)只需在本地網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行廣播時(shí)，但又不知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)時(shí)，該怎么辦？ 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛441 特殊 IP地址（ 4） ? IP協(xié)議規(guī)定， 32比特全“ 1”的 IP地址用于本網(wǎng)的廣播地址，該地址稱為有限廣播地址 (limited broadcasting)。 ? 網(wǎng)絡(luò)號(hào)為 127的 A類地址是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試以及本機(jī)進(jìn)程間通信，叫作回送地址 (loopback address)。 ? 路由器在和相鄰路由器交換路由信息時(shí)，必須把自己所在網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）的子網(wǎng)掩碼告訴相鄰路由器。 ? 若一個(gè)路由器連接在兩個(gè)子網(wǎng)上就擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址和兩個(gè)子網(wǎng)掩碼。 ? 首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛484 固 定 部 分 可變 部分 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 數(shù) 據(jù) 部 分 首 部 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 首 部 發(fā)送在前 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛485 可變 部分 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 數(shù) 據(jù) 部 分 首 部 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 固 定 部 分 發(fā)送在前 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛486 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 數(shù) 據(jù) 部 分 首 部 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 固 定 部 分 可變 部分 區(qū) 分 服 務(wù) 發(fā)送在前 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛487 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 版本 ——占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本 目前的 IP 協(xié)議版本號(hào)為 4 (即 IPv4) 區(qū) 分 服 務(wù) 1. IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部的固定部分中的各字段 2022/3/13 第四章 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)工程系 董剛488 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 首部長度 ——占 4 位，可表示的最大數(shù)值 是 15 個(gè)單位 (一個(gè)單位為 4 字節(jié) ) 因此 IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)。 1998 年這個(gè)字段改名為區(qū)分服務(wù)。 在一般的情況下都不使用這個(gè)字段 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490 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 總長度 ——占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度， 單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度為 65535 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491 首 部 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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)識(shí) (identification) 占 16 位， 它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。 標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。 MF ? 0 表示最后一個(gè)分片。t Fragment) 。 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(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 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(duì)位置。 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(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 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 生存時(shí)間 (8 位 )記為 TTL (Time To Live) 數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。 這里不采用 CRC 檢驗(yàn)碼而采用簡單的計(jì)算方法。 ? 選項(xiàng)字段的長度可變 ， 從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等 ， 取決于所選擇的項(xiàng)目 。 這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開銷 。 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(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)通過三個(gè)路由器連接在一起。 ? 可以想像，若按目的主機(jī)號(hào)來制作路由表，則所得出的路由表就會(huì)過于龐大。這樣就可使路由表大大簡化。 ? 只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí)，才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。 ? 采用特定主機(jī)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(cè)試網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可在需要考慮某種安全問題時(shí)采用這種特定主機(jī)路由。 ? 這種轉(zhuǎn)發(fā)方式在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有很少的對(duì)外連接時(shí)是很有用 的。 ? 如果一個(gè)主機(jī)連接在一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)上，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)只用 一個(gè)路由器和因特網(wǎng)連接，那么在這種情況下使用 默認(rèn)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4106 必須強(qiáng)調(diào)指出 ? IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中沒有地方可以用來指明 “ 下一跳路由器的 IP 地址 ” 。 ? 網(wǎng)絡(luò)接口軟件使用 ARP 負(fù)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(gè)硬件地址找到下一跳路由器 。 (2) 若網(wǎng)絡(luò) N 與此路由器直接相連 ， 則把數(shù)據(jù)報(bào) 直接交付 目的主機(jī) D；否則是 間接 交付 ， 執(zhí)行 (3)。 (4) 若路由表中有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N 的路由 ， 則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則 ， 執(zhí)行 (5)。 (6) 報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò) 。 ? 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?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)地址取決于那個(gè)網(wǎng)絡(luò)所采用的子網(wǎng)掩碼，但數(shù)據(jù)報(bào)的首部并沒有提供子網(wǎng)掩碼的信息。 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。若匹配，則將分組直接交付。 (3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則將 分組傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行 (4)。 (5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則將分組傳送給路由表 中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行 (6)。 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(rèn)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。試討論 R1 收到 H1 向 H2 發(fā)送的分組后查找路由