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文檔簡介

第四

TCP/IP協議

4.1IP協議

目IP協議為傳輸協議提供了基本(不可靠、無連接)的發(fā)

送服務。所有的TCP、UDP、ICMP數據都以IP數據報格

式傳輸IP負責獲取信息并發(fā)送到目的主機和網絡。

目不可靠(unreliable):它不保證IP數據報能成功地

到達目的地,僅提供最好的傳輸服務。如發(fā)生某種錯

誤時,IP有一個簡單的錯誤處理算法:丟棄該數據報,

然后發(fā)送ICMP消息報給信源端。任何要求的可靠性必

須由上層來提供(如TCP)。

副無連接(connectionless):IP并不維護任何關于后

續(xù)數據報的狀態(tài)信息。每個數據報的處理是相互獨立

的。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols2

4.1IP協議

Internet服務的三個層次

|應用服務

|可靠的面向連接的傳輸服務

不可靠的無連接包發(fā)送服務

副分離的層次可以在不干擾其他服務的情況下替

換某個服務

解底層的無連接包發(fā)送服務是基礎

ZhangDongyanTCP/IPProtocols3

4.1IP協議

同無連接-Conectionless

-發(fā)送方

?組裝數據包發(fā)送

?將地址放入數據包中已經定義好的位置

?將數據包送到網絡上傳輸

-網絡

?使用目的地址轉發(fā)數據包

?傳輸者

ZhangDongyanTCP/IPProtocols4

4.1IP協議

目無連接網絡的特點

-數據包含有確切的目的地址

-每個包獨立處理

-傳輸數據之前不需要任何setup

-發(fā)送數據之后不需要任何cleanup

-不可靠

?數據包可能延遲、丟失、重復、亂序

-每個包經過的路徑可能不一樣

-Best-effort

-類似于發(fā)送明信片

ZhangDongyanTCP/IPProtocols5

4.1IP協議

副工P包(InternetPackets)

-動機

?Router無法在異構網絡之間傳遞數據幀

?必需定義獨立于硬件的數據包格式

-抽象的

-只能被軟件創(chuàng)建和識別

-包括發(fā)送方和接收方地址

-大小取決于所傳送的數據

-稱為IP數據報(IPDatagram)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols6

4.1IP協議

副工P數據報(工PDatagram)

HeaderDataArea

副頭部

-包括目的地址

-固定字段

融數據區(qū)

-最高為64k的可變長度

-沒有最小長度限制

ZhangDongyanTCP/IPProtocols7

4.1IP協議

鼠IP數據報和IP包

-IP數據報“不是”IP發(fā)送的東西

-作為IP包來發(fā)送

-IP包將IP數據報hopbyhop發(fā)送到目的系

統(tǒng)

-很多時候一個IP數據報同時就是一個IP包

-IP數據報作為主機發(fā)送的實體

-IP包作為數據幀中傳送的實體

ZhangDongyanTCP/IPProtocols8

4.1IP協議

鼠IP數據報和IP包-示意圖

—至U0

19Z168.103

192.16810.10192.16820.3192.168.2G.60

J

ZhangDongyanTCP/IPProtocols9

IP數據報格式

ZhangDongyanTCP/IPProtocols10

IP數據報字段說明

1生命期TTL

-避免數據報無限期占用網絡資源

-以秒為單位或者以執(zhí)行時間不足一秒的發(fā)送行為為單位的量度

-一般認為每經過一跳數值減1

-缺省值為64

f頭部校驗和

-檢查數據報頭部是否損壞

-數據部分不需要檢查

?浪費時間

?高層協議提供了檢查機制

?一些應用協議能夠處理部分破壞了的數據

f頭部長度

-說明IP頭部大小,以32比特倍數表示,最大值60字節(jié)?

