1、TCP/IP協(xié)議分析12物理地址：物理地址：指硬件地址、指硬件地址、MACMAC地址或二層地址。是地址或二層地址。是一個(gè)本地地址，管轄范圍是本地網(wǎng)絡(luò)。物理地址通一個(gè)本地地址，管轄范圍是本地網(wǎng)絡(luò)。物理地址通常是用硬件實(shí)現(xiàn)的。常是用硬件實(shí)現(xiàn)的。邏輯地址：邏輯地址：指指IPIP地址，邏輯地址是用軟件實(shí)現(xiàn)的，地址，邏輯地址是用軟件實(shí)現(xiàn)的，并非與物理設(shè)備本身相關(guān)聯(lián)。它標(biāo)識(shí)主機(jī)所在的網(wǎng)并非與物理設(shè)備本身相關(guān)聯(lián)。它標(biāo)識(shí)主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)位置，在網(wǎng)絡(luò)層以上只使用邏輯地址通信。絡(luò)位置，在網(wǎng)絡(luò)層以上只使用邏輯地址通信。ARP：Address Resolution Protocol RARP：Reverse Addre

2、ss Resolution ProtocolIP地址地址物理地址物理地址ARPRARP5ARPARP：將一個(gè)已知的：將一個(gè)已知的IPIP地址映射到地址映射到MACMAC地址。地址。已知：已知：IPIP地址地址1 1）檢查本地）檢查本地ARPARP高速緩存表，若找到高速緩存表，若找到IPIP地址對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，則地址對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，則取出表項(xiàng)中的取出表項(xiàng)中的MACMAC地址；地址；2 2）若）若IPIP地址不包含在表中，就向網(wǎng)上發(fā)廣播來(lái)尋找。具有地址不包含在表中，就向網(wǎng)上發(fā)廣播來(lái)尋找。具有該該IPIP地址的目的站用其地址的目的站用其MACMAC地址作為響應(yīng)。地址作為響應(yīng)。問(wèn)題一：為什么要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？問(wèn)

3、題一：為什么要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？問(wèn)題二：如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？問(wèn)題二：如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？必須根據(jù)必須根據(jù)IPIP地址找到物理地址才能進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)傳送。地址找到物理地址才能進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)傳送。靜態(tài)映射靜態(tài)映射 or or 動(dòng)態(tài)映射動(dòng)態(tài)映射兩種地址類(lèi)型：兩種地址類(lèi)型：1.1.空間較小且容易配置的物理地址（靜態(tài)映射空間較小且容易配置的物理地址（靜態(tài)映射 ） 2.2.空間巨大且固定的物理地址（動(dòng)態(tài)映射）空間巨大且固定的物理地址（動(dòng)態(tài)映射） 靜態(tài)映射靜態(tài)映射 ：IPIP地址地址物理地址物理地址動(dòng)態(tài)映射動(dòng)態(tài)映射：用協(xié)議獲得：用協(xié)議獲得網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析廣播發(fā)送廣播發(fā)送ARP請(qǐng)求請(qǐng)求單播發(fā)送單播發(fā)送ARP應(yīng)答應(yīng)答為何要

4、進(jìn)行地址映射？為何要進(jìn)行地址映射？9在因特網(wǎng)中，數(shù)據(jù)分組傳輸使用的是在因特網(wǎng)中，數(shù)據(jù)分組傳輸使用的是IPIP地址（邏地址（邏輯地址）；而在局域網(wǎng)中，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要使用輯地址）；而在局域網(wǎng)中，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要使用物理地址（物理地址（MACMAC地址）。地址）。許多因特網(wǎng)的主機(jī)位于局域網(wǎng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)分組到許多因特網(wǎng)的主機(jī)位于局域網(wǎng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)分組到達(dá)局域網(wǎng)時(shí)，需要把達(dá)局域網(wǎng)時(shí)，需要把IPIP地址轉(zhuǎn)換成地址轉(zhuǎn)換成MACMAC地址，然后地址，然后把分組封裝在局域網(wǎng)鏈路層的幀中，才能發(fā)送到把分組封裝在局域網(wǎng)鏈路層的幀中，才能發(fā)送到該主機(jī)。該主機(jī)。AXBYAXBY問(wèn)題：誰(shuí)的問(wèn)題：誰(shuí)的IP地址是地址是IPb？請(qǐng)你

5、把你的物理地址告訴我請(qǐng)你把你的物理地址告訴我回答：我的回答：我的IP地址是地址是IPb？我的物理地址是我的物理地址是PAb總結(jié)：廣播請(qǐng)求，單播回應(yīng)！總結(jié)：廣播請(qǐng)求，單播回應(yīng)！2.2.基本步驟基本步驟步驟一：源端步驟一：源端A A廣播廣播包含目標(biāo)包含目標(biāo)B B的的IPIP地址地址IPIPb b的的ARPARP請(qǐng)求報(bào)文，請(qǐng)求報(bào)文，請(qǐng)請(qǐng)B B回答自己的物理地址回答自己的物理地址PAPAb b ；步驟二：網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)將步驟二：網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)將IPIPb b與自身的與自身的IPIP地址比較，若相同地址比較，若相同，則轉(zhuǎn)步驟三，否則忽略；，則轉(zhuǎn)步驟三，否則忽略；步驟三：步驟三：B B將將PAPAb b封裝在

