數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 第7章 網(wǎng)絡(luò)層功能協(xié)議與IP計算

第三版 ) 第 3章 第 1頁 第 7章 網(wǎng)絡(luò) 層功能協(xié)議與 本章概述 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 主要內(nèi)容 第三版 ) 第 3章 第 2頁 本章概述 在數(shù)據(jù)鏈路層之上，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間的首要問題，就是能找到對方，進(jìn)一步就是能“最佳”地找到目標(biāo)，即路由選擇問題。另一個與之相關(guān)的問題，是編址（ 即為所有的主機(jī)結(jié)點和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供合適的標(biāo)識符，以改善局域網(wǎng)和通信網(wǎng)尋址方式的復(fù)雜性和多樣性。 本章沿著 考理解異構(gòu)性和可擴(kuò)展性問題，討論網(wǎng)絡(luò)層解決上述問題的方式方法，以及為網(wǎng)絡(luò)融合的通用技術(shù)所做的貢獻(xiàn)。本章全面講述網(wǎng)絡(luò)層的功能與協(xié)議，以及 第三版 ) 第 3章 第 3頁 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握網(wǎng)絡(luò)層功能和協(xié)議 理解 理解 掌握 理解 掌握 掌握 掌握路由表分析原理 第三版 ) 第 3章 第 4頁 主要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)層功能 互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議 路由表 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 絡(luò)層功能 聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的需求 1. 路由 路由器的通用性和復(fù)雜性，在于路由器記錄結(jié)點的物理層地址和網(wǎng)絡(luò)地址，同時在路由器中還包含有軟件，分析這些結(jié)點地址之間可能存在的若干路徑，計算某次特定的傳輸應(yīng)該選擇一條的最佳路徑。 路由器在多個互連設(shè)備之間中繼數(shù)據(jù)包，對來自某個網(wǎng)絡(luò)的包確定轉(zhuǎn)發(fā)路線，發(fā)送到互連網(wǎng)絡(luò)中任何可能的目的網(wǎng)絡(luò)中 。 第 5頁 第三版 ) 第 3章 互連網(wǎng)絡(luò) 圖 7 6頁 網(wǎng) 絡(luò) 1 （ 以 太 網(wǎng) ）H 3H 2H 1H 7H 6H 4 H 5網(wǎng) 絡(luò) 3 （ F D D I )H 8網(wǎng) 絡(luò) 4（ 點 到 點 P P P ）R o u t e r 1R o u t e r 3R o u t e r 2網(wǎng) 絡(luò) （ 以 太 網(wǎng) ）新 建 設(shè) 無 線 網(wǎng)第三版 ) 第 3章 參考 上 圖要從網(wǎng)絡(luò) 1通過路由器 1將包傳遞到網(wǎng)絡(luò)2。但是，在源和目標(biāo)之間通常存在著多條路徑。 例如，新建設(shè)了一條從路由器 1到路由器 3的無線網(wǎng)絡(luò)，包可以經(jīng)過路由器 2，再 通過是路由器 3到達(dá)網(wǎng)絡(luò) 2。 或者通過無線網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò) 1直接到網(wǎng)絡(luò) 2。每當(dāng)出現(xiàn)多種選擇的時候，路由器將負(fù)責(zé)進(jìn)行路徑選擇。 第 7頁 第三版 ) 第 3章 2. 最小費用路由 路由器將選擇哪條路徑，這個決定將基于高效的算法，選擇有效的路徑中一條最經(jīng)濟(jì)的，在網(wǎng)絡(luò)術(shù)語中叫做最短路徑。