-大部分IP數據報頭部為20字節(jié)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols11

IP數據報字段說明

數據服務類型和優(yōu)先級TOS

ZhangDongyanTCP/IPProtocols12

IP數據報字段說明

常見應用協議建議的TOS值

應用協議建議T0S值

TelnetD

FTP控制信息D

FTP數據信息T

SMTP命令D

SMTPm?T

DNSUDP查詢D

DNSTCP查詢普通

DNS區(qū)域傳送T

工CMP錯誤信息普通

ZhangDongyanTCP/IPProtocols13

4.1IP協議一數據報的傳輸

鼠數據報經過傳統(tǒng)的網絡被發(fā)送

-從源主機到router

?組裝數據寸艮,包括目的地址

,送到最近的Router

-在中間routers中傳輸

?將數據報轉發(fā)到下一個路由器

-從最后的router送到目的主機

融網絡硬件不識別數據報

-數據報格式

-IP地址

凰需要封裝-Encapsulation

ZhangDongyanTCP/IPProtocols14

4.1IP協議一數據報的封裝

IP數據報的封裝

鼠整個數據報作為幀的數據

i數據幀的幀類型字段指明數據區(qū)里為IP數據報

副數據幀的目的地址為“下一站”的硬件地址

ZhangDongyanTCP/IPProtocols16

4.1IP協議一數據報的地址

Sourcehost

Net2

Router2

4M3飛

Desrlnatlori

ZhangDongyanTCP/IPProtocols17

日)4.1IP協議一最大傳輸單元MTU

網絡MTU(字節(jié))定義源

16Mbps令牌環(huán)17914IBM

802.4令牌總線8166RFC1042

4Mbps令牌環(huán)4464RFC1042

FDDI4325RFC1390

PPP1500RFC1548

802.3以太網1500RFC1042

X.25576RFC1356

ZhangDongyanTCP/IPProtocols18

MTU不同帶來的問題

HtRH2

□-Not1(MTUd500)―□Net2(MTU:1000)-□

副主機Hl

-產生發(fā)往H2的數據報

-選擇數據報尺寸為1500B

-通過網絡1傳輸數據報

副RouterR

-收到網絡1傳來的數據報

-必需通過網絡2傳送之

-使用分段fragmentation

ZhangDongyanTCP/IPProtocols19

與分段有關的IP頭部字段

?Fragmentation工dentifier-分段標識符

-標識來自于同一個IP數據報的分段

-16bit

BFragmentationOffset-分段偏移

-標識一個分段在整個數據報中的位置

-其值x8B為實際的偏移

BFragmentationFlag-分段標志位

-16-保留,為0

-17-DF,禁止分段

-18-MF,為1時表示還有更多分段

ZhangDongyanTCP/IPProtocols20

關于分段的說明

鼠Who?

-Router

回When?

-數據報尺寸比目的網絡MTU大

同How?

-為每一個分段拷貝原有的數據報頭

-單獨修改每一個頭部,如標志位、分段偏移、

長度等等

-向每一個分段拷貝數據

ZhangDongyanTCP/IPProtocols21

4.1IP協議一分段的例子

第1段

第2段

數據報分段的計算第3段

第4段

ZhangDongyanTCP/IPProtocols22

4.1IP協議一分段的例子

原始數據報和分段的頭部比較

分段標識符DFMF分段偏移包長度

3120004464

分段分段標識符DFAAF分段偏移包長度

2312011851500

3312013701500

43120055524

ZhangDongyanTCP/IPProtocols23

分段的進一步說明

鼠分段僅僅出現在包的數據部分

鼠分段過程不包括包的頭部

削每一個分段都會產生一個包含它自己的

IP頭部的新包

[i必須以8字節(jié)的倍數分段

-若數據報有576字節(jié)數據,則需要兩個分

段:512和64

f分段偏移以8字節(jié)塊為單位存儲字節(jié)數

-如值為31,則表示31x8

ZhangDongyanTCP/IPProtocols24

4.1IP協議--分段的重組

fWho?

-目的主機還是最后的Router?