6、封裝在ARPARP應(yīng)答報(bào)文中，之后發(fā)送給應(yīng)答報(bào)文中，之后發(fā)送給A A；步驟四：步驟四：A A從應(yīng)答報(bào)文中提取從應(yīng)答報(bào)文中提取IPIPb b和和PAPAb b，從而獲得，從而獲得IPIPb b和和PAPAb b之之間的映射關(guān)系。間的映射關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析ARPARP請(qǐng)求分組能夠到達(dá)的范圍請(qǐng)求分組能夠到達(dá)的范圍就是物理網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的廣播就是物理網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的廣播幀所能到達(dá)的范圍，所以幀所能到達(dá)的范圍，所以ARPARP工作在路由器隔開(kāi)的每個(gè)網(wǎng)工作在路由器隔開(kāi)的每個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，換言之，段內(nèi)，換言之，ARPARP廣播請(qǐng)求廣播請(qǐng)求不能跨越路由器。不能跨越路由器。 1. 1.源站源站- -目的站間的目的站間的ARP

7、.ARP.源站源站A A希望將分組發(fā)希望將分組發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)上的目的主機(jī)送給同一網(wǎng)絡(luò)上的目的主機(jī)B B。在這種情況下。在這種情況下，源站，源站A A發(fā)送發(fā)送ARPARP請(qǐng)求，得到請(qǐng)求，得到B B的物理地址的物理地址. .2.2.源站源站- -路由器間的路由器間的ARP.ARP.源站源站A A希望將分組發(fā)希望將分組發(fā)送給另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的目的站送給另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的目的站B B。A A首先查找其首先查找其路由表，找到到達(dá)目的站的下一跳路由器路由表，找到到達(dá)目的站的下一跳路由器R1R1的的IPIP地址。地址。ARPARP把路由器把路由器R1R1的的IPIP地址映射為物地址映射為物理地址，然后理地址，然后A

8、 A把把IPIP分組發(fā)送到路由器分組發(fā)送到路由器R1.R1.3.3.路由器路由器- -路由器間的路由器間的ARP.ARP.路由器路由器R1R1查找路由表，找出查找路由表，找出IPIP分組的下分組的下一跳路由器一跳路由器R2R2的的IPIP地址，地址，ARPARP把把R2R2的的IPIP地址映射為物理地址，然后地址映射為物理地址，然后R1R1把把IPIP分組發(fā)送到分組發(fā)送到R2.R2.4.4.路由器路由器- -目的站間的目的站間的ARP.ARP.當(dāng)當(dāng)IPIP分組到達(dá)目的站所在分組到達(dá)目的站所在網(wǎng)絡(luò)的路由器網(wǎng)絡(luò)的路由器RnRn時(shí)，時(shí)，ARPARP把目的站把目的站B B的的IPIP地址映射為物地址映

9、射為物理地址，然后理地址，然后RnRn把把IPIP分組發(fā)送到目的站分組發(fā)送到目的站B.B.ARPARP高速緩存高速緩存方法：方法：APRAPR高速緩存，當(dāng)主機(jī)高速緩存，當(dāng)主機(jī)A A通過(guò)通過(guò)ARPARP請(qǐng)求得到請(qǐng)求得到B B的物理地址的物理地址后，就將此后，就將此“IPIP地址地址- -物理地址物理地址”綁定存儲(chǔ)在高速緩存中。這綁定存儲(chǔ)在高速緩存中。這樣，后續(xù)發(fā)往樣，后續(xù)發(fā)往B B的分組，可以通過(guò)查找高速緩存獲得物理地址的分組，可以通過(guò)查找高速緩存獲得物理地址A A向向B B發(fā)送發(fā)送IPIP分組時(shí)，廣播發(fā)送分組時(shí)，廣播發(fā)送ARPARP請(qǐng)求分組得到請(qǐng)求分組得到B B的物理地的物理地址。網(wǎng)絡(luò)上每臺(tái)主

10、機(jī)都必須接收和處理廣播分組。廣播的代址。網(wǎng)絡(luò)上每臺(tái)主機(jī)都必須接收和處理廣播分組。廣播的代價(jià)過(guò)高，無(wú)法在每一次發(fā)送價(jià)過(guò)高，無(wú)法在每一次發(fā)送IPIP分組時(shí)都是用這種方法。分組時(shí)都是用這種方法。事實(shí)上，主機(jī)事實(shí)上，主機(jī)A A往往有多個(gè)往往有多個(gè)IPIP分組要發(fā)送到分組要發(fā)送到B B，對(duì)發(fā)送到，對(duì)發(fā)送到B B的每個(gè)分組都使用的每個(gè)分組都使用ARPARP是低效率的。是低效率的。有無(wú)無(wú)有目的站IP地址查詢(xún)ARP高速緩存IP地址物理地址？廣播ARP請(qǐng)求，等待ARP應(yīng)答提取物理地址“IP地址物理地址“綁定存入高速緩存收到ARP應(yīng)答？找不到物理地址改進(jìn)后的改進(jìn)后的ARPARP緩存緩存 提高提高ARPARP的效率

