网络层协议及报文格式
一、IP v4协议簇包含三个协议:IP(Internet Protocol,因特网协议)、ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)、ICMP(Internet Control Message Protocol,因特网控制消息协议)。
二、IPv6 协议簇包含四个协议:IPv6、ICMPV6 、ND(Neighbor Discovery,邻居发现协议)、MLD(Multilcast Listener Discover,组播侦听器发现协议)。
三、IP协议基本功能
(1)寻址:二层是MAC地址寻址的广播帧只在同一个以太网段内部进行,不能在不同网段内传播;所以就通过那个三层协议(IP协议)来通信。
(2)数据报的封装:IP封装的目的是表示此IP数据报发送节点和接受节点的IP地址及控制信息。
(3)分段与重组:因为链路上传播数据报大小不同,也就是最大传输单元(mtu),所以我们要对数据报进行拆分。
四、IPv4的不足:
(1)IPv4 地址空间面临枯竭
(2)地址结构不合理
(3)配置复杂
(4)服务质量差
(5)骨干路由器维护的路由表项目数量过多
五、IPV6 的优势
(1)更大的地址空间
(2)有效和分级的寻址和路由基础结构
(3)支持无状态和控制状态的地址配置
(4)支持移动性
(5)对服务质量更好支持
(6) 提供邻居结点交互的新协议
六、IPV4 数据报头部格式
版本:4,标识当前网络中为IPV4
头部长度:5,标识Ip 报头长度为4字节*5 =20字节
区分服务字段:00000000,表示当前IP数据报中没有使用服务类型字段
总长度:40,表示,该数据报总长为40字节
标识:标识该数据报的标识为0x41ab(十六进制)
分段标志:010 第2位为1,表示该字段不能被分段,最低位为0,表示后面没有分段
分段偏移量:0 表示没有分段
生存时间:128 表示该数据报最多可以经过128个路由
上层协议:6,表示IP数据报的传输层协议为TCP协议
效验和:该数据报效验和为0x36A8 ,表示该数据报是完整的‘
源IP地址:发送数据报的源节点的IP地址
目的IP地址:表示该数据报发送给的目的节点IP地址
无IP选项:表示该数据报没有选项字段。
七、IPV6 数据报头部格式:
Ipv6 报头
八、IPV6 扩展报头:
(1) 逐跳选项头(Hop-by-Hop Options Header):类型值为0,此扩展报头须被转发路径所有的结点处理。目前在路由告警(RSVP和MLDV1)与jumbo帧处理中使用了逐跳选项头,因为路由告警要通知到转发路径中所有结点。
(2)目的选项头(Destination Options Header):本扩展报头类型值为60。1.路由头前,此选项头须被目的节点和路由头中指定的结点处理;2.上层头前(任何ESP头后),此时只能被目的节点处理。
(3)路由头(Routing Header):扩展报头类型值为43,用于源路由选项和移动IPV6
(4)分段头(Fragment Header):扩展报头类型值为44,用于标识数据报的分段,当源节点发送的报文超过传输链路MTU(源节点和目的节点之间传输路径的MTU)
(5)认证头(Authentication Header):扩展报头类型值为51,用于IPsec,提供报文验证、完整性检查。
(6)封装安全有效载荷头(Encapsulation Security Payload Header):扩展报头类型值为50,提供报文验证、完整性检查和加密。
(7)上层头:标识数据报上层协议类型,如TCP、UDP、ICMP等
九、IPv4 数据报的封装与解封装
数据报通过不同网段时的封装和解封装流程
十、ipv 4 数据报的分段与重组
不同网络数据链路层协议的MTU(最大传输单元)值