解條件

-所有分段全部到達

□川□Hj

1

用.R2

Net1(MTU=1500)—□-Net2(MTUdOOO)一Q--Net3(MTUd500)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols25

4.1IP協議一分段

鼠分段丟失

-到來的分段存儲在內存中

-若有的分段在規(guī)定時間內(UNIX,60秒)沒有到達,則

刪除所有分段

鼠對分段進行分段

-若互聯網MTU次序如下:

1500->1000->576->1500

-兩次分段

-不考慮子分段,所有分段均在同一級

-重組為原始數據報

ZhangDongyanTCP/IPProtocols26

4.1IP協議一IP選項

分段對選項的處理:

某些選項復制到所有分段(源站路由選擇)

「R分選項放到第一個分段(記錄路由)

副IP選項字段

-記錄路由

復制類類型

-源站路由選擇(1位)(2位)(5位)

,嚴格的源站路由選擇

?松的源站路由選擇

一時間戳....

ZhangDongyanTCP/IPProtocols27

4.2IP數據報的轉發(fā)

目從概念上說,IP路由選擇是簡單的。若目的主機與源

主機直接相連(如點對點鏈路)或都在一個共享網絡

上(以太網或令牌環(huán)網),IP數據報就直接送到目的

主機上。否則,主機把數據報發(fā)往一默認的路由器上,

由路由器來轉發(fā)該孱C3

副數據報的發(fā)送勺-n-----------&

-直接(本地)

-間接(遠程)

解HopbyHop

ZhangDongyanTCP/IPProtocols28

4.2IP數據報的轉發(fā)

物理幀

ZhangDongyanTCP/IPProtocols29

4.2IP數據報的轉發(fā)

鼠基于表的數據報選路

副路由選擇表

-存儲IP節(jié)點連接的網絡、連接到該網絡的網絡接口

的IP地址等等

-每一IP設備都有30.0.0,740.0.0,8

/8—CH-/8/10-H^-74

/1924.10.9

/⑷

DestinationMaskNextHop

40.0.07

40.0.0,0deliverdirect

deliverdirect

255.255.2S5.0

ZhangDongyanTCP/IPProtocols30

4.2IP數據報的轉發(fā)

鼠192.168.10.1的缺省路由表

a

目的網絡接口/router

(本地Ethernet(本地Etherne十接口)

(本地SLLP)(本地SLIP接11)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols31

4.2IP數據報的轉發(fā)

鼠有一個遠程Router的192.168.10.1的路由表

3

目的網絡接口/router

19216810.0(本1也Ethernet)(本地Etherne十接匚I)

(本地5L1P)(本地SL工P接1I)

(遠程網絡)00(F跳Router)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols32

4.2IP數據報的轉發(fā)

f顯示完整網絡的192.168.10.1的完全路由表

目的網絡接口/r?ou+0C

(本地Ethernet)(k地Ethernet接1))

(△地SLIP)(本JIESL工P彳妾I1)

(遠程網絡)192.168.100,100(h跳Router)

(遠程SUP)00(F跳Router)

(isfyEthernet)00(F-^Router)

f192.168.10.1的簡化路由表

-Router不可能維護所有網絡的路由信息

-設置缺省路由

目的網絡接口/「ou+or

(本地E+herne十)19216&10」(本坦Etherne+接口)

(本地SLIP)(8*也SLIP;妾II)

O.O.O.O。,/MS)00(1IRoutcr)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols33

下一跳路由的算法

1執(zhí)行:拆開IP數據報,從中抽取目的IP地址:D,通過“位與”運

算求出目的地址的網絡ID:N

fifN和某個與路由器直接相連的網絡匹配,則直接轉發(fā)到該網絡

中的相應主機(需要執(zhí)行:從IP地址D解析出目的主機的物理地址,

封裝IP數據報為幀,幀頭包含目的主機的物理地址,發(fā)送幀)。

felseif路由器的路由表中包含有為該主機D指定的路由,則按路

由表中所指定的發(fā)送到下一跳(需要執(zhí)行:解析所指定的下一跳路

由的物理地址,封裝IP數據報為幀,幀頭包含下一跳路由的物理地

址,發(fā)送幀)。

felseif路由器的路由表中包含有到達該網絡N的路由,則按路由

表中所指定的發(fā)送到下一跳(需要執(zhí)行:同上)。

felseif路由器的路由表中包含有默認路由,則發(fā)送到路由表中所

指定的默認路由(需要執(zhí)行:解析所指定的默認路由的物理地址,

封裝IP數據報為幀,幀頭包含默認路由的物理地址,發(fā)送幀)。

解else發(fā)回路由出錯消息。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols34

4.2IP數據報的轉發(fā)

