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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
向
-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
息
-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
集
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
接
ZhangDongyanTCP/IPProtocols76
4.4差錯報告機制ICMP
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