IP網際協議 IP首部,IP路由選擇,子網掩碼

2021-07-04 06:54:10 字數 2908 閱讀 4109

4個位元組的32 bit值以下面的次序傳輸:首先是0~7 bit,其次8~15 bit,然後1 6~23 bit,最後是24~31 bit。這種傳輸次序稱作big endian位元組序。由於t c p / i p首部中所有的二進位制整數在網路中傳輸時都要求以這種次序,因此它又稱作網路位元組序。以其他形式儲存二進位制整數的機器,如little endian格式,則必須在傳輸資料之前把首部轉換成網路位元組序。

首部長度指的是首部佔32 bit字的數目,包括任何選項。由於它是乙個4位元字段,因此首部最長為6 0個位元組。

總長度欄位是指整個i p資料報的長度,以位元組為單位。利用首部長度欄位和總長度字段,就可以知道i p資料報中資料內容的起始位置和長度。由於該字段長1 6位元,所以i p資料報最長可達6 5 5 3 5位元組(回憶圖2 - 5,超級通道的m t u為6 5 5 3 5。它的意思其實不是乙個真正的m t u—它使用了最長的i p資料報)。當資料報被分片時,該字段的值也隨著變化。

總長度欄位是i p首部中必要的內容,因為一些資料鏈路(如乙太網)需要填充一些資料以達到最小長度。儘管乙太網的最小幀長為4 6位元組(見圖2 - 1),但是i p資料可能會更短。如果沒有總長度字段,那麼i p層就不知道4 6位元組中有多少是i p資料報的內容。

標識字段唯一地標識主機傳送的每乙份資料報。通常每傳送乙份報文它的值就會加1。

t t l(t i m e - t o - l i v e)生存時間字段設定了資料報可以經過的最多路由器數。它指定了資料報的生存時間。t t l的初始值由源主機設定(通常為3 2或6 4),一旦經過乙個處理它的路由器,它的值就減去1。當該字段的值為0時,資料報就被丟棄,並傳送i c m p報文通知源主機。

首部檢驗和字段是根據i p首部計算的檢驗和碼。它不對首部後面的資料進行計算。i c m p、i g m p、u d p和t c p在它們各自的首部中均含有同時覆蓋首部和資料檢驗和碼。

最後乙個欄位是任選項,是資料報中的乙個可變長的可選資訊。目前,這些任選項定義

如下:• 安全和處理限制(用於軍事領域,詳細內容參見rfc 1108[kent 1991])

• 記錄路徑(讓每個路由器都記下它的i p位址,見7 . 3節)

• 時間戳(讓每個路由器都記下它的i p位址和時間,見7 . 4節)

• 寬鬆的源站選路(為資料報指定一系列必須經過的i p位址,見8 . 5節)

• 嚴格的源站選路(與寬鬆的源站選路類似,但是要求只能經過指定的這些位址,不能經過其他的位址)。

這些選項很少被使用,並非所有的主機和路由器都支援這些選項。

選項字段一直都是以32 bit作為界限,在必要的時候插入值為0的填充位元組。這樣就保證i p首部始終是32 bit的整數倍(這是首部長度欄位所要求的)。

從概念上說, i p路由選擇是簡單的,特別對於主機來說。如果目的主機與源主機直接相連(如點對點鏈路)或都在乙個共享網路上(乙太網或令牌環網),那麼i p資料報就直接送到目的主機上。否則,主機把資料報發往一預設的路由器上,由路由器來**該資料報。大多數的主機都是採用這種簡單機制。

路由表中的每一項都包含下面這些資訊:

• 目的i p位址。它既可以是乙個完整的主機位址,也可以是乙個網路位址,由該表目中的標誌欄位來指定(如下所述)。主機位址有乙個非0的主機號(見圖1 - 5),以指定某一特定的主機,而網路位址中的主機號為0,以指定網路中的所有主機(如乙太網,令牌環網)。

• 下一站(或下一跳)路由器( next-hop router)的i p位址,或者有直接連線的網路i p位址。下一站路由器是指乙個在直接相連網路上的路由器,通過它可以**資料報。下

一站路由器不是最終的目的,但是它可以把傳送給它的資料報**到最終目的。

• 標誌。其中乙個標誌指明目的i p位址是網路位址還是主機位址,另乙個標誌指明下一站路由器是否為真正的下一站路由器,還是乙個直接相連的介面(我們將在9 . 2節中詳細介紹這些標誌)。

• 為資料報的傳輸指定乙個網路介面。i p路由選擇是逐跳地( h o p - b y - h o p)進行的。從這個路由表資訊可以看出, i p並不知道到達任何目的的完整路徑(當然,除了那些與主機直接相連的目的)。所有的i p路由選擇只為資料報傳輸提供下一站路由器的i p位址。它假定下一站路由器比傳送資料報的主機更接近目的,而且下一站路由器與該主機是直接相連的。

i p路由選擇主要完成以下這些功能:

1) 搜尋路由表,尋找能與目的i p位址完全匹配的表目(網路號和主機號都要匹配)。如果找到,則把報文傳送給該錶目指定的下一站路由器或直接連線的網路介面(取決於標誌欄位的值)。

2) 搜尋路由表,尋找能與目的網路號相匹配的表目。如果找到,則把報文傳送給該錶目指定的下一站路由器或直接連線的網路介面(取決於標誌欄位的值)。目的網路上的所有主機都可以通過這個表目來處置。例如,乙個乙太網上的所有主機都是通過這種表目進行尋徑的。這種搜尋網路的匹配方法必須考慮可能的子網掩碼。關於這一點我們在下一節中進行討論。

3) 搜尋路由表,尋找標為「預設( d e f a u l t)」的表目。如果找到,則把報文傳送給該錶目指定的下一站路由器。

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