副關于路由表的補充說明

-為一個網絡指定一個路由器,而不必為每個主機指

定一個路由器??梢詷O大地縮小路由表的規(guī)模,比

如Internet上的路由器有只有幾千個裘目,而不會

是超過100萬個表目。

-IP路由選擇是逐跳(hop-by-hop)進行的。IP并不

知道到達任何目的的完整路徑。所有的IP路由選擇

只為數據報傳輸提供下一站路由器的IP地址。

-只有最后一個Router知道目的主機的是否可用,需

要為Router安排方法向源主機來報告問題

一路由可能不對稱

?A->B和B->A路徑可能不一致

ZhangDongyanTCP/IPProtocols35

4.2IP數據報的轉發(fā)

副數據包處理過程示意圖

工p節(jié)點

到達的數據包發(fā)出的數據包

ZhangDongyanTCP/IPProtocols36

有關路由表的^一些命令

鼠Route

-Routeprint--用于顯示路由表中的當前項目

-routeadd--添加路由。添加目標為10.41.0.0,子網

掩碼為255.255.0.0,下一個躍點地址為10.27.0.1,

躍點數為7的路由:

routeadd10.41.0.0mask255.255.0.010.27.0.1metric7

-routechange一修改現有路由。,等目標為10.41.0.0,

子網掩碼為255.255.0.0的路由的下一個躍點地址由

10.27.0.1更改為10.27.0.25:

routechange10.41.0.0mask255.255.0.010.27.0.25

-routedelete—刪除路由。刪除目標為10.41.0.0,

子網掩碼為255.255.0.0的路由:

routedelete10.41.0.0mask255.255.0.0

ZhangDongyanTCP/IPProtocols37

有關路由表的^一些命令

國Netstat

-用于顯示與IP、TCP、UDP和ICMP協議相關的統(tǒng)計數

據,用于檢驗本機各端口的網絡連接情況。

-使用時如果不帶參數,netstat顯示活動的TCP連接

-netstat-s一能夠按各個協議分別顯示其統(tǒng)計數據。

如果你的應用程序(如Web瀏覽器)運行速度比較

慢,或者不能顯示Web頁之類的數據,那么你就可

以用本選項來查看一下所顯示的信息。

-netstat-a一本選項顯示一個所有的有效連接信息

列表,包括已建立的連接(ESTABLISHED),也包

括監(jiān)聽連接請求(LISTENING)的那些連接。

-netstat-n--顯示所有已建立的有效連接。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols38

有關路由表的^一些命令

fIPConfig(WinIPcfg)

-顯示當前的TCP/IP配置的設置值。這些信息一般用

來檢驗人工配置的TCP/IP設置是否正確。

-ipconfig--不帶任何參數選項,為每個已經配置了

宿接口顯示IP危址、字網掩碼和缺省網關值。

-ipconfig/all--當使用all選項時,IPConfig能為

DNS和WINS服務器顯示它已配置且所要使用的附加

信息(如IP地址等),并且顯示內置于本地網卡中

的物理地址(MAC)。

副Tracert(Pathping)

-顯示到達目標的路徑,使用很簡單,只需要在

tracert后面跟一個IP地址或URL。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols39

4.3路由協議一路由器

鼠Internet可以看作是由許多路由器互連在一起的網絡,

而每個計算機則連在其中的一個路由器上。由此,對

分組信息的分發(fā)與捕獲功能由路由器來完成。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols40

4.3路由協議一路由器

i連接不同類型的網絡并完成協議轉換

-Internet所面對的是各種不同類型的網絡,各網之

間需要進行橋接

-不同的網絡運行的是不同的通信協議,需要轉換

鼠路由搜索與選擇

-在Inteimet范圍內采用的是網狀自由聯接,信息發(fā)