每條鏈路將被賦予一個值，某條路徑的長度等價于各個部分鏈路值的總和。術(shù)語“最短”，在這個上下文中，根據(jù)協(xié)議的不同可以意味著以下兩種含義。在一些情況下，“最短”意味著路由需要最少的中繼或跨越 。 第 8頁 第三版 ) 第 3章 址方案（提供識別網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)的一種方法）和傳送數(shù)據(jù)報服務(wù)模型。這種服務(wù)模型有時候也叫做盡力服務(wù)（ ，因為盡管 并不保證不出錯。 第 9頁 第三版 ) 第 3章 1. 服務(wù)模型 數(shù)據(jù)報是一種在網(wǎng)絡(luò)中以無連接方式傳送的分組。每個數(shù)據(jù)報攜帶足夠的信息使網(wǎng)絡(luò)將分組傳送到正確的目的地；不需要任何預(yù)先設(shè)置機(jī)制來告訴網(wǎng)絡(luò)當(dāng)分組到達(dá)時該怎么做。 “盡力服務(wù)”的意思是它不能采取任何措施從故障中恢復(fù)。有時也將這種服務(wù)叫做不可靠服務(wù)。 第 10頁 第三版 ) 第 3章 2. 分組封裝 網(wǎng)際協(xié)議（ 我們用來建造一定規(guī)模的、異構(gòu)性互連網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵工具。 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（ 目的是提供必要的功能，使每個 是以無連接方式通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。無連接的意思就是指在數(shù)據(jù)傳輸之前源節(jié)點與目標(biāo)節(jié)點并不建立連接。 參考 上圖 的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境， 下 圖所示的主機(jī) 8是如何邏輯相連的，以及每個結(jié)點上運(yùn)行的協(xié)議圖， 第 11頁 第三版 ) 第 3章 8連接的協(xié)議圖 7 12頁 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 層E T 網(wǎng) 絡(luò) 層I 到 主 機(jī) 層T C 層進(jìn) 程E T 網(wǎng) 絡(luò) 接 口 層E T 網(wǎng) 絡(luò) 層I 到 主 機(jī) 層T C 層進(jìn) 程F D D I F D D P P P P P E T H 8R 1 R 2 R 3第三版 ) 第 3章 3. 在一個異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)的集合中，提供統(tǒng)一的主機(jī)到主機(jī)服務(wù)模型需要面對的問題之一是每種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都試圖自己定義分組的大小。例如，以太網(wǎng)能接收長度最多為 1500字節(jié)的分組，而 500字節(jié)。這樣留給 保所有的 得其適合任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分組；或者當(dāng) 供一種方法將分組拆分和重組 第 13頁 第三版 ) 第 3章 最大傳輸單元 這里的中心思想是每種網(wǎng)絡(luò)類型有一個最大傳輸單元（ 這是一幀中所能攜帶的最大數(shù)據(jù)報。注意這個值應(yīng)當(dāng)比網(wǎng)絡(luò)上的最大分組尺寸小，因為 當(dāng)一個主機(jī)發(fā)送一個 可以根據(jù)需要選擇尺寸。合理的選擇是分析與主機(jī)直接相連的網(wǎng)絡(luò)的 果到目的地的路徑中包含一個使用更小 必須進(jìn)行拆分。如果傳輸協(xié)議支持的分組比本地 源主機(jī)不用拆分它。 第 14頁 第三版 ) 第 3章 標(biāo)識 當(dāng)路由器接到一個想要轉(zhuǎn)發(fā)到一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報，而這個網(wǎng)絡(luò)的 時在路由器上將發(fā)生拆分。