Chapter8

網(wǎng)際網(wǎng)路通訊協(xié)定Chapter8

網(wǎng)際網(wǎng)路通訊協(xié)定目標本章結(jié)束後，您將能夠：了解資料包的格式和欄位了解為什麼需要分段及相關(guān)的欄位了解IP資料包中可獲得的各種選項可以去執(zhí)行檢查碼的計算了解IP套件中的各模組及其交互運作的情況目標本章結(jié)束後，您將能夠：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件8.1資料包在IP層的封包稱為資料包(datagram)，為一不固定長度的封包，包括標頭(header)及資料(data)這兩個部分。標頭有20到60個位元組長，包含傳送路徑的重要訊息。8.1資料包在IP層的封包稱為資料包(datagr[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件

在第四版的IP中，優(yōu)先權(quán)欄位並未被使用。

請注意：

在第四版的IP中，優(yōu)先權(quán)欄位並未被使用。

請注意：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件

總長度欄位定義了資料包的總長度，

包括標頭。

請注意：

總長度欄位定義了資料包的總長度，

包括標頭。

請注意：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例1某一個到達的IP封包，其最前面8個位元為：

01000010接收者會移除該封包，為什麼？解答

此封包中有錯誤。最左的4位元(0100)代表版本，這部分正確。後面4位元(0010)代表標頭長度為2×4=8位元組，這是錯誤的，因為最小的標頭長度，需為20位元組，

這封包在傳輸過程已經(jīng)被破壞。範例1某一個到達的IP封包，其最前面8個位元為：解答範例2某IP封包其HLEN為1000(二進制)，請問此封包攜帶多少位元組的選項？解答

HLEN之值為8，代表標頭的總長為8×4=32個位元組。

最前面的20個位元組為主要標頭，剩下的12個位元組為選項。範例2某IP封包其HLEN為1000(二進制範例3某IP封包其HLEN之值為(5)16，總長度欄之值為(0028)16，請問此封包攜帶多少資料？解答

HLEN之值為5，表示標頭為5×4=20位元組(無其他選項)，總長度欄位的值為40個位元組，代表資料長度為

(40–20)=20個位元組。範例3某IP封包其HLEN之值為(5)16，總範例4某一個到達的IP封包，其前面幾個位元組以十六進制表示為：45000028000100000102….請問這個封包還可以經(jīng)過幾個路由器，而不會被移除？

其資料屬於哪一種上層通訊協(xié)定？

解答

要找到TTL值，我們要跳8個位元組，TTL在第9位元組為01，表示這個封包只能再漫遊一個站臺。通訊協(xié)定欄為TTL的下一個位元組，其值為02表示上層的協(xié)定是IGMP(見表8.4)。範例4某一個到達的IP封包，其前面幾個位元組以十六進制表8.2分段一個訊框(frame)的格式與大小取決於該訊框所使用的實體網(wǎng)路通訊協(xié)定。一個資料包可能需要被分段(fragment)來符合該通訊協(xié)定的規(guī)定。

本節(jié)所討論的主題包括：最大傳輸單元(MTU)與分段有關(guān)的欄位8.2分段一個訊框(frame)的格式與大小取決於[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例5某個到達的封包，其M位元值為0。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？我們是否能知道此封包有沒有被分段過？解答

如果M位元為0，代表沒有其他片段，這是最後一個片段。但是我們無法判斷原來的封包是否被分段過。範例5某個到達的封包，其M位元值為0。請問它是第一個片範例6某個到達的封包，其M位元值為1。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？我們是否能知道此封包有沒有被分段過？

解答

如果M＝1表示至少還有1個片段，

目前這個片段可能是第一或是中間的一個片段，

我們不知道這是第一個或是中間的。

不過可以肯定的是原來的封包有被分段過，因為M為1。範例6某個到達的封包，其M位元值為1。請問它是第一個片範例7某個到達的封包，其M位元值為1，分段差量值為0。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？解答

因為M＝1，所以，不是第一個片段就是中間的片段。

因為分段差量值為0，所以它是第一個片段。範例7某個到達的封包，其M位元值為1，分段差量值為0範例8某個到達的封包，其分段差量值為100。請問它的第一個位元組的編號為何？我們是否能知道最後一個位元組的編號為何？解答

要找到第一個位元組的編號，需將分段差量值乘以8。

所以第一個位元組的編號為800。

我們無法知道最後一個位元組的編號，

除非我們知道資料的長度。範例8某個到達的封包，其分段差量值為100。請問它的第一個範例9某個到達的封包，其分段差量值為100，HLEN值為5，長度欄之值為100。請問它的第一個位元組和最後一個位元組的編號為何？解答