11、的效率 設(shè)置設(shè)置ARP cacheARP cache，存放最近解析出來(lái)的，存放最近解析出來(lái)的IP/MACIP/MAC對(duì)。對(duì)。 請(qǐng)求解析時(shí)，把自己的請(qǐng)求解析時(shí)，把自己的IP/MACIP/MAC地址也放在報(bào)文中。地址也放在報(bào)文中。 收到收到ARPARP請(qǐng)求的所有主機(jī)都緩存其中的請(qǐng)求的所有主機(jī)都緩存其中的IP/MACIP/MAC。 主機(jī)入網(wǎng)時(shí)，主動(dòng)廣播它的主機(jī)入網(wǎng)時(shí)，主動(dòng)廣播它的IP/MACIP/MAC。是否ARP請(qǐng)求分組到達(dá)本機(jī)是請(qǐng)求目標(biāo)？用本機(jī)物理地址進(jìn)行應(yīng)答發(fā)送站“IP地址物理地址“綁定存入高速緩存問(wèn)題：一條問(wèn)題：一條IP/MACIP/MAC映射記錄失效怎么辦？映射記錄失效怎么辦？?jī)?yōu)點(diǎn)：（優(yōu)點(diǎn)

12、：（1 1）無(wú)需專(zhuān)門(mén)的通知機(jī)制；）無(wú)需專(zhuān)門(mén)的通知機(jī)制； （2 2）對(duì)硬件可靠性要求低。）對(duì)硬件可靠性要求低。缺陷：缺陷： 時(shí)延時(shí)延-可能會(huì)可能會(huì)反應(yīng)遲鈍反應(yīng)遲鈍；解決：超時(shí)計(jì)時(shí)器，使用超時(shí)機(jī)制（解決：超時(shí)計(jì)時(shí)器，使用超時(shí)機(jī)制（2020分鐘），如果在分鐘），如果在超時(shí)到來(lái)前都沒(méi)有使用某條記錄，則刪除該記錄。超時(shí)到來(lái)前都沒(méi)有使用某條記錄，則刪除該記錄。查詢(xún)緩存表查詢(xún)緩存表找到相應(yīng)條目找到相應(yīng)條目-發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)查詢(xún)失敗查詢(xún)失敗-發(fā)送發(fā)送ARP請(qǐng)求請(qǐng)求v2.網(wǎng)關(guān)以單播形式回應(yīng)A的ARP請(qǐng)求。v3.A更新自己的ARP緩存。v4.A與網(wǎng)關(guān)通信。與網(wǎng)關(guān)通信。硬件類(lèi)型硬件類(lèi)型協(xié)議類(lèi)型協(xié)議類(lèi)型硬件地址長(zhǎng)度硬

13、件地址長(zhǎng)度協(xié)議地址長(zhǎng)度協(xié)議地址長(zhǎng)度操作操作發(fā)送方硬件地址（可變）發(fā)送方硬件地址（可變）發(fā)送方發(fā)送方IP地址地址目標(biāo)硬件地址（可變）目標(biāo)硬件地址（可變）目標(biāo)目標(biāo)IP地址地址操作：操作：1是是ARP請(qǐng)求，請(qǐng)求，2是是ARP應(yīng)答應(yīng)答 3是是RARP請(qǐng)求，請(qǐng)求，4是是RARP應(yīng)答。應(yīng)答。ARP報(bào)文報(bào)文幀數(shù)據(jù)區(qū)幀數(shù)據(jù)區(qū)幀頭幀頭幀尾幀尾 ARP分組格式OP=1 ARP請(qǐng)求OP= 2 ARP應(yīng)答ARP應(yīng)答幀應(yīng)答幀ARP請(qǐng)求幀請(qǐng)求幀ARP請(qǐng)求幀請(qǐng)求幀ARP應(yīng)答幀應(yīng)答幀參數(shù)含義 -a列出ARP緩存中所有條目-a inet_addr列出與inet_addr對(duì)應(yīng)的條目-d inet_addr刪除與inet_addr

14、對(duì)應(yīng)的條目-s inet_addr eth_addr在ARP緩存中添加一個(gè)條目代理代理ARPARP能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的連接。能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)的連接。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1 1上，充當(dāng)代理上，充當(dāng)代理ARPARP的路由器可代表網(wǎng)絡(luò)的路由器可代表網(wǎng)絡(luò)2 2上的一組主機(jī)應(yīng)答上的一組主機(jī)應(yīng)答ARP.ARP.特性：信任所有特性：信任所有ARPARP應(yīng)答。應(yīng)答。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2ABRIn1In2轉(zhuǎn)換步驟：轉(zhuǎn)換步驟： A A利用利用ARPARP獲得路由器獲得路由器R R接口接口1 1的物理地址的物理地址 A A把報(bào)文發(fā)給路由器把報(bào)文發(fā)給路由器R R的接口的接口1 1 R R從接口從接口2 2使用使用ARPAR

15、P獲得獲得B B的物理地址的物理地址 R R把報(bào)文從接口把報(bào)文從接口2 2轉(zhuǎn)發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)給B B1概述概述ICMP報(bào)文格式和類(lèi)型報(bào)文格式和類(lèi)型 差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文查詢(xún)報(bào)文報(bào)文查詢(xún)報(bào)文報(bào)文Ping程序程序2TCP/IPTCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在IPIP主主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹菣C(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶(hù)數(shù)據(jù)的傳遞不傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)，但是對(duì)于用戶(hù)數(shù)據(jù)的傳遞起