送不能采用廣播方式,因此需要進行路由選擇。常

見的路由搜索方式是距離向量路由協議與鏈路狀態(tài)

路由協議兩神。

融網絡管理和安全

--^個網絡如果確定一個或有限個出入口,可以通過

限制出入的方式對內部網絡進行保護。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols41

4.3路由協議

凰路由協議在協議棧中的位置

應用層

傳輸層路由

網絡層物理層

數據鏈路層網橋模型

物理層

分層模型

路由器模型

ZhangDongyanTCP/IPProtocols42

Internet路由選擇的兩種形式

鼠靜態(tài)路由選擇

-根據系統(tǒng)啟動時初始化的路由表

-不再修改

窗動態(tài)路由選擇

-根據系統(tǒng)啟動時初始化的路由表

-路由選擇協議獲得路由并更新路由表

一路由表可能會不斷改變

ZhangDongyanTCP/IPProtocols43

Internet路由選擇的兩種形式

Nrt_Nexth”

128.10.0.0^255.255.0,0direct

defaurt~-100

-仗用略出傳播切、議

ZhangDongyanTCP/IPProtocols44

Internet路由選擇的兩種形式

鼠路由傳播的示意圖

-每個Router通告它的鄰居自己所能到達的

網絡的連接信息

Net1

GHitcdfryown"by-----

『ISPj⑻V、R

cdby2

ISPtscustotner

Net2Net3

ZhangDongyanTCP/IPProtocols45

4.3路由協議

鼠路由信息交換的含義

-每個Router運行路由選擇軟件

-獲得其他Routers所能到達的目的地的信息

-通知其他Routers自己所能到達的目的地信

-路由選擇軟件使用獲得的信息不斷的更新

Router的路由選擇表

ZhangDongyanTCP/IPProtocols46

4.3路由協議

副自治系統(tǒng)一AutonomousSystem

-處于一個管理機構控制下的網絡和路由器

的集合

-靈活可變,人為定義

-直覺上:校園網、醫(yī)院網等等

-需要AS是因為沒有一個路由選擇協議可以

覆蓋整個Internet

-每個AS選擇一個RoutingProtocol

ZhangDongyanTCP/IPProtocols47

自治系統(tǒng)(AS)、區(qū)域及網絡(NW)

解每個AS都有一個唯一的編號

-編號范圍「65535,其中「65411是注冊的編號,其余

的為專用網絡編號

---個大的AS經常劃分為幾個較小的路由域

ZhangDongyanTCP/IPProtocols48

4.3路由協議

鼠Internet路由選擇協議的分類

-內部網關協議(IGP)

?自治系統(tǒng)內的路由協議

?目的地位于AS內部

-外部網關協議(EGP)

?用于自治系統(tǒng)之間的路由選擇

?目的地跨越Internet

副路由選擇協議的準則

一路由協議能按照不同的路由準則為用戶的通信數據

選擇最適當的傳輸路徑,如最小成本路由等等

-以下3個約束條件是所有準則必需考慮的

?時延、吞吐率、連接性

ZhangDongyanTCP/IPProtocols49

4.3路由協議

鼠IGP/EGP的使用范圍

自治系統(tǒng)號:

匐路由《畬愈?和靖攵據藐卜部網關協議200

(EGP):BGP

/地utry嶺由

Rv?U

l>atuJGRPmcx

。,黏RP

OSPF

ZhangDongyanTCP/IPProtocols50

4.3路由協議

鼠路由搜索協議的類型

-距離向量協議

?最小跳距

?距離->跳距;向量->地址

-鏈路狀態(tài)協議

?每條鏈路有一個狀態(tài)值

?路由選擇的標準是構成該路徑的所有鏈路

的度量總和最小

ZhangDongyanTCP/IPProtocols51

距離向量路由協議

副距離向量路由協議遵從以下幾個基本原則:

—每一個節(jié)點具有最基本的永久性信息,用于記錄其

虬址和辨識與之相連接的鏈路;