為了使這些分段在接收主機(jī)上能夠重組，它們將在標(biāo)識（ 段上攜帶同樣的標(biāo)識符。由于原始數(shù)據(jù)報的所有分段都包含這個標(biāo)識符，所以重組主機(jī)能夠識別出這些分段并將它們組裝在一起。如果不是所有的分段都到達(dá)了接收主機(jī)，主機(jī)將放棄重組進(jìn)程并丟棄已到達(dá)的分段。 第 15頁 第三版 ) 第 3章 示例 考慮在圖 7主機(jī) 8發(fā)送一個數(shù)據(jù)報時會發(fā)生的情況。假設(shè)兩個以太網(wǎng)的 500字節(jié)， 500字節(jié)，點到點網(wǎng)絡(luò)的 32字節(jié)，那么有一個 1420字節(jié)的數(shù)據(jù)報（ 20字節(jié)的 400字節(jié)的數(shù)據(jù)），從剛發(fā)送經(jīng)過第 1個以太網(wǎng)和 在路由器 個數(shù)據(jù)報。然后這 3個數(shù)據(jù)報經(jīng)路由器 個以太網(wǎng)到達(dá)目的主機(jī)，如圖 7個分段本身就是一個在一系列物理網(wǎng)絡(luò)上傳送的 立于其他分段；每個 第 16頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 17頁 H 1F D D I I P 1 4 0 0E T H I P 1 4 0 0R 1 R 2H 8P P P I P 5 1 2P P P I P 5 1 2P P P I P 3 7 6P P P I P 5 1 2P P P I P 5 1 2P P P I P 3 7 6R 3第三版 ) 第 3章 每個數(shù)據(jù)報的頭部字段可詳細(xì)了解拆分進(jìn)程如圖7 7 1400字節(jié)的數(shù)據(jù)和 20字節(jié)的 分組到達(dá)路由器 32字節(jié)，分組必須拆分。一個 532字節(jié)的 512字節(jié)的數(shù)據(jù)跟在 20字節(jié)的 此第 1個分段包括 512字節(jié)的數(shù)據(jù)。路由器在標(biāo)志（ 段中設(shè)置 思是后面還有分段，并設(shè)置偏移量（ 0，因為本段包含原始數(shù)據(jù)報的第 1部分。 第 18頁 第三版 ) 第 3章 第 2個分段中攜帶的數(shù)據(jù)從原始數(shù)據(jù)報的第 513個字節(jié)開始，因此頭部中的 4，并且 3個段中是最后的 376個字節(jié)數(shù)據(jù)， 64=128。由于這是最后一段， 此我們注意一個小的細(xì)節(jié)，字節(jié)為單位而不是以單個字節(jié)為單位計數(shù)的，這意味著數(shù)據(jù)報必須按 8字節(jié)拆分。 第 19頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 20頁 標(biāo) 識 = xI d e n t = 量 = 0O f f s e t = 0頭 的 開 始頭 的 其 余 部 分1 4 0 0 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)標(biāo) 識 = xI d e n t = 量 = 0O f f s e t = 0頭 的 開 始頭 的 其 余 部 分5 1 2 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)a ) b - 1 )第三版 ) 第 3章 圖 7第 21頁 標(biāo) 識 = xI d e n t = 量 = 6 4O f f s e t = 6 4頭 的 開 始頭 的 其 余 部 分5 1 2 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)標(biāo) 識 = xI d e n t = 量 = 1 2 8O f f s e t = 1 2 8頭 的 開 始頭 的 其 余 部 分3 7 6 字 節(jié) 數(shù) 據(jù)b - 2 ) b - 3 )第三版 ) 第 3章 主要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)層功能 互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議 路由表 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 本章小結(jié) 第 22頁 第三版 ) 第 3章 在網(wǎng)絡(luò)層除了 有輔助的一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。