(三)網路層 網際協議IP

2021-07-29 16:40:31 字數 3180 閱讀 8855

1、面向連線:在通訊的雙方之間先建立一條虛電路實現可靠的傳輸。

2、無連線:不需要建立連線,每個分組都有終點的完整位址,可能發生丟失、錯序等問題。

注意:目前網際網路提供的是無連線的服務。

網際協議ip是tcp/ip體系中兩個最主要的協議之一。與ip協議配套的還有4個協議:

1、位址解析協議arp

2、逆位址解析協議

3、網際控制報文協議icmp

4、網際組管理協議igmp

ip協議會用到arp和parp,而icmp和igmp會用到ip協議。

每一類ip位址由「網路號、主機號」組成。網路號標誌主機或路由器連線到哪個網路,乙個網路號在整個網際網路範圍內是唯一的。主機號標誌該主機或路由器,乙個主機號在當前網路範圍是內唯一的。

注意:a、b、c類位址是單播位址(一對一通訊),d類位址用於多播通訊,e類位址保留為以後用。

a類位址:以0開頭, 第乙個位元組範圍:0~127(1.0.0.0 - 126.255.255.255);

b類位址:以10開頭,第乙個位元組範圍:128~191(128.0.0.0 - 191.255.255.255);

c類位址:以110開頭,第乙個位元組範圍:192~223(192.0.0.0 - 223.255.255.255);

其他ip位址為internet上保留位址用於內部。

1、每乙個ip位址都是由網路號和主機號組成。ip位址管理機構只分配網路號,主機號由該網路號的擁有單位自行分配。路由器根據網路號進行分組**,大幅度減小路由表所佔儲存空間和查詢時間。

2、當乙個主機同時連線到兩個網路時,該主機擁有兩個網路號不同的ip位址。該主機稱為多歸屬主機,例如路由器。

mac位址是資料鏈路層和物理層使用的位址,ip位址是網路層和以上各層使用的邏輯位址。

ip位址放在ip資料報的首部,而硬體位址放在mac幀的首部。

arp:將ip位址對映到mac位址

rarp:將mac位址對映到ip位址(現在包含在dhcp協議中)

位址解析協議arp :在每個主機設有乙個arp快取記憶體,裡面包含本區域網中每個主機和路由器的ip位址到mac位址的對映表,並經常動態更新(arp中每乙個對映位址都有生存時間)。

當arp快取記憶體中沒有目標主機的ip位址源主機的arp快取記憶體為空時,源主機自動執行arp:

1、源主機在本區域網上廣播傳送乙個arp請求分組,包含源主機的ip、mac位址以及目標主機的ip位址。

2、目標主機收到這個分組,向源主機傳送自己的ip、mac位址,並將源主機的ip、mac位址記錄在自己的arp快取記憶體中。其餘主機忽略這個請求分組。

3、源主機收到目標主機傳送的分組,將目標主機的ip、mac位址寫入自己的arp快取記憶體。

ip資料報的首部的固定部分是20位元組,是所有ip資料報必須具有的。可變部分包含一些可選字段。

1、ip資料報首部的固定部分

(1)版本:佔4位,指ip協議的版本,ipv4或ipv6

(2)首部長度:佔4位,可表示的最大十進位制數字是15。這個欄位所表示的數字單位是32位,即4位元組。當首部長度表示為0001時,並不是說首部長度是1,而是說首部長度是1個4位元組。因此真正的首部的長度應該是0~15(4位元組),即0~60位元組。在tcp/ip的標準中,各種資料格式常以32位(4位元組)為單位進行描述。在首部,某些格式是必須的,所以,規定首部的固定部分是20個位元組。特別的:首部長度為「0101」是最常用的,此時只有固定部分,沒有任何選項(可變部分)。當首部長度不是4位元組的整數倍時,用全0補充成4位元組整數倍。

(3)區分服務:佔8位,只有在使用區分服務時,這個欄位才起作用,一般不使用。

(4)總長度::佔16位,首都及資料之和的長度,單位為位元組,最大長度為216

−1=65535

在路由表中,每一條路由中最主要的兩個資訊是《目的網路位址,下一跳位址》。根據目的網路位址來確定下一跳路由器,只有到達最後乙個路由器時,才向目的主機進行直接交付。

注意:這裡不討論加入子網掩碼後的路由表,劃分子網的部分在下一章。

分組**流程

1、從ip資料報首部提取目的主機的ip位址d,得到目的網路位址n。

2、若n與此路由器直接相連,則進行直接交付,把資料報直接交付給目的主機。具體過程為:將目的主機位址d轉換為mac位址,將ip資料報封裝為mac幀,再傳送此幀。

3、若n與此路由器不直接相連,則進行間接交付,若路由表中有目的位址為d的特定主機路由,則將資料報傳送給路由表中所指明的下一跳路由。否則,執行4。

4、若路由表中有到達網路n的路由,則將資料報傳送給路由表中所指明的下一跳路由。否則,執行5。

5、若路由表中有乙個預設路由,則把資料傳送給路由表中的預設路由器。否則,執行6。

6、報告**分組出錯。

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