计算机网络基础讲义(3)__IP

1、2.3.3 IP协议 IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务。 不可靠（unreliable）的意思是它不能保证IP数据报能成功地到达目的地。IP仅提供最好的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区， IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息报给信源端。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。 无连接（connectionless）这个术语的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明， IP数据

2、报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先是A，然后是B），每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。 1、IP数据报的封装和报文格式数据报的封装和报文格式 I P数据报的格式如下图所示。普通的IP首部长为20个字节，除非含有选项字段。 1）版本号版本号 指出此报文所使用的IP协议的版本号，IP版本4 (IPv4)是当前广泛使用的版本。2）首部长度首部长度 此域指出整个报文头的长度，是首部占32 bit字的数目，包括任何选项。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节。普通IP数据报（没有任何选择项）字段的值是5。接收

3、端通过此域可以知道报文头在何处结束及读数据的开始处。3）服务类型服务类型 这个域用数值表示出报文的重要程度，此数大的报文优先处理。4）总长度总长度 这个域指出报文的以字节为单位的总长度。利用首部长度字段和总长度字段，就可以知道I P数据报中数据内容的起始位置和长度。5）标识标识 该字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。6）标志标志 该字段点3个bit, 从左往右看，第一个标志位暂时不用，第二个标志位为DF，第三个标示位为 MF。 DF=1，不允许分片 DF=0，允许分片 MF=1，后面还有分片的数据包 MF=0，分片数据包的最后一个7）偏移偏移 指本片数据在初始数据报文区中的偏移量，以8个字节

4、为单位。8）生存时间 通常设为1 53 0秒，表明报文允许继续传输的时间。9）协议协议 这个域指出处理此报文的上层协议号。10）校验和 这个域作为首部数据有效性的校验。11）源地址源地址 这个域指出发送机器的地址。12）目的地址目的地址 这个域指出目的机器的地址。13）选项和填充 选项域是可选的。 IP数据报和ARP数据报一样是直接封装在链路层数据帧里的，当以太网数据帧的“类型”字段值是“0800”时，表明封装的数据是IP数据报。课堂实践: （1）对照下图解释实际IP数据报文的含义; （2）回答问题：此数据报携带的IP数据部分共多少字节、使用何种协议？目的MAC源MAC类型0800IP首部IP

5、数据部分66220+n实验六实验六 IP协议协议一、实验目的一、实验目的1.学习掌握IP协议的理论知识2.学会用抓包工具捕获网络数据报文3.分析数据报文深入理解协议二、实验内容二、实验内容1、启动ethereal或sniffer 设置好capture filter,开始抓包;2、启动IE浏览器访问某网站；3、停止抓包，将结果以文档形式存盘，保存屏幕截图；4、找一条IP数据报文，仔细分析其封装和报文格式，分别写出各字段值及含义，要求尽可能详细；（用word文档保存）三、实验课堂考核三、实验课堂考核1、是否成功捕获IP数据包，给出相应的屏幕截图。2、抽查讲解一条IP数据包的IP头某字段值和含义。2

6、、有关、有关IP分片分片： 以太网对数据帧能携带的数据长度都有一个限制，其最大值是1500字节。链路层的这个特性称作MTU(最大传输单元)。不同类型的网络大多数都有一个上限。 如果IP层有一个数据报要传送，而且数据的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分片（fragmentation），把数据报分成若干片，使每一片都小于MTU。 当IP数据报被分片后，每一片都成为一个分组，具有自己的IP首部，并在选择路由时与其他分组独立。这样，当数据报的这些片到达目的端时有可能会失序，因此在IP首部中必须设置足够的信息让接收端能正确组装这些数据报片。例：有一1508字节的数据到达IP层，要求传送。为

7、什么需要分片？该如何分片？在IP首部如何设置相应的信息？解：若将1508个字节封装成一个IP数据报，即需要加上至少20个字节的IP首部，则总的IP数据报长度为1528字节，将大于以太网MTU的上限1500字节。所以必须分片。针对以太网的MTU为1500字，可计算出一个IP数据报能传送的最大数据为1480字节，所以做如下分片：注意理解：第一片数据长度为1480字节，取自原始数据的第0字节到第1479字节，即相对于原始数据来说其偏移量为0；第二片数据长度为28字节，取自原始数据的第1480字节到第1507字节，即相对于原始数据来说其偏移量为1480。对每片数据的IP首部作相应设置：（1）发送的每份

8、I P数据报的多个分片，其标识字段都为唯一的ID值。即每片数据的IP首部中的标识字段相同。第一片数据（1480）第二片数据（28）014801507（2）标志字段用最低位（MF位）来表示“更多的片”。除了最后一片外，其他每个组成数据报的片都要把该位置1。所以第一片数据的IP首部的MF位置1，即标志字段的值为001；同理，第二片数据的IP首部的标志字段的值为000。（3）片偏移字段指的是该片偏移原始数据报开始处的位置，以8个字节为单位。 第一片数据从原数据的第0字节开始取的，所以其片偏移值为0，即13个0，和该片的3个位的标志字段001合为两字节，换算为十六进制得20 00; 第二片数据从原数据

9、的第1480字节开始取的，所以其片偏移值为1480，合1480/8=185个单位，转换成二进制数, 左边补零扩充为13位后,和该片的3个位的标志字段000合为两字节，换算为十六进制得00 B9; （4）每个片的总长度值要设为该片的长度值。第一片数据长度为1480，加上20字节的IP首部，所以其总长度为1500，转换成十六进制得 05DC；第二片数据长度为28，加上20字节的IP首部，所以其总长度为48，转换成十六进制得 30，占两字节为00 30。 课堂实践课堂实践：下面两图是sniffer截获的IP分片数据包，分析其IP首部，解释总长度字段、标识字段、标志字段和偏移量字段的含义, 这两片数据

10、包是什么关系?(原始数据是否同一个数据包, 且哪片在前?)。（每个同学口头回答）第2帖数据的前8个字节数据为:45 00 05 dc 27 41 20 00第3帖数据的前8个字节数据为:45 00 00 30 27 41 00 b9 第2帧数据和第3帧数据IP首部的标识ID号相同都是”27 41”，说明是应用程序发送的同一个数据包，被IP分片为若干帧数据。 第2帧数据的IP首部的“偏移量”字段值为“00”，表明该片数据是初始数据报文的第一片数据包。“标志”字段的DF位为0，表明允许分片，MF位为1，表明该片数据包不是最后一片，后面还有后续分片。 第2帧数据的“总长度”字段值为1500字节，除去

11、20字节的IP首部，剩下的1480字节数据就是IP包携带的初始数据。可推断出紧接着的第二片数据包在初始数据报文中的偏移量应该是1480字节处。 第3帧数据的IP首部的“偏移量”字段值为“b9”，其十进制值为185，因为该偏移量以8个字节为单位，所以用185乘以8得1480字节，表明该片数据从初始数据报文的第1480字节处开始，因此，该片数据是紧接第2帧数据的第二片数据包。“标志”字段的DF位为0，表明允许分片，MF位为0，表明该片数据包是最后一片。 结论 ：原始数据包被分成两片，分别封装成第2帖数据和第3帖数据，且第2帖在前，第3帖在后。 习题：有一个3000字节的数据到达IP层，要求传送。写出分片后各帖数据的IP首部的前8个字节内容，并说明理由。 答案提示：共分为三片（1480、1480、40） (1) 45 00 05 dc 34 56