考慮兩臺計算機(jī) 共享一個物理網(wǎng)絡(luò)的情況。每臺計算機(jī)分別有一個 時有一個物理地址 B。設(shè)計 許高層程序只用 是不管使用什么樣的硬件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，最終通信總是由物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的。模塊建立了且準(zhǔn)備送給以太網(wǎng)驅(qū)動程序之前，必須確定目的地主機(jī)的以太網(wǎng)地址。 第 23頁 第三版 ) 第 3章 決了諸如以太網(wǎng)這樣具有廣播能力物理網(wǎng)絡(luò)的地址轉(zhuǎn)換問題。為避免依賴一個映射表，他們選擇一種低層協(xié)議，動態(tài)地映射地址，這就是所謂的地址轉(zhuǎn)化協(xié)議（ 以太網(wǎng)幀格式定義類型域的不同參數(shù)值，以區(qū)分 圖 7 第 24頁 第三版 ) 第 3章 圖 7太網(wǎng)幀格式中 第 25頁 目 標(biāo) M A C 地 址6 字 節(jié)源 M A C 地 址長 度類 型數(shù) 據(jù)F C 節(jié) 2 字 節(jié) 4 6 - 1 5 0 0 字 節(jié) 4 字 節(jié)類 型0 8 0 0I P 數(shù) 據(jù) 報2 4 6 - 1 5 0 0類 型0 8 0 6A R P 請 求 / 應(yīng) 答2 2 8類 型8 0 3 5R A R P 請 求 / 應(yīng) 答P A P A 第三版 ) 第 3章 一個 到廣播的每個該地址和自己的 直接發(fā)一個響應(yīng)分組給源以太網(wǎng)地址。 對應(yīng)圖 7個響應(yīng)分組被源發(fā)計算機(jī)接收，其 果目標(biāo)計算機(jī)不存在，則得不到 地 第 26頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 27頁 發(fā) 送 方 I P 地 址發(fā) 送 方 以 太 網(wǎng) 地 址目 標(biāo) I P 地 址目 標(biāo) 以 太 網(wǎng) 地 址1 3 0 . 1 3 0 . 7 1 . 10 8 - 0 0 - 3 9 - 0 0 - 2 F - C 31 3 0 . 1 3 0 . 7 1 . 2( a ) A R P 請 求 分 組發(fā) 送 方 I P 地 址發(fā) 送 方 以 太 網(wǎng) 地 址目 標(biāo) I P 地 址目 標(biāo) 以 太 網(wǎng) 地 址1 3 0 . 1 3 0 . 7 1 . 20 8 - 0 0 - 3 9 - 0 0 - 3 8 - A 91 3 0 . 1 3 0 . 7 1 . 10 8 - 0 0 - 3 9 - 0 0 - 2 F - C 3( b ) A R P 響 應(yīng) 分 組第三版 ) 第 3章 如果 么連接這兩個網(wǎng)絡(luò)的路由器就可以回答該請求，這個過程稱作委托 這樣可以欺騙發(fā)起 它誤以為路由器就是目的主機(jī)，而事實上目的主機(jī)是在路由器的“另一邊”。路由器的功能相當(dāng)于目的主機(jī)的代理，把分組從其他主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給它。 第 28頁 第三版 ) 第 3章 這些名字來自于 過兩個物理網(wǎng)絡(luò)之間的路由器可以互相隱藏物理網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，兩個物理網(wǎng)絡(luò)可以使用相同的網(wǎng)絡(luò)號，只要把中間的路由器設(shè)置成一個 響應(yīng)一個網(wǎng)絡(luò)到另一個網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的 種技術(shù)在過去用來隱藏一組在不同物理電纜上 的主機(jī) 第 29頁 第三版 ) 第 3章 免費 RP(它是指主機(jī)發(fā)送 常，它發(fā)生在系統(tǒng)引導(dǎo)期間進(jìn)行接口配置的時候。