16、著重要的作用。起著重要的作用。n網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP(InternetInternet ControlControl MessageMessage ProtocolProtocol)一、為什么需要一、為什么需要ICMPICMP？ （1 1）數(shù)據(jù)報(bào)在傳送中可能會(huì)遇到各種異常；）數(shù)據(jù)報(bào)在傳送中可能會(huì)遇到各種異常； （2 2）IPIP自身沒(méi)有提供差錯(cuò)報(bào)告和差錯(cuò)糾正的機(jī)制。自身沒(méi)有提供差錯(cuò)報(bào)告和差錯(cuò)糾正的機(jī)制。 但但I(xiàn)PIP層也需要控制功能（擁塞、差錯(cuò)控制）。層也需要控制功能（擁塞、差錯(cuò)控制）。 ICMPICMP就是為了補(bǔ)償上述缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，它是配合就是為了補(bǔ)償上述缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，它

17、是配合IPIP協(xié)議使協(xié)議使用的。傳遞網(wǎng)絡(luò)控制信息、提供差錯(cuò)報(bào)告。用的。傳遞網(wǎng)絡(luò)控制信息、提供差錯(cuò)報(bào)告。二、二、ICMPICMP的工作機(jī)制的工作機(jī)制 （1 1）路由器（主機(jī)）向其它路由器（主機(jī)）發(fā)送）路由器（主機(jī)）向其它路由器（主機(jī)）發(fā)送ICMPICMP報(bào)文。報(bào)文。 （2 2）只能向源端報(bào)告差錯(cuò)，不能向中間路由器報(bào)告差錯(cuò)。）只能向源端報(bào)告差錯(cuò)，不能向中間路由器報(bào)告差錯(cuò)。三、三、ICMPICMP協(xié)議與協(xié)議與IPIP協(xié)議的關(guān)系協(xié)議的關(guān)系1.ICMP1.ICMP與與IPIP同層，只是同層，只是IPIP軟件中的一個(gè)模塊。軟件中的一個(gè)模塊。（1 1）功能不獨(dú)立，只是）功能不獨(dú)立，只是IPIP的補(bǔ)充；的補(bǔ)充

18、； （2 2）不是上層協(xié)議賴(lài)以存在的基礎(chǔ)）不是上層協(xié)議賴(lài)以存在的基礎(chǔ) 。2.ICMP2.ICMP本身是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，但是，它的報(bào)文不是如設(shè)本身是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，但是，它的報(bào)文不是如設(shè)想的那樣直接送給數(shù)據(jù)鏈路層。實(shí)際上，想的那樣直接送給數(shù)據(jù)鏈路層。實(shí)際上，ICMPICMP報(bào)文首先要報(bào)文首先要封裝成封裝成IPIP數(shù)據(jù)報(bào)，然后在傳送給下一層。數(shù)據(jù)報(bào)，然后在傳送給下一層。差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文：差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文：報(bào)告路由器或主機(jī)在處理一個(gè)報(bào)告路由器或主機(jī)在處理一個(gè)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)可能遇到的一些問(wèn)題。可能遇到的一些問(wèn)題。 一共有一共有5 5種差錯(cuò)可處理：種差錯(cuò)可處理：目的站不可達(dá)目的站不可達(dá)、源站抑制源站抑

19、制、時(shí)間超時(shí)間超時(shí)時(shí)、參數(shù)問(wèn)題參數(shù)問(wèn)題以及以及改變路由改變路由。查詢(xún)報(bào)文：查詢(xún)報(bào)文：成對(duì)出現(xiàn)的，它幫助主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)管理員從一個(gè)成對(duì)出現(xiàn)的，它幫助主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)管理員從一個(gè)路由器或另一個(gè)主機(jī)得到特定的信息。路由器或另一個(gè)主機(jī)得到特定的信息。說(shuō)明：說(shuō)明： (1)類(lèi)型：類(lèi)型：定義定義ICMP報(bào)文類(lèi)型。報(bào)文類(lèi)型。(2)代碼：代碼：指明了發(fā)送此特定報(bào)文類(lèi)型的原因。指明了發(fā)送此特定報(bào)文類(lèi)型的原因。(3)校驗(yàn)和：校驗(yàn)和：對(duì)整個(gè)報(bào)文計(jì)算校驗(yàn)和對(duì)整個(gè)報(bào)文計(jì)算校驗(yàn)和(4)差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文數(shù)據(jù)區(qū)包括：差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文數(shù)據(jù)區(qū)包括：出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)首部出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)首部 + 出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)前前64bit。原因：包含上層協(xié)議報(bào)

20、文的重要信息。原因：包含上層協(xié)議報(bào)文的重要信息。類(lèi)型類(lèi)型代碼代碼校驗(yàn)和校驗(yàn)和其它字段（與類(lèi)型相關(guān)）其它字段（與類(lèi)型相關(guān)）數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)類(lèi)型字段的值與類(lèi)型字段的值與ICMPICMP報(bào)文的類(lèi)型的關(guān)系報(bào)文的類(lèi)型的關(guān)系ICMPICMP報(bào)文種類(lèi)報(bào)文種類(lèi)類(lèi)型的值類(lèi)型的值ICMPICMP報(bào)文的類(lèi)型報(bào)文的類(lèi)型差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文3 3終點(diǎn)不可到達(dá)終點(diǎn)不可到達(dá)4 4源站抑制源站抑制1111時(shí)間超過(guò)時(shí)間超過(guò)1212參數(shù)問(wèn)題參數(shù)問(wèn)題5 5改變路由改變路由查詢(xún)報(bào)文查詢(xún)報(bào)文8 8或或0 0回送請(qǐng)求或回答回送請(qǐng)求或回答1313或或1414時(shí)間戳請(qǐng)求或回答時(shí)間戳請(qǐng)求或回答1717或或1818地址掩碼請(qǐng)求或回答地址掩碼請(qǐng)求

