IP协议及地址解析协议

IP协议及地址解析协议

1      TCP/IP

1.1      五层架构

名称

硬件

功能

传输对象

协议(举例)

应用层

/

提供应用程序网络接口

具体的协议报文

HTTP, Telnet,FTP,ping

传输层

/

建立端到端连接

segment

TCP/UDP

网络层

路由器

寻址和路由选择

IP报文

IP

ICMP

ARP/RARP

数据链路层

交换机

物理介质访问

帧(frame)

Ethernet,PPP

物理层

接口,线缆(双绞线,光纤),无线电波

二进制数据流传输

比特流(bit)

/

 

1.2      IP首部

普通的IP头部长度为20个字节,不包含IP选项字段。

版本号(Version字段标明了IP协议的版本号,目前的协议版本号为4。下一代IP协议的版本号为6。

头部长度指IP报文头长度,占4位。

8位的服务类型(TOS,Type of Service)字段包括一个3位的优先权字段(COS,Class of Service),4位TOS字段和1位未用位。4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。

总长度(Total length)是整个IP数据报长度,包括数据部分。由于该字段长16比特,所以IP数据报最长可达65535字节。

标识符(Identification)字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。

标志位:3比特。

片偏移:13位,用于指明分片起始点对于报头起始点的偏移量;

生存时间(TTL,Time to Live)字段设置了数据包可以经过的最多路由器数目。TTL的初始值由源主机设置(通常为32或64),一旦经过一个路由器,TTL值就会减1,当该字段值为0时,数据包将被丢弃,并发送ICMP报文通知源主机。

协议字段确定在数据包内传送的上层协议,和端口号类似,IP协议用协议号区分上层协议。TCP协议的协议号为6,UDP协议的协议号为17。

报头校验和(Head checksum)字段计算IP头部的校验和,检查报文头部的完整性。

 

2 IP地址

每个IP地址是一个写成4个8位字节的32比特值。

IP地址唯一标示一台网络设备.最初互联网络设计者根据网络规模大小规定了地址类,把IP地址分为A、B、C、D、E五类。

 

 

2.1 特殊IP地址

a.IP地址255.255.255.255 为受限的广播地址,任何情况下路由不转发目的地址为受限的广播地址的数据报,只让数据报出现在本地网络中。

b.主机号全为1的地址为指向网络的广播地址。路由器必须转发指向网络的广播。

c.主机号全为1且有特定子网号的地址为子网广播地址,同时需要子网掩码来确定子网号。例:IP 128.1.2.255 当子网掩码:255.255.255.0 则改地址为子网广播地址;当子网掩码为255.255.254.0时 改地址不是一个子网广播地址。

d.主机号为0时,表示网络号或子网号不能占用。

 

2.2 子网掩码

IP地址的网络部分称为网络地址,网络地址用于唯一地标识一个网段,或者若干网段的聚合,同一网段中的网络设备有同样的网络地址。IP地址的主机部分称为主机地址,主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备。

 

网络设备使用子网掩码(subnet masking)决定IP地址中哪部分为网络部分,哪部分为主机部分。

子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1,主机部分全都是0。缺省状态下,如果没有进行子网划分,A类网络的子网掩码为255.0.0.0,B类网络的子网掩码为255.255.0.0,C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网,网络地址的使用会更有效。对外仍为一个网络,对内部而言,则分为不同的子网。

 

下期是地址解析协议(ARP跟RARP)和天马星空的现场提问,敬请期待^_^

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