計算機網路協議 第五課 IP

2021-10-22 17:07:51 字數 3888 閱讀 6119

4.2 ip首部選項

問:某路由器接收到乙個ip資料報,前8位如下:01000010,請解釋它的含義

答:將其看成0100,0010,前者值是4,後者值是2,前者是版本,4代表ipv4協議;後者是首部長度,以4位元組為單位計數,所以首部長度為8位元組,可是8位元組不滿足ip資料報的格式要求,所以這是個無效的報文

問:乙個ip資料報的首部長度為0x5,總長度為0x28,則這個ip資料報封裝多少位元組資料?封裝該ip資料報的乙太網幀的總長度是多少位元組?(十進位制數)

答:資料長度等於總長度減去首部長度,即0x28(十進位制40)減去0x5(乘以單位4位元組等於20),資料長度等於20。乙太網幀的總長度在總長度的基礎上加上首部和尾部共(6+6+2+4)18位元組,此時共(40+18)58位元組,因為不滿足最小幀長64位元組的需要,所以需要補上6位元組

問:「總長度」字段存在的理由?

資料部分的長度可以從總長度中減去首部長度得出

問:某路由器收到乙個ip資料報,前幾位用16進製表示為45000028000100000201…,這個ip資料報還能跳多少跳?封裝的是什麼資料?

答:該資料報中ttl的值為02,意味著還能再跳一跳,下一跳時ttl值變為01,將不能再跳了。協議欄位的值為01,查表可知對應icmp,下表中的所有協議字段對應關係應背誦

問:鏈路層是否有類似ttl的機制?鏈路層中與「協議」字段具有類似作用的字段有哪些?

答:鏈路層無類似ttl的機制,但他們使用生成樹協議來解決類似問題。鏈路層中的型別欄位你與「協議」欄位相類似。

問:路由器收到的幀格式和長度,是否與發出的幀格式和長度相同?

答:否,因為可能路由器的介面連線兩種不同的網路,所以幀的格式可能不同。因為介面的mtu可能不同,導致長度不同。其中收到介面mtu大,發出介面mtu小,導致長度不同;收到介面mtu小,發出介面mtu大,長度不變。

其中mtu為576時,為ipv6網路最小mtu,分片長度小於它時將不會再被分片。

問:ip資料報總長度最大為多少位元組?

最大為2^16-1位元組,也即64kb

問:何時何處進行分片和重組?

分片的工作由源主機和中間路由器進行;重組的工作只由目的主機進行

問:每個路由器都必須計算檢驗和嗎?

中間路由器收到資料報時,也要先檢驗其完整性,以決定是否可以**;如可以,則要重新計算檢驗和,並將其值置於首部檢驗和字段中然後**。前者的工作由路由器的接收方完成,後者的工作由傳送方完成

問:r1發出的和r2發出的ip資料報有何不同?

r1和r2在網路中的位置不一樣,導致了ttl的不同,因為介面的mtu不一樣,所以檢驗和也不同

選項的功能:用於網路測試和除錯。包括:

記錄資料報經過的路徑、時間

由源端指定必須經過的路徑

其中的類別一項僅作了解,重點學習複製和編號兩項。由上圖可知,選項也是tlv格式的。值一項,跟選項內容有關,長度不一定。

無操作選項no-op:1位元組,用作選項和選項之間填充符。

型別=1(0 00 00001)(僅在第乙個分片中複製,資料報控制,無操作)

一般用於補充選項長度,用來對其下乙個選項

選項結束選項end-op:1位元組,用作選項字段結束時的填充。只能用作最後乙個選項,只能使用一次。

型別=0(0 00 00000)

問:ip首部前面有20位元組,再加乙個eool和nop共多少位元組?(這裡為課本上的名稱)

答:22位元組

格式

長度:該選項的總長度,最多存放40位元組(因為首部最大長度為(2^4-1)*4=60,前面的內容已經佔了20位元組)

記錄路由的過程

ip資料報離開源主機時,指標=4,ip位址表為空

當指標值《長度值時,中間路由器將ip資料報離開路由器的介面的ip位址記錄在ip首部選項中,指標值+4

當指標值》長度值時,路由器不記錄ip位址,直接**資料報。

功能:記錄ip資料報經過每個中間路由器的時間戳

工作原理:ip資料報經過路由器時,路由器記錄乙個時間戳(標準時間)

型別=68(0 10 00100)

長度:該選項的總長度,最多為40位元組。因此最多只有4個路由器能記錄ip位址和時間戳。

指標:指向下乙個可存放ip位址和時間戳的位置

溢位:由於無空間而未能記下時間戳的路由器的個數

標誌:

功能:由源端指定一系列路由器的ip位址,以限定ip資料報的傳輸路徑

用途:通常用於測試某特定路徑,或繞開某危險網路等

源路由支援兩種形式

長度:該選項的總長度,最多為40位元組

指標:指向當前比較的ip位址

ip位址表:由源主機生成,指定ip資料報經過的路徑

ping -k ip1 ip3 ip5 d

源主機指明ip資料報的目的位址和經過的路由清單(中間路由器的入口ip位址)

源主機的ip模組接收源路由清單後,

將ip包目的ip位址放在路由清單的最後一項

用清單中的第乙個ip位址替換ip包的目的位址

指標指向清單中的第二個ip位址

傳送該ip報

如果不是自己接收該資料報的入口ip,則:

不改變ip資料報的首部內容,正常**資料報(寬鬆源路由)

丟棄該資料報(嚴格源路由)

如果等於自己接收該資料報的入口ip,且指標值小於長度值,則:

用當前ip位址替換ip目的位址

用出口ip位址替換當前ip位址

指標值加4

ping -j ip位址列表 //寬鬆源路由

最多9個ip位址

ping -k ip位址列表 //嚴格源路由

最多9個ip位址

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