21、或回答1010或或9 9路由器詢(xún)問(wèn)或通告路由器詢(xún)問(wèn)或通告下圖給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的回送請(qǐng)求報(bào)文的檢驗(yàn)和計(jì)算例子。下圖給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的回送請(qǐng)求報(bào)文的檢驗(yàn)和計(jì)算例子。報(bào)文分成報(bào)文分成1616比特（比特（2 2字節(jié)）的字。將這些字相加，將和求反碼。字節(jié)）的字。將這些字相加，將和求反碼?，F(xiàn)在發(fā)送站就可將此值放入檢驗(yàn)和字段。現(xiàn)在發(fā)送站就可將此值放入檢驗(yàn)和字段。數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)區(qū)幀首部幀首部幀數(shù)據(jù)區(qū)幀數(shù)據(jù)區(qū)IPIP互聯(lián)網(wǎng)利用互聯(lián)網(wǎng)利用ICMPICMP傳輸控制報(bào)文和差錯(cuò)報(bào)文傳輸控制報(bào)文和差錯(cuò)報(bào)文ICMPICMP報(bào)文的封裝：封裝在報(bào)文的封裝：封裝在IPIP數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)報(bào)中ICMPICMP的

22、特點(diǎn)：的特點(diǎn)：（1 1）只向源站提供報(bào)告，本身一般不處理差錯(cuò)。）只向源站提供報(bào)告，本身一般不處理差錯(cuò)。（2 2）差錯(cuò)報(bào)文作為一般數(shù)據(jù)傳輸。）差錯(cuò)報(bào)文作為一般數(shù)據(jù)傳輸。（3 3）攜帶）攜帶ICMPICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文的差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文的IPIP分組不再產(chǎn)生分組不再產(chǎn)生ICMPICMP差錯(cuò)。差錯(cuò)。即不能嵌套。即不能嵌套。（4 4）攜帶分片的）攜帶分片的IPIP分組，如果不是第一個(gè)分片，則不產(chǎn)生分組，如果不是第一個(gè)分片，則不產(chǎn)生ICMPICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。（5 5）具有多播地址的）具有多播地址的IP IP 分組不產(chǎn)生分組不產(chǎn)生ICMPICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。（6 6）具有特殊

23、地址的）具有特殊地址的IPIP分組不產(chǎn)生分組不產(chǎn)生ICMPICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。1 1、目的站不可達(dá)報(bào)告：無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)或投遞時(shí)、目的站不可達(dá)報(bào)告：無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)或投遞時(shí)類(lèi)型類(lèi)型3代碼代碼0-12校驗(yàn)和校驗(yàn)和未用（未用（0）IP數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部+數(shù)據(jù)報(bào)的前數(shù)據(jù)報(bào)的前64比特比特路由器在路由器在IPIP分組不能轉(zhuǎn)發(fā)或交付時(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)目的站不可達(dá)報(bào)文，分組不能轉(zhuǎn)發(fā)或交付時(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)目的站不可達(dá)報(bào)文，但是它并不能檢測(cè)出目的站不可達(dá)的所有問(wèn)題但是它并不能檢測(cè)出目的站不可達(dá)的所有問(wèn)題代碼：給出了目的站不可達(dá)原因代碼：給出了目的站不可達(dá)原因（0 0）網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)：選路失?。┚W(wǎng)絡(luò)不可達(dá)：選路失?。?

24、 1）主機(jī)不可達(dá)：投遞失?。┲鳈C(jī)不可達(dá)：投遞失敗（2 2）協(xié)議不可達(dá)：與）協(xié)議不可達(dá)：與TCPTCP或更高層協(xié)議有關(guān)或更高層協(xié)議有關(guān)（3 3）端口不可達(dá)：與）端口不可達(dá)：與TCP/UDPTCP/UDP協(xié)議端口有關(guān)協(xié)議端口有關(guān)類(lèi)型（類(lèi)型（4）代碼代碼0校驗(yàn)和校驗(yàn)和未使用（未使用（0）IP數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部 + 數(shù)據(jù)報(bào)首部的前數(shù)據(jù)報(bào)首部的前64字節(jié)字節(jié)擁塞處理步驟：擁塞處理步驟：1.1.網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)擁塞，按一定策略向某些源站發(fā)出源站抑站報(bào)文；網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)擁塞，按一定策略向某些源站發(fā)出源站抑站報(bào)文；2.2.源站收到源抑制報(bào)文后，按一定速率降低發(fā)往某信宿的數(shù)據(jù)報(bào)的速率；源站收到源抑制報(bào)文后，按一定速率降低發(fā)

