Internet核心原理與應(yīng)用技術(shù) 第9章 Internet網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IPICMP

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1、第9章Internet網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IP/ICMPIP數(shù)據(jù)報傳遞服務(wù)9.1IPv４及IP數(shù)據(jù)報9.2IP數(shù)據(jù)報的分段與重組9.3IP數(shù)據(jù)報的路由與轉(zhuǎn)發(fā)9.4差錯控制報文協(xié)議9.59.1IP數(shù)據(jù)報傳遞服務(wù)IP的主要功能是在互聯(lián)網(wǎng)層上將數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)報的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳遞，從一臺主機傳遞到另一臺主機上，在傳遞過程中可能需要經(jīng)過多個物理網(wǎng)絡(luò)。圖9.1IP數(shù)據(jù)報傳遞過程IP層主要提供以下服務(wù)。（1）“盡力而為（besteffort）”的數(shù)據(jù)報傳遞服務(wù)，但不保證可靠。（2）無連接的傳遞服務(wù)。（3）確定數(shù)據(jù)報的路由。（4）數(shù)據(jù)報的分段和重組。9.2IP

2、v4及IP數(shù)據(jù)報版本頭部長服務(wù)類型長度標(biāo)識DFMF段偏移量TTL協(xié)議號報頭校驗和源IP地址目的IP地址選項＋填充位圖9.2IPv4數(shù)據(jù)報頭部結(jié)構(gòu)表9.1最初的IP選項選項說明Security規(guī)定了數(shù)據(jù)報的秘密程度Strictsourcerouting指定數(shù)據(jù)報傳輸?shù)耐暾窂絃oosesourcerouting給出了IP數(shù)據(jù)報傳送過程中必須經(jīng)過的一組路由器Recordroute讓每臺路由器都附上它的IP地址Timestamp讓每臺路由器都附上它的地址和時間戳9.3IP數(shù)據(jù)報的分段與重組由于IP數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中傳遞時會通過不同的物理網(wǎng)絡(luò)，而

3、不同的物理網(wǎng)絡(luò)允許通過的數(shù)據(jù)報的最大長度各不相同，當(dāng)IP數(shù)據(jù)報經(jīng)過路由器在互聯(lián)網(wǎng)中傳遞時，可能會經(jīng)過某些物理網(wǎng)絡(luò)，這些物理網(wǎng)絡(luò)允許的最大報長小于這個數(shù)據(jù)報的長度，這時路由器的IP層就需要將該數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分進行分段，在每個段前面加上IP的包頭，然后轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)這些段到達(dá)目標(biāo)主機時，再將這些段重新組裝成數(shù)據(jù)報。表9.2IP分段信息實例標(biāo)識2020202020總長度25225225225292段偏移0295887116ＭＦ111119.4IP數(shù)據(jù)報的路由與轉(zhuǎn)發(fā)1．源主機和目標(biāo)主機位于同一個物理網(wǎng)絡(luò)對于這種情況由于數(shù)據(jù)只在一個物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳輸，

4、這時只需要通過地址解析協(xié)議（ARP）將目標(biāo)主機的IP地址轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的物理地址，然后將IP數(shù)據(jù)報封裝成物理網(wǎng)絡(luò)幀，直接將該幀發(fā)送到通信信道中，那么目標(biāo)主機便會收到這個數(shù)據(jù)幀。圖9.3源主機與目標(biāo)主機屬于同一網(wǎng)絡(luò)的路由表9.3A中的路由表目的網(wǎng)絡(luò)下一路由器跳數(shù)223.1.1.0/241223.1.2.0/24223.1.1.42223.1.3.0/24223.1.1.432．源主機和目標(biāo)主機位于不同的物理網(wǎng)絡(luò)這時數(shù)據(jù)報要經(jīng)過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，可能要經(jīng)過若干個路由器。圖9.4源主機和目標(biāo)主機位于不同的物理網(wǎng)絡(luò)的路由表9.4路由器R2的路由表目前主

5、機所在網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器地址20.0.0.0直接交付，接口030.0.0.0直接交付，接口140.0.0.030.0.0.110.0.0.020.0.0.79.5差錯控制報文協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)差錯控制報文協(xié)議（InternetControlMessageProtocol，ICMP）就是一個工作在主機和路由器之間的消息控制和差錯報告協(xié)議，ICMP是IP正式協(xié)議的一部分，在TCP/IP的實現(xiàn)中ICMP是必須被實現(xiàn)的。圖9.5ICMP數(shù)據(jù)報封裝在IP內(nèi)部ICMP的主要功能如下。（1）通告網(wǎng)絡(luò)錯誤。（2）通告網(wǎng)絡(luò)擁塞。（3）協(xié)助解決故障。（4）通告超時

6、9.5.1ICMP報文格式圖9.6ICMP報文格式表9.5ICMP報文類型類型代碼ICMP類型描述00回顯應(yīng)答（Ping應(yīng)答）續(xù)表類型代碼ICMP類型描述3目的不可達(dá)0網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)1主機不可達(dá)2協(xié)議不可達(dá)3端口不可達(dá)4需要進行分片但設(shè)置了不分片比特5源站選路失敗6目的網(wǎng)絡(luò)不認(rèn)識7目的主機不認(rèn)識8源主機被隔離（作廢不用）9目的網(wǎng)絡(luò)被強制禁止10目的主機被強制禁止11由于服務(wù)類型TOS，網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)12由于服務(wù)類型TOS，主機不可達(dá)13由于過濾，通信被強制禁止14主機越權(quán)15優(yōu)先權(quán)中止生效40源端被關(guān)閉（基本流控制）5重定向0對網(wǎng)絡(luò)重定向1對

7、主機重定向2對服務(wù)類型和網(wǎng)絡(luò)重定向3對服務(wù)類型和主機重定向80請求回顯（Ping請求）90路由器通告100路由器請求11超時0傳輸期間生存時間為01在數(shù)據(jù)報組裝期間生存時間為012參數(shù)問題0壞的IP首部（包括各種差錯）1缺少必需的選項續(xù)表類型代碼ICMP類型描述130時間戳請求140時間戳應(yīng)答150信息請求（作廢不用）160信息應(yīng)答（作廢不用）170地址掩碼請求180地址掩碼應(yīng)答ICMP差錯報告報文共有以下5種。（1）終點不可達(dá)（2）源站抑制（3）超時報文（4）參數(shù)出錯（5）改變路由（重定向）9.5.2ICMP的工具程序1．Ping命

8、令表9.6Ping命令語法參數(shù)參數(shù)意義-a執(zhí)行DNS反向查詢（由IP地址查出FQDN——完整域名）-I<存活時間>設(shè)置IP信息包的存活時間，默認(rèn)為32-n<次數(shù)>每次執(zhí)行時，發(fā)出響應(yīng)請求信息包的數(shù)目，默認(rèn)為4-t持續(xù)發(fā)出