-每個節(jié)點都定時向鄰接節(jié)點廣播其自身的路由信息,

同時也接收鄰接節(jié)點廣播來的路由信息;

-接收鄰接節(jié)點的路由信息后,依據該路由信息更新

本地路由信息;更新方法是對于沒有的節(jié)點項則創(chuàng)

建一個并在其距離向量之上加一,已存在的節(jié)點項

則需比較一下兩者那個更大,較小的一個羽1會留下

-整個計算采用的是分布式算法,幾個節(jié)點獨立計算,

直到收斂為止。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols52

鏈路狀態(tài)路由協議

融鏈路狀態(tài)路由協議遵從以下規(guī)則:

-每個節(jié)點均維持一個網絡圖的副本,并定時更新;

-網絡圖以數據庫的形式表示,庫中記錄每個節(jié)點與

其相鄰節(jié)點的連接情況;

-庫的更新是以廣播的方式實現,即每個節(jié)點收到一

個路由廣播報文,接收后再向其它鏈路廣播。

-為防止一個廣播路由信息無限制地在網上傳送,每

個廣播報文需要給一個編號,一旦一個節(jié)點再次收

到了一個針對同一個路由信息且編號相同的報文時

則銷毀而不再對外廣播。

ZhangDongyanTCP/IPProtocols53

最短路徑算法-SPF

鼠網絡中的每個路徑均按最小成本準則分

配相應的權重

副每個節(jié)點有一個標簽,記錄了自己到源節(jié)

點的度量值(初始時為8)

鼠每個節(jié)點對與其相鄰節(jié)點的關系進行檢

查,從源節(jié)點開始作為第'一個工作節(jié)點

解在下一次迭代運算中,距離工作節(jié)點最近

的節(jié)點成為新的工作節(jié)點,直到檢查了數

據庫中所看節(jié)點為止

ZhangDongyanTCP/IPProtocols54

最短路徑算法-SPF

節(jié)點A為源節(jié)點

7

OO

廓通過查詢LSA數據庫,節(jié)點B和C被加入到當前工作節(jié)點

邸經過檢查鏈路度量較小的節(jié)點修成為新的工作節(jié)點,C

變?yōu)楣ぷ鞴?jié)點

ZhangDongyanTCP/IPProtocols55

最短路徑算法-SPF

C成為工作節(jié)點

鼠到目前,已經知道從A到C、B、D、E、I的“最短路徑”

目但隨著工作節(jié)點的變化“最短路徑”也會發(fā)生變化

ZhangDongyanTCP/IPProtocols56

最短路徑算法-SPF

D成為工作節(jié)點

f如果某個節(jié)點的標簽與其鄰接節(jié)點鏈路度量之和小于該鄰接節(jié)點

一的標簽值,則說明找到了一個到達源節(jié)點的更短路徑

f節(jié)點A和B之間還有更佳的路徑,A->C->D->B,度量值為7

-跳距多不一定意味著鏈路度量值大

f重復上述過程,最后每個節(jié)點標簽反映的就是它與源節(jié)點之間具

」看最小成本的路徑

ZhangDongyanTCP/IPProtocols57

最短路徑算法-SPF

節(jié)點A的路由拓撲

(4)(8)(6)