25、往某信宿的數(shù)據(jù)報(bào)的速率；3.3.在一定時(shí)間間隔內(nèi)若無(wú)源抑制報(bào)文到達(dá)，則源站認(rèn)為擁塞解除，提高發(fā)送速率。在一定時(shí)間間隔內(nèi)若無(wú)源抑制報(bào)文到達(dá)，則源站認(rèn)為擁塞解除，提高發(fā)送速率。 擁塞：擁塞：大量數(shù)據(jù)報(bào)涌入同一網(wǎng)關(guān)，導(dǎo)致該網(wǎng)關(guān)資源耗盡而必須丟棄后面到大量數(shù)據(jù)報(bào)涌入同一網(wǎng)關(guān)，導(dǎo)致該網(wǎng)關(guān)資源耗盡而必須丟棄后面到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)。達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)。擁塞控制：擁塞控制：解決數(shù)據(jù)報(bào)大量涌入問(wèn)題解決數(shù)據(jù)報(bào)大量涌入問(wèn)題解決擁塞方法：解決擁塞方法：源站抑制源站抑制，即抑制信源發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)的速率。，即抑制信源發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)的速率。作用：作用：1.1.通知源站，由于擁塞，路由器或目的站已經(jīng)丟失了通知源站，由于擁塞，路由器或目的站已經(jīng)丟失

26、了IPIP分組，分組，2.2.源站必須放慢分組的發(fā)送，以減輕擁塞程度。源站必須放慢分組的發(fā)送，以減輕擁塞程度。2 2、擁塞控制與源站抑制、擁塞控制與源站抑制 3 3、 超時(shí)報(bào)告：超時(shí)報(bào)告：TTL = 0TTL = 0或分片重組超時(shí)或分片重組超時(shí)類(lèi)型類(lèi)型11代碼代碼0/1校驗(yàn)和校驗(yàn)和未使用（未使用（0）IP數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部 + 數(shù)據(jù)報(bào)首部的前數(shù)據(jù)報(bào)首部的前64字節(jié)字節(jié)情形一：情形一：如果在一個(gè)或多個(gè)路由表中出現(xiàn)差錯(cuò)，那么某一個(gè)分組就如果在一個(gè)或多個(gè)路由表中出現(xiàn)差錯(cuò)，那么某一個(gè)分組就可能在一個(gè)回路中，從一個(gè)路由器到下一個(gè)路由器，或無(wú)休止的通過(guò)可能在一個(gè)回路中，從一個(gè)路由器到下一個(gè)路由器，或無(wú)休

27、止的通過(guò)一系列的路由器。一系列的路由器。情形二：情形二：當(dāng)組一個(gè)當(dāng)組一個(gè)IPIP分組的所有分片未能在某一時(shí)限內(nèi)到達(dá)目的主機(jī)分組的所有分片未能在某一時(shí)限內(nèi)到達(dá)目的主機(jī)時(shí)，目的站丟棄所有分片，也向遠(yuǎn)端發(fā)送超過(guò)報(bào)文。代碼為時(shí)，目的站丟棄所有分片，也向遠(yuǎn)端發(fā)送超過(guò)報(bào)文。代碼為1.1.情形一：情形一：為了避免循環(huán)路由，每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都有一個(gè)叫做為了避免循環(huán)路由，每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都有一個(gè)叫做TTLTTL的字段的字段，當(dāng)收到數(shù)據(jù)報(bào)的路由器在發(fā)現(xiàn)這個(gè)字段的值為，當(dāng)收到數(shù)據(jù)報(bào)的路由器在發(fā)現(xiàn)這個(gè)字段的值為0 0時(shí)，就丟棄該分組。時(shí)，就丟棄該分組。同時(shí)向源端發(fā)送一個(gè)時(shí)間超過(guò)報(bào)文。代碼為同時(shí)向源端發(fā)送一個(gè)時(shí)間超過(guò)報(bào)文。代碼

28、為0 0。4.4.改變路由（重定向報(bào)文）改變路由（重定向報(bào)文）- -更新主機(jī)路由表更新主機(jī)路由表 類(lèi)型（類(lèi)型（5）代碼代碼(0-3)校驗(yàn)和校驗(yàn)和目標(biāo)路由器的目標(biāo)路由器的IP地址地址IP數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部 + 數(shù)據(jù)報(bào)首部的前數(shù)據(jù)報(bào)首部的前64字節(jié)字節(jié)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)3R2R1BAA：默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：默認(rèn)網(wǎng)關(guān)R1，A發(fā)送數(shù)據(jù)給發(fā)送數(shù)據(jù)給B時(shí)，首先發(fā)給時(shí)，首先發(fā)給R1重定向重定向R1發(fā)現(xiàn)合適的路由器是發(fā)現(xiàn)合適的路由器是R2，則向主機(jī)，則向主機(jī)A發(fā)送重定向報(bào)文發(fā)送重定向報(bào)文 問(wèn)題：主機(jī)的路由表如何更新？問(wèn)題：主機(jī)的路由表如何更新？ 答案：靠路由器發(fā)送的重定向報(bào)文。當(dāng)路由器發(fā)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)使用非優(yōu)化