免費 一，主機(jī)可以通過它來確定另一個主機(jī)是否設(shè)置了相同的 機(jī)并不希望對此請求有一個回答。但是，如果收到一個回答，那么就會在終端日志上產(chǎn)生一個錯誤消息，“以太網(wǎng)地址： a:b:c:d:e:這樣就可以警告系統(tǒng)管理員，某個系統(tǒng)有不正確的設(shè)置。 第 30頁 第三版 ) 第 3章 其二，如果發(fā)送免費 可能是主機(jī)關(guān)機(jī)了，并換了一塊接口卡，然后重新啟動，那么這個分組就可以使其他主機(jī)高速緩存中舊的硬件地址進(jìn)行相應(yīng)的更新。 如果主機(jī)收到某個 且它已經(jīng)在接收者的高速緩存中，那么就要用 以太地址）對高速緩存中相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行更新。 第 31頁 第三版 ) 第 3章 本就是為以太網(wǎng)制定的，但是在具有類似機(jī)制的其他網(wǎng)絡(luò)上同樣可以運(yùn)用。如圖 7其他物理網(wǎng)絡(luò)上，地址段長度可能不同，下面對分組的各個段分別加以說明。 第 32頁 第三版 ) 第 3章 圖 7太網(wǎng) 第 33頁 協(xié) 議 地 址 長 度硬 件 地 址 長 度硬 件 類 型 協(xié) 議 類 型操 作發(fā) 送 方 硬 件 地 址 ( 8 位 組 0 - 3 )發(fā) 送 方 硬 件 地 址 ( 8 位 組 4 - 5 )發(fā) 送 方 I P 地 址 ( 8 位 組 2 - 3 )目 標(biāo) 硬 件 地 址 ( 8 位 組 2 - 5 )0 8 1 6 2 4 3 1發(fā) 送 方 I P 地 址 ( 8 位 組 0 - 1 )目 標(biāo) 硬 件 地 址 ( 8 位 組 0 - 1 )目 標(biāo) I P 地 址 ( 8 位 組 0 - 3 )第三版 ) 第 3章 在 不依賴于廣播或 個過程叫做 P（ P 一部分。和 被稱作 的行為描述如下。 將它劃分成幾個較小的子網(wǎng)。在同一個網(wǎng)絡(luò)上的所有結(jié)點是有相同的 且，正像在“經(jīng)典” 同一子網(wǎng)上的兩個結(jié)點（主機(jī)或路由器）可以直接通過 在不同的子網(wǎng)上的兩個結(jié)點將必須通過一個或多個路由器進(jìn)行通信。如圖7 第 34頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 35頁 R o u t e H 21 0 . 0 . 0 . 11 0 . 0 . 0 . 21 2 . 0 . 0 . 31 2 . 0 . 0 . 5L I S 1 2L I S 1 0第三版 ) 第 3章 注意，主機(jī) 0，連接左邊的 0，而 2，路由器右邊接口的網(wǎng)絡(luò)號也是 12。這樣， 而。 需要給出它們同一個 使得管理地址分配變得更容易，在不是所有連接在 第 36頁 第三版 ) 第 3章 使一個 得它在自舉時能建立一個到服務(wù)器的 電路）。一旦它有了到服務(wù)器的 點就可以發(fā)一個注冊消息給 息中包括注冊結(jié)點的 樣， 的完整的數(shù)據(jù)庫。 第 37頁 第三版 ) 第 3章 一旦這些準(zhǔn)備就緒，任何一個想要發(fā)送分組到某個 發(fā)送結(jié)點接收到 就能夠使用 C，然后發(fā)送分組。和傳統(tǒng)的 以維護(hù)一個從 外，只要有足夠的通信量，結(jié)點就可以保留已建立的到那個C，這樣可以避免當(dāng)下一個分組到達(dá)時再建立 第 38頁 第三版 ) 第 3章 主要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)層功能 互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議 路由表 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 本章小結(jié) 第 39頁 第三版 ) 第 3章 因特網(wǎng)下一個問題是如何處理差錯。