f帶括號的數字表示了該節(jié)點在生成樹中的選擇

順序

ZhangDongyanTCP/IPProtocols58

構造生成樹的過程

副所有節(jié)點彼此相連

鼠不存在環(huán)路

ZhangDongyanTCP/IPProtocols59

路由信息的跨域傳播

目標=跳即

AE,經由C

8=2,經由C

6=0,經山C、

D=1,經由C

E=1,經山C

F=2,經山C

6=2,經由Cf路由器C和路由器X分別為路由域1和2的邊

界路由器

i路由器X利用C的路由表獲得RD1內各節(jié)點的

可達性信息

f路由器X不關心C如何獲得這些信息

ZhangDongyanTCP/IPProtocols60

路由信息的跨域傳播

jg

RouterC的路由表

目標=跳距

A=l,經山C

8=2,經由C、/

GO,經由C

D二1辭由C、

EE,經山C

心8.經山c

6=2,經由C副設路由器F和路由器K也可以同時交換路

由信息

f設E和F之間鏈路中斷,C則更改路由表,

并且將更改之后的消息發(fā)給X

ZhangDongyanTCP/IPProtocols61

路由信息的跨域傳播

Jr

RouterC的路由表

1一|標=跳距

A=l,經由C

8=2降由C/

C=0,經由C

b=l/HbC、

E=1,經由C

F=3,經由C

(5=2,經由C副但路由器X通過和K交換信息知道有更

好的到達F的路徑:X->K->F

f該信息從X傳回c,c則相應更新自己的

路由表

ZhangDongyanTCP/IPProtocols62

因特網主要路由協議

1類型副變化:對變化的處理能力

-D-V距離向量-D:動態(tài)

-L-S鏈路狀態(tài)-P:部分通告

f路徑一通告的路徑數值-F:全路由表通告

解聚合一地址聚合能力

f鄰居一發(fā)現鄰居的能力以

及問候(he及o)能力解非對稱一兩個方向上度量不同

ZhangDongyanTCP/IPProtocols63

4.4差錯報告機制ICMP

副Internet上的差錯

-可能的差錯

?通信線路、處理器、目的主機關機

?數據報生命期變?yōu)閛

?Router擁塞等等

-對于同一個網絡

?可以利用特殊硬件來報告錯誤

-對于互聯網絡

?發(fā)送方很難判斷傳送失敗的原因,如錯誤發(fā)生在

麻里

?IP協議本身沒有處理錯誤的機制

ZhangDongyanTCP/IPProtocols64

4.4差錯報告機制ICMP

?InternetControlMessageProtocol-ICMP

副當出現發(fā)送不能進行的網絡問題時,提供IP設

備交換關于問題信息的服務

鼠用于Router向其他Router或主機發(fā)送差錯或控

制報文

鼠IP協議的一部分,二者相互依賴

-ICMP利用IP傳遞信息

-IP利用ICMP發(fā)送差錯與控制信息

解使用者

-Router

-主機

ZhangDongyanTCP/IPProtocols65

差錯報告與差錯改正

鼠ICMP是一個差錯報告機制,但并沒有指定對錯

誤所應采取的措施(交給應用程序或其他協議

處理)

副ICMP只與源主機進行通信

-IP數據報中只有源主機和目的主機IP

-Router沒有全局的路由知識,不知道數據報

所走過的路徑

-Router不能悄悄丟棄數據報,而是利用ICMP

報告錯誤,由高層協議或管理員來處理問題

ZhangDongyanTCP/IPProtocols66

ICMP報告的錯誤類型

iIP數據報的發(fā)送可能失敗

副根據失敗的原因,ICMP決定是否報告

鼠兩種失敗

-暫時性失敗

?如校驗和錯誤,發(fā)送者可能會發(fā)現(根據上層協議的可靠性

機制)這個失敗,并重發(fā)

?一個包不太可能重復出現同樣的問題

?忽略之

-半永久性失敗

?如無效的目的IP地址、TTL為0等等

?需要立即向發(fā)送源報告,說明出現了重要問題

ZhangDongyanTCP/IPProtocols67

ICMP消息的處理

副接收者收到ICMP消息,監(jiān)測消息內容并送到合

適的協議進一步處理

-ICMP協議自身、IP

-大部分由傳輸協議(TCP、UDP)處理

副什么時候不能發(fā)送ICMP消息?

-另外一個ICMP消息(除設備響應ICMP查詢消息外)

-任意一種IGMP消息(保證較小的通信量)

-目的IP地址為廣播或多播地址的IP數據報(但ICMP

查詢可以發(fā)送到廣播地址)

-沒有說明源地址的數據報(全0、回路地址、廣播

或多播地址)

-任何一■個IP數據報的分段(第一■個分段除外)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols68

ICMP報文的傳送

副兩級封裝ICMPHdrICMPDaraArea

IPHeaderIPDataArea

凰I一些問題1FrameHeaderFrameData

-ICMP報文有沒有優(yōu)先級?是否有特別的可靠

措施?