29、答案：靠路由器發(fā)送的重定向報(bào)文。當(dāng)路由器發(fā)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)使用非優(yōu)化路由時(shí)，向主機(jī)發(fā)一重定向報(bào)文，請(qǐng)求主機(jī)改變路由。路由時(shí)，向主機(jī)發(fā)一重定向報(bào)文，請(qǐng)求主機(jī)改變路由。 注意：在發(fā)送改變路由報(bào)文時(shí)，路由器并不丟棄IP分組5 5、參數(shù)出錯(cuò)報(bào)告：數(shù)據(jù)報(bào)首部或選項(xiàng)出錯(cuò)時(shí)、參數(shù)出錯(cuò)報(bào)告：數(shù)據(jù)報(bào)首部或選項(xiàng)出錯(cuò)時(shí)類(lèi)型類(lèi)型(12)代碼代碼0/1校驗(yàn)和校驗(yàn)和指針指針I(yè)P數(shù)據(jù)報(bào)首部數(shù)據(jù)報(bào)首部 + 數(shù)據(jù)報(bào)首部的前數(shù)據(jù)報(bào)首部的前64字節(jié)字節(jié)未使用（未使用（0）指針：指針：指向數(shù)據(jù)報(bào)出錯(cuò)的第一個(gè)字節(jié)指向數(shù)據(jù)報(bào)出錯(cuò)的第一個(gè)字節(jié)情形一：情形一：路由器或目的主機(jī)發(fā)現(xiàn)了路由器或目的主機(jī)發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)報(bào)首部中出現(xiàn)二義性數(shù)據(jù)報(bào)首部中出現(xiàn)二義性

30、。情形二：情形二：在數(shù)據(jù)報(bào)的在數(shù)據(jù)報(bào)的某個(gè)字段中缺少某個(gè)值某個(gè)字段中缺少某個(gè)值，則丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，并發(fā)送參數(shù)問(wèn)題報(bào)文。則丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，并發(fā)送參數(shù)問(wèn)題報(bào)文。 代碼代碼0 0：在首部的一個(gè)字段中有差錯(cuò)或二義性。：在首部的一個(gè)字段中有差錯(cuò)或二義性。 代碼代碼1 1：表示缺少所需的選項(xiàng)部分。：表示缺少所需的選項(xiàng)部分。例：例：ping命令命令原理：基于原理：基于ICMP回送請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文回送請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文使用：使用： 可測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性可測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性 可查看記錄路由選項(xiàng)可查看記錄路由選項(xiàng) 可指定松散源路由和嚴(yán)格源路由可指定松散源路由和嚴(yán)格源路由類(lèi)型類(lèi)型8/0代碼代碼0校驗(yàn)和校驗(yàn)和標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)

31、區(qū)序號(hào)序號(hào)網(wǎng)絡(luò)管理員和用戶(hù)都可使用這對(duì)報(bào)文來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)管理員和用戶(hù)都可使用這對(duì)報(bào)文來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。類(lèi)型：類(lèi)型：8 8回送請(qǐng)求報(bào)文，回送請(qǐng)求報(bào)文，0 0回送應(yīng)答報(bào)文。回送應(yīng)答報(bào)文。標(biāo)識(shí)和序號(hào)功能：標(biāo)識(shí)和序號(hào)功能：由源站匹配請(qǐng)求和應(yīng)答。由源站匹配請(qǐng)求和應(yīng)答。1.1. 回送請(qǐng)求與應(yīng)答回送請(qǐng)求與應(yīng)答(Echo & Echo Reply) (Echo & Echo Reply) ：檢測(cè)可達(dá)性檢測(cè)可達(dá)性(1)(1)可測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性可測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性ICMPICMP報(bào)文被封裝在報(bào)文被封裝在IPIP分組中，發(fā)送回送請(qǐng)求報(bào)文的源站在收到回送應(yīng)答時(shí)分組中，發(fā)送回送請(qǐng)求報(bào)文的源站在收到

32、回送應(yīng)答時(shí)，就證明了源站和目的站之間能夠使用，就證明了源站和目的站之間能夠使用IPIP分組進(jìn)行通信。此外，還能夠證分組進(jìn)行通信。此外，還能夠證明中間路由器能夠接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)明中間路由器能夠接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)IPIP分組。分組。兩臺(tái)主機(jī)之間使用兩臺(tái)主機(jī)之間使用Echo & Echo ReplyEcho & Echo Reply來(lái)檢查來(lái)檢查IPIP層是否可達(dá)。層是否可達(dá)。(2)(2)用用PingPing命令可以查看記錄路由選項(xiàng)命令可以查看記錄路由選項(xiàng)UNIXUNIX：Ping RPing R，WindowsWindows：Ping rPing r處理過(guò)程：處理過(guò)程：PingPing

33、報(bào)文（報(bào)文（ICMP EchoICMP Echo）封裝在）封裝在IPIP分組中，每個(gè)處理該分組中，每個(gè)處理該IPIP分組的分組的路由器都把自己的路由器都把自己的IPIP地址寫(xiě)到地址寫(xiě)到IPIP首部的選項(xiàng)中。首部的選項(xiàng)中。這些地址被復(fù)制到封裝回應(yīng)報(bào)文（這些地址被復(fù)制到封裝回應(yīng)報(bào)文（ICMP Echo ReplyICMP Echo Reply）的）的IPIP首部選項(xiàng)中，若首部選項(xiàng)中，若選項(xiàng)中仍有空間，則返回路徑上路由器的地址也被記錄其中。選項(xiàng)中仍有空間，則返回路徑上路由器的地址也被記錄其中。(3)Ping(3)Ping命令可以指定松散源路由和嚴(yán)格源路由命令可以指定松散源路由和嚴(yán)格源路由 Ping