第一個位元組的編號為100×8＝800。

因為總長度為100位元組，而標頭長度為5×4=20位元組，

所以表示資料為80個位元組。

第一個位元組的編號為800，

因此最後一個位元組的編號為879。範例9某個到達的封包，其分段差量值為100，HLEN值為8.3選項IP資料包的標頭可分為兩個部分，分別是固定的部分及可變的部分。可變的部分所包含的選項(option)可達40個位元組長。本節(jié)所討論的主題包括：格式選項種類8.3選項IP資料包的標頭可分為兩個部分，分別是固定的部[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例10在IP標頭的6個選項中，有哪些必須拷貝到每一個片段？解答檢查每個選項之命令碼的第一個位元(最左邊那個位元)。無動作：命令碼為000000001；不用拷貝。選項結(jié)束：命令碼為00000000；不用拷貝。記錄路由：命令碼為00000111；不用拷貝。嚴格受控來源端路由：命令碼為10001001；要拷貝。寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；要拷貝。時間戳記：命令碼為0100100；不用拷貝。範例10在IP標頭的6個選項中，有哪些必須拷貝到每一範例11在IP標頭的6個選項中，有哪些是作為資料包控制用，有哪些用來作為偵錯及管理用？解答檢查每個選項之左邊的第二及第三位元。無動作：命令碼為000000001；資料包控制。選項結(jié)束：命令碼為00000000；資料包控制。記錄路由：命令碼為00000111；資料包控制。嚴格受控來源端路由：命令碼為10001001；資料包控制。寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；資料包控制。時間戳記：命令碼為0100100；偵錯及管理。範例11在IP標頭的6個選項中，有哪些是作為資料包控範例12在UNIX的系統(tǒng)工具中，有一個稱為

ping的指令可以讓我們檢查IP封包的漫遊動作。我們會在下一章討論ping程式的細節(jié)，在這個範例中，我們先說明如何使用ping程式來檢查某個主機是否存在網(wǎng)路上。我們ping一臺位於DeAnzaCollege的伺服器，名稱為。結(jié)果顯示此主機的IP位置為。結(jié)果也顯示了使用的位元組個數(shù)。範例12在UNIX的系統(tǒng)工具中，有一個稱為ping的範例13我們可以在使用

ping

指令時加上–R

的選項，來執(zhí)行記錄路由。

結(jié)果也顯示了介面及IP位址。範例13我們可以在使用ping指令時加上–R的選項，範例14在UNIX的系統(tǒng)工具中，traceroute

程式也可以使用來追溯某個封包的路徑選擇。

結(jié)果顯示了所經(jīng)過的3個路由器。

範例14在UNIX的系統(tǒng)工具中，traceroute程範例15traceroute

程式也可以使用來執(zhí)行寬鬆受控來源端路由。選項

–g

可能讓我們定義從來源端到目的端之間所要經(jīng)過的路由器。下面說明了我們可以傳送一個封包到伺服器，並要求此封包要經(jīng)過IP位址為的路由器。範例15traceroute程式也可以使用來執(zhí)行寬鬆受控來範例16traceroute

程式也可以使用來執(zhí)行嚴格受控來源端路由。選項

–G

強迫此封包要經(jīng)過定義在命令列中的路由器。下面說明了我們可以傳送一個封包到伺服器，並強迫此封包只能經(jīng)過IP位址為的路由器。範例16traceroute程式也可以使用來執(zhí)行嚴格受控來8.4檢查碼TCP/IP通訊協(xié)定組之中，大部分的通訊協(xié)定所使用的錯誤偵測方法稱為檢查碼(checksum)。檢查碼是針對封包在傳輸過程中可能遭受破壞所使用的一種保護措施。檢查碼算是封包所加入的一些多餘的訊息。本節(jié)所討論的主題包括：傳送端檢查碼的計算接收端檢查碼的計算

IP封包使用的檢查碼8.4檢查碼TCP/IP通訊協(xié)定組之中，大部分的通訊協(xié)定

傳送端計算檢查碼的步驟：將封包分成k個段落，每個段落有n個位元。將所有的段落以1的補數(shù)運算的方法加起來。再求上面結(jié)果的補數(shù)值即為檢查碼。

請注意：

傳送端計算檢查碼的步驟：請注意：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例17圖8.24說明IP標頭的檢查碼計算過程，這個IP標頭沒有選項欄，標頭被分成數(shù)個16位元的段落，各段落被加總起來，然後再求其補數(shù)，最後的結(jié)果填入檢查碼的欄位。接下一張投影片範例17圖8.24說明IP標頭的檢查碼計算過程，這個[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例18接下一張投影片讓我們以十六進制再做一次。每一列有4個十六進制數(shù)字，首先我們計算總和的部份。注意如果所加的結(jié)果超過一個數(shù)字的大小，要進位到左邊的數(shù)字。將總和的部份做補數(shù)運算以求檢查碼，因為我們是以十六進制計算，所以E的補數(shù)是1，而4的補數(shù)是B，圖8.25說明了這些運算。注意答案8BB1與範例17的結(jié)果一樣。範例18接下一張投影片讓我們以十六進制再做一次。[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件8.5IP套件我們介紹一個簡化過的IP軟體套件設(shè)計，來說明它的各個模組及模組之間交互關(guān)係。此IP套件包括8個模組。本節(jié)所討論的主題包括：添加標頭模組處理模組佇列路由表轉(zhuǎn)送模組MTU表格分段模組重組表格重組模組8.5IP套件我們介紹一個簡化過的IP軟體套件設(shè)[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件Chapter8

網(wǎng)際網(wǎng)路通訊協(xié)定Chapter8

網(wǎng)際網(wǎng)路通訊協(xié)定目標本章結(jié)束後，您將能夠：了解資料包的格式和欄位了解為什麼需要分段及相關(guān)的欄位了解IP資料包中可獲得的各種選項可以去執(zhí)行檢查碼的計算了解IP套件中的各模組及其交互運作的情況目標本章結(jié)束後，您將能夠：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件8.1資料包在IP層的封包稱為資料包(