-如果攜帶ICMP報文的IP數據報出現差錯怎

么辦?

-為什么利用IP數據報傳遞信息而不直接用

數據幀?

ZhangDongyanTCP/IPProtocols69

ICMP報文的傳送

鼠問題的說明

-ICMP消息封裝在IP數據報的數據部分,隨IP數據報

在網上轉發(fā)的。由于IP數據報是不可靠傳輸的,因

此ICMP消息的傳輸也是不可靠。

-為避免出現有關差錯報文的差錯報文,規(guī)定如果包

含ICMP報錯消息的IP數據報出錯,則不再產生新的

ICMP消息

-一般不把ICMP作為高層協議,而只作為IP必須的一

個部分,之所以把ICMP消息封裝在IP數據報中,只

是因為回送ICMP消息需要跨越多個物理網絡,因而

不可能在物理層傳送

ZhangDongyanTCP/IPProtocols70

ICMP報文格式

?ICMP有一個預先定義好的消息集合,每個消息都提供專

用的功能

f根據報告消息的功能不同,有不同類型的ICMP報文

?都以相同的如下三個字段開頭

8816________

TYPECODE校驗和

具體內容(隨消息類型而變)

-TYPE-報文類型

-CODE-報文類型的進步消息

ZhangDongyanTCP/IPProtocols71

4.4差錯報告機制ICMP

鼠ICMP報文的類別

-差錯報文

?包含出錯的數據報的頭部

?前64bit數據

?包含這兩項的原因是使源主機能更準確地判斷該

IP報是由哪種上層協議以及哪一個應用程序發(fā)送

的(因為TCP/IP的上層協議通常把關鍵信息編碼

放在前64位,如端口號)

-信息報文

ZhangDongyanTCP/IPProtocols72

4.4差錯報告機制ICMP

鼠ICMP消息類型

類型字段ICMP消息類型

0EchoReply

3目的不可達

4源站抑制

5重定向(改變路由)

8EchoRequest

11數據報超時

12數據報參數出錯

13時間戳請求

14時間敲響應

15信息請求(已廢棄)

16信息響應(已廢棄)

17地址掩碼請求

18地址掩碼響應

ZhangDongyanTCP/IPProtocols73

DestinationUnreachable錯誤消息

國NetworkUnreachable

-報告Router的路由表中找不到通往目的網絡的路徑

?試圖連接一個私有網絡地址

,路由表被破壞

,過時的Router

-源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間所有的Router都會產生該錯

、口

1天

-只是說明出現了暫時性的路由錯誤(短期、可修復)

國PortUnreachable

-目的主機上特定目的端口號不可使用

?客戶試圖連接某個服務器的應用程序,而服務器沒有安裝

該應用程序或沒有使用客戶期望的端口號

-幾乎都由UDP產生

ZhangDongyanTCP/IPProtocols74

DestinationUnreachable錯誤消息

國HostUnreachable

-IP數據報不能發(fā)送到最終的目的系統(tǒng)

國ProtocolUnreachable

-目的系統(tǒng)的特定傳輸協議不可達

國SourceRouteFailed

-路由器不能把包發(fā)送到該數據報SourceRouteIP

Option字段中指定的下一跳路由器

國DestinationNetworkUnknown

-目的網絡根本不存在(有確切的證據)

國DestinationHostUnknown

-目的主機確實不存在(證據)

ZhangDongyanTCP/IPProtocols75

4.4差錯報告機制ICMP

解所有DestinationUnreachable錯誤消息

必須發(fā)送到引發(fā)這個錯誤的傳輸層

—“軟失敗”,如Networkunreachable,傳輸

層不應該取消該連接,若連接因該錯誤失敗,

則錯誤向上報告給應用層協議進而通知用戶

-“硬失敗",如Networkunknown,則取消連

ZhangDongyanTCP/IPProtocols76

4.4差錯報告機制ICMP

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