當(dāng) 棄它時，例如，當(dāng)路由器不知如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報，或數(shù)據(jù)報的一個分段沒有到達(dá)目的地時，它不能不報告任何信息。 置在一起，這個協(xié)議定義了當(dāng)一個路由器或主機(jī)不能成功地處理一個 源主機(jī)發(fā)回的錯誤消息的集合。例如， 能是鏈路差錯）、重組進(jìn)程失敗、 、 第 40頁 第三版 ) 第 3章 圖 7 間戳請求和應(yīng)答以及不可達(dá)端口等功能。 第 41頁 代 碼 檢 驗 和不 同 類 型 和 代 碼 有 不 同 的 內(nèi) 容1 5 1 63 10類 型7 8第三版 ) 第 3章 不同類型由 發(fā)送一份 文始終包含 樣，接收 會根據(jù) I 析包含在 個字節(jié)中的 與用戶進(jìn)程聯(lián)系起來。 第 42頁 第三版 ) 第 3章 下面各種情況都不會導(dǎo)致產(chǎn)生 1） 是， 2）目的地址是廣播地址或多播地址的 3）作為鏈路層廣播的數(shù)據(jù)報。 4）不是 5）源地址不是單個主機(jī)的數(shù)據(jù)報。這就是說，源地址不能為零地址、環(huán)回地址、廣播地址或多播地址。 這些規(guī)則是避免了過去允許 第 43頁 第三版 ) 第 3章 統(tǒng)廣播它的 一過程類似于無盤系統(tǒng)在引導(dǎo)過程中用盤系統(tǒng)獲取子網(wǎng)掩碼的另一個方法是 第 44頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 45頁 1 2字 節(jié)代 碼 （ 0 ） 檢 驗 和1 5 1 63 10類 型 （ 1 7 或 1 8 ）7 8標(biāo) 識 符 序 列 號3 2 位 子 網(wǎng) 掩 碼第三版 ) 第 3章 些值在應(yīng)答中將被返回。這樣，發(fā)送端就可以把應(yīng)答與請求進(jìn)行匹配。 為多接口主機(jī)每個接口有不同的子網(wǎng)掩碼，我們向本機(jī) 回的地址掩碼對應(yīng)的都是環(huán)回地址。 第 46頁 第三版 ) 第 3章 回的建議值是自午夜開始計算的毫秒數(shù)，協(xié)調(diào)的統(tǒng)一時間（ 這種 于返回的時間是從午夜開始計算的，因此調(diào)用者必須通過其他方法獲知當(dāng)時的日期。 第 47頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 48頁 代 碼 （ 0 ） 檢 驗 和1 5 1 63 10類 型 （ 1 3 或 1 4 ）7 8標(biāo) 識 符 序 列 號發(fā) 送 時 間 戳2 0字 節(jié)接 收 時 間 戳傳 送 時 間 戳第三版 ) 第 3章 端口不可達(dá)報文，它是 第 49頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 50頁 代 碼 （ 0 - 1 5 ） 檢 驗 和1 5 1 63 10類 型 （ 3 ）7 8未 用 （ 必 須 填 0 ）I P 首 部 （ 包 括 選 項 ） + 原 始 I P 數(shù) 據(jù) 報 中 數(shù) 據(jù) 的 前 8 字 節(jié)8 字 節(jié)第三版 ) 第 3章 第 51頁 第三版 ) 第 3章 第 52頁 主要內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)層功能 互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議 路由表 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 53頁 第三版 ) 第 3章 互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議 的 簡稱。它是 P 協(xié)議族中負(fù)責(zé) 播成員管理的協(xié)議，用來在 機(jī)和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護(hù)組播組成員關(guān)系。 