二 . ip 数据报 1. ip 数据报

二 . IP数据报1. IP 数据报

• 采用传统的硬件帧格式– 路由器要连接异构网络，而不同类型网络的帧格式不

同；– 路由器不能简单地格式化帧的头，因为两个网络可能

使用不兼容的地址格式；

• 虚拟包一个独立于底层硬件的包格式。即 IP 数据报 (datagram)

Header data

二 . IP数据报2. IP 头格式

• Service type

20 bytes

Vers. H.len Service type Total length

Identification Flags Fragment offset

Time to live Protocol Header checksum

Source IP address

Destination IP address

IP options (may be omitted) Padding

Beginning of data

4 字节为单位

0 4 8 16 19 24 31

优先级 D T R C 未用

二 . IP数据报2. IP 头格式

• Protocol

0

1

2

3

4

6

8

17

29

55-60

80

ICMP

IGMP

GGP

IP

TCP

EGP

UDP

ISO-TP4

ISO-IP

MTP

Reserved

Internet Control Message

Internet Group Management

Gateway-to-Gateway

IP in IP (encasulation)

Transmission Control

Exterior Gateway Protocol

User Datagram

ISO Transport Protocol Class 4

ISO Internet Protocol

Multicast Transport Protocol

RFC 1700

二 . IP数据报3.IP 数据报选项

• Copy

– 1

– 0

• Class– 0– 1– 2– 3

该选项应被拷贝到所有分片中该选项仅被拷贝到第一分片中

数据报或网络控制保留纠错和度量保留

选项格式

选项码

Option code1B

Option code Option length data1 1

某类选项中的选项号

1b 2 5

copy class number

控制路由器在将数据报分片时是否把选项拷贝到分片中


• 八种可能的 IP 选项

class number 长度描述

0 0 - 选项表结束0 1 - 无操作0 2 11 安全和处理限制0 3 var 松散源路由 ( 指定数据报的路0 7 var 记录路由 ( 用来跟踪路由 )

0 8 4 流标识符0 9 var 严格源路由 ( 指定数据报的路

2 4 var Internet 时间戳 ( 记录路由时间 )


• 记录路由选项

源主机生成一个 IP 地址的空表，由所有处理过该数据报的路由器把它们的 IP 地址填入表中。

路由器在指针所指的位置插入自己的 IP 地址。

( 0, 7 ) length Pointer

First hop IP address

Second hop IP address

………..


• 源路由选项

– 严格源路由– 松散源路由

选项中包含一个 IP 地址序列来指定一条路由，即规定数据报要经过指定的地址到达目的地。

两个相邻地址必须处在同一物理网络上允许相邻两个地址之间跳过多个网络

(0,3)/(0,9) length Pointer

First hop IP address

Second hop IP address

………..


• 时间戳选项

选项包含一个空表。从源端到目的端路径上的每个路由器均在表中填入一项。

( 2,4 ) length Pointer oflow

First IP address

First timestamp

Second IP address

Second timestamp

flag


仅记录时间戳；忽略 IP 地址在每个时间戳之前记录 IP 地址 ( 如上图所示 )

由发方指定 IP 地址；如表中下一个 IP 地址与路由器的 IP 地址匹配，则路由器仅记录时间戳。

Flag meaning

0

1

3

4. 分段时对选项的处理

记录路由选项只拷贝到其中一个段中

源路由选项必须拷贝到所有段中

三、 IP封装，分段和重组 1.IP 封装

• 封装

将 IP 数据报装进一个帧的数据区，网络硬件像对待普通帧一样对待包含着数据报的帧。

IP data areaIP header

Frame dataFrame header

三、 IP封装，分段和重组 1.IP 封装

多次封装

datagram

datagramHeader1

datagram

datagramHeader2

datagram

datagramHeader3

datagram

目的主机

源主机

Net2Net2

Net3Net3

Net1Net1

三、 IP封装，分段和重组 2. 分段

• 分段

当数据报的尺寸大于网络 MTU 时，路由器将数据报分成若干个较小部分—称为段 (fragment)。

Net1(MTU=1500)

Net1(MTU=1500)

Net2(MTU=1000)

Net2(MTU=1000)

三、 IP封装，分段和重组 2. 分段

每一段携带取自原数据报的部分数据，具有一个类似于原报的报头。

IP Header original datagram data area

IP H1 frag1 IP H2 frag2 IP H3 frag3

三、 IP封装，分段和重组 3. 重组

• 重组 • 重组时机– 在每个路由器进行– 在最终目的地进行

在所有段的基础上重新产生原始数据报的过程。

IP 标准规定只在最终目的地进行重组

Net1(MTU=1500)

Net1(MTU=1500)

Net2(MTU=1000)

Net2(MTU=1000)

Net2(MTU=1500)

Net2(MTU=1500)

二 . ip 数据报 1. ip 数据报

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