34、j, Ping -r Ping j, Ping -r類(lèi)型：類(lèi)型：1717表示請(qǐng)求，表示請(qǐng)求，1818表示應(yīng)答。表示應(yīng)答。應(yīng)用：應(yīng)用：主機(jī)發(fā)往網(wǎng)關(guān)，請(qǐng)求地址掩碼主機(jī)發(fā)往網(wǎng)關(guān)，請(qǐng)求地址掩碼類(lèi)型類(lèi)型17/18代碼代碼0校驗(yàn)和校驗(yàn)和標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)掩碼掩碼序號(hào)序號(hào)3 3、時(shí)鐘同步與傳送時(shí)間估計(jì)、時(shí)鐘同步與傳送時(shí)間估計(jì)-時(shí)戳請(qǐng)求時(shí)戳請(qǐng)求/ /應(yīng)答報(bào)文應(yīng)答報(bào)文類(lèi)型：類(lèi)型：1313表示請(qǐng)求時(shí)間戳報(bào)文，表示請(qǐng)求時(shí)間戳報(bào)文，1414表示應(yīng)答時(shí)間戳報(bào)文。表示應(yīng)答時(shí)間戳報(bào)文。初始時(shí)間戳：初始時(shí)間戳：發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)前填寫(xiě)發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)前填寫(xiě)接收時(shí)間戳：接收時(shí)間戳：接收方收到報(bào)文時(shí)填寫(xiě)接收方收到報(bào)文時(shí)填寫(xiě)傳送時(shí)間戳：傳送時(shí)間戳

35、：接收方發(fā)送回應(yīng)時(shí)填寫(xiě)接收方發(fā)送回應(yīng)時(shí)填寫(xiě)類(lèi)型類(lèi)型13/14代碼代碼0校驗(yàn)和校驗(yàn)和標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)初始時(shí)間戳初始時(shí)間戳序號(hào)序號(hào)接收時(shí)間戳接收時(shí)間戳傳送時(shí)間戳傳送時(shí)間戳功能：功能：1.時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步 2.估算往返時(shí)間估算往返時(shí)間類(lèi)型類(lèi)型(10)代碼代碼0校驗(yàn)和校驗(yàn)和未使用（未使用（0）使用：使用：主機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)組播或有限廣播方式發(fā)路由器詢(xún)問(wèn)報(bào)文，尋找默認(rèn)路由器主機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)組播或有限廣播方式發(fā)路由器詢(xún)問(wèn)報(bào)文，尋找默認(rèn)路由器 路由器收到詢(xún)問(wèn)報(bào)文后，立即發(fā)一個(gè)路由器通告報(bào)文作為響應(yīng)。路由器收到詢(xún)問(wèn)報(bào)文后，立即發(fā)一個(gè)路由器通告報(bào)文作為響應(yīng)。 類(lèi)型類(lèi)型(9)代碼代碼(0)校驗(yàn)和校驗(yàn)和地址號(hào)地址號(hào)路由器地址

36、路由器地址1生命期生命期(30分鐘分鐘)地址大小地址大小1優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)1路由器地址路由器地址2優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)2是在是在IPIP層中利用回應(yīng)請(qǐng)求層中利用回應(yīng)請(qǐng)求/ /應(yīng)答應(yīng)答ICMPICMP報(bào)文報(bào)文來(lái)測(cè)試目的主機(jī)或路由器的可達(dá)性的。來(lái)測(cè)試目的主機(jī)或路由器的可達(dá)性的。PingPing命令命令網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析TTL是生存時(shí)間是生存時(shí)間(Time To Live) ，即數(shù)據(jù)包的生命周期，即數(shù)據(jù)包的生命周期TTL=128，就是該數(shù)據(jù)只能在通訊線路里存活，就是該數(shù)據(jù)只能在通訊線路里存活128秒秒time這個(gè)項(xiàng)目，它反映了連接到網(wǎng)絡(luò)所需的時(shí)間，這個(gè)數(shù)值越這個(gè)項(xiàng)目，它反映了連接到網(wǎng)絡(luò)所需的時(shí)間，這個(gè)數(shù)值越小說(shuō)明連接

37、速度越快。小說(shuō)明連接速度越快。Byte發(fā)送數(shù)據(jù)的大小。發(fā)送數(shù)據(jù)的大小。需要注意的是有時(shí)返回的是需要注意的是有時(shí)返回的是request time out（超時(shí)）的信息（超時(shí)）的信息，這有可能是沒(méi)有連通，但是有很多時(shí)候目標(biāo)主機(jī)會(huì)關(guān)閉對(duì)，這有可能是沒(méi)有連通，但是有很多時(shí)候目標(biāo)主機(jī)會(huì)關(guān)閉對(duì)ping的回應(yīng)，但并不影響其它開(kāi)放的服務(wù)，比如的回應(yīng)，但并不影響其它開(kāi)放的服務(wù)，比如ping一個(gè)網(wǎng)站一個(gè)網(wǎng)站顯示顯示time out，但是仍然可以正常訪問(wèn)這個(gè)網(wǎng)站的，但是仍然可以正常訪問(wèn)這個(gè)網(wǎng)站的web服務(wù)。服務(wù)。說(shuō)明發(fā)送和丟失的包，以及連接時(shí)間的最大最小以及平均值，說(shuō)明發(fā)送和丟失的包，以及連接時(shí)間的最大最小以及平均值，如