有版本的 意信源組播）模型； 定信源組播）模型，而 需要在 術(shù)的支持下才能應(yīng)用于 型。 第 54頁 第三版 ) 第 3章 版本：版本字段包含 此設(shè)置為1。 類型：成員關(guān)系查詢 （ 0成員關(guān)系報告 （ 0 校驗和 組地址：當(dāng)一個成員關(guān)系報告正被發(fā)送時，組地址字段包含組播地址。當(dāng)用于成員關(guān)系查詢時，本字段為 0，并被主機(jī)忽略。 第 55頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 56頁 未 使 用 校 驗 和1 5 1 63 10類 型7 8組 地 址版 本3 4第三版 ) 第 3章 類型：成員關(guān)系查詢（ 0常規(guī)查詢用于確定哪些組播組是有活躍的，即該組是否還有成員在使用，常規(guī)查詢地址由全零表示； 特定組查詢用于查詢某具體組播組是否還有組成員。版本 2成員關(guān)系報告（ 0版本 1成員關(guān)系報告（0離開組消息（ 0。 第 57頁 第三版 ) 第 3章 最大響應(yīng)時間：以 認(rèn)值是 100，即 10秒。 校驗和 組地址：在成員查詢消息中，發(fā)送一個普遍查詢報文時組地址域應(yīng)設(shè)為 0，當(dāng)發(fā)送一個對特定組的查詢報文時，則應(yīng)設(shè)置組的地址。在成員報告或離開組的消息中，組的地址域保留了要報告或要離開的地址。 第 58頁 第三版 ) 第 3章 圖 7第 59頁 最 大 響 應(yīng) 時 間 校 驗 和1 5 1 63 10類 型7 8組 地 址第三版 ) 第 3章 要基于查詢和響應(yīng)機(jī)制來完成對組播組成員的管理。 當(dāng)一個網(wǎng)段內(nèi)有多臺組播路由器時，由于它們都能從主機(jī)那里收到 員關(guān)系報告報文（因此只需要其中一臺路由器發(fā)送 足夠了。這就需要有一個查詢器（選舉機(jī)制來確定由哪臺路由器作為詢器。 對于 說，由組播路由協(xié)議（如 舉出唯一的組播信息轉(zhuǎn)發(fā)者 定路由器）作為 詢器。 第 60頁 第三版 ) 第 3章 圖 7詢響應(yīng)示意圖 第 61頁 B ( G 1 )I P 網(wǎng) 絡(luò)A ( G 2 ) C ( G 1 )R o u t e r A R o u t e r 查 詢 Q u e r R e p o r 第三版 ) 第 3章 如圖 7設(shè) 與 想要收到發(fā)往組播組 組播數(shù)據(jù)，而 想要收到發(fā)往組播組 組播數(shù)據(jù)，那么主機(jī)加入組播組以及 護(hù)組播組成員關(guān)系的基本過程如下。 （ 1）主機(jī)會主動向其要加入的組播組發(fā)送 員關(guān)系報告報文以聲明加入，而不必等待 詢器發(fā)來的 詢報文。 （ 2） 詢器周期性地以組播方式向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)與路由器發(fā)送 詢報文（目的地址為 第 62頁 第三版 ) 第 3章 （ 3）在收到該查詢報文后，關(guān)注 與 其中之一，這取決于誰的延遲定時器先超時。 （ 4）與此同時，由于 關(guān)注的是 以它仍將以組播方式向 送報告報文，以宣告其屬于 第 63頁 第三版 ) 第 3章 （ 5）經(jīng)過以上的查詢和響應(yīng)過程， 由器了解到本地網(wǎng)段中有 成員，于是由組播路由協(xié)議（如 成（ *， （ *， 播轉(zhuǎn)發(fā)項作為組播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)依據(jù)，其中的“ *”代表任意組播源。 （ 6）當(dāng)由組播源發(fā)往 組播數(shù)據(jù)經(jīng)過組播路由到達(dá) 由器時，由于 由器上存在（ *， （ *， 播轉(zhuǎn)發(fā)項，于是將該組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到本地網(wǎng)段，接收者主機(jī)便能收到該組播數(shù)據(jù)了。 有專門定義離開組播組的報文。 第 64頁 第三版 ) 第 3章 改進(jìn) 與 比， 加了查詢器選舉機(jī)制和離開組機(jī)制。 1. 查詢器選舉機(jī)制 在 ，當(dāng)某共享網(wǎng)段上存在多個組播路由器時，由組播路由協(xié)議（如 舉的指定路由器充當(dāng)查詢器。 在 ，增加了獨立的查詢器選舉機(jī)制，其選舉過程如下： 第 65頁 第三版 ) 第 3章 （ 1）所有 由器在初始時都認(rèn)為自己是查詢器，并向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)和路由器發(fā)送 遍組查詢（ 文（目的地址為 （ 2）本地網(wǎng)段中的其它 由器在收到該報文后，將報文的源 址與自己的接口地址作比較。通過比較， 址最小的路由器將成為查詢器，其它路由器成為非查詢器（ （ 3）所有非查詢器上都會啟動一個定時器（即其它查詢器存在時間定時器 在該定時器超時前，如果收到了來自查詢器的 重置該定時器；否則，就認(rèn)為原查詢器失效，并發(fā)起新的查詢器選舉過程。 第 66頁 第三版 ) 第 3章 2. 離開組機(jī)制 在 ，主機(jī)離開組播組時不會向組播路由器發(fā)出任何通知，導(dǎo)致組播路由器只能依靠組播組成員查詢的響應(yīng)超時來獲知組播組成員的離開。 而在 ，當(dāng)一個主機(jī)離開某組播組時： （ 1）該主機(jī)向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有組播路由器（目的地址為 送離開組（ 文； （ 2）當(dāng)查詢器收到該報文后，向該主機(jī)所聲明要離開的那個組播組發(fā)送特定組查詢（ 文（目的地址字段和組地址字段均填充為所要查詢的組播組地 第 67頁 第三版 ) 第 3章 （ 3）如果該網(wǎng)段內(nèi)還有該組播組的其它成員，則這些成員在收到特定組查詢報文后，會在該報文中所設(shè)定的最大響應(yīng)時間（ 發(fā)送成員關(guān)系報告報文； （ 4）如果在最大響應(yīng)時間內(nèi)收到了該組播組其它成員發(fā)送的成員關(guān)系報告報文，查詢器就會繼續(xù)維護(hù)該組播組的成員關(guān)系；否則，查詢器將認(rèn)為該網(wǎng)段內(nèi)已無該組播組的成員，于是不再維護(hù)這個組播組的成員關(guān)系。 第 68頁 第三版 ) 第 3章 改進(jìn) 1. 主機(jī)控制能力的增強(qiáng) 兼容和繼承 基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增強(qiáng)了主機(jī)的控制能力，并增強(qiáng)了查詢和報告報文的功能。 加了針對組播源的過濾模式（使主機(jī)在加入某組播組G 的同時，能夠明確要求接收或拒絕來自某特定組播源 S 的組播信息。當(dāng)主機(jī)加入組播組時 。 第 69頁 第三版 ) 第 3章 若要求只接收來自指定組播源如 的組播信息，則其報告報文中可以標(biāo)記為 ）。 若拒絕接收來自指定組播源如 的組播信息，則其報告報文中可標(biāo)記為 ）。 如圖 7絡(luò)中存在 （ （ 個組播源，均向組播組 僅對從 發(fā)往 對來自 的信息沒有興趣。 第 70頁 第三版 ) 第 3章 圖 7定源組的組播流路徑 第 71頁 P a c k e t s ( S 1 , G )P a c k e t s ( S 2 , G ) 者S o u r c e 1S o u r c e 2第三版 ) 第 3章 如果主機(jī)與路由器之間運(yùn)行的是 加入組播組 G 時無法對組播源進(jìn)行選擇，因此無論 是否需要，來自 和 的組播信息都將傳遞給。 當(dāng)主機(jī)與路由器之間運(yùn)行了 后， 就可以要求只接收來自 、發(fā)往 G 的組播信息（ G），或要求拒絕來自 、發(fā)往 G 的組播信息（ G），這樣就只有來自 的組播信息才能傳遞給 了。 第 72頁 第三版 ) 第 3章 2. 查詢和報告報文功能的增強(qiáng) 攜帶源地址的查詢報文 僅支持 普遍組查詢和特定組查詢，而且還增加了對特定源組查詢的支持： 普遍組查詢報文中，既不攜帶組地址，也不攜帶源地址。 特定組查詢報文中，攜帶組地址，但不攜帶源地址。 特定源組查詢報文中，既攜帶組地址，還攜帶一個或多個源地址。 第 73頁 第三版 ) 第 3章 包含多組記錄的報告報文 告報文的目的地址為 以攜帶一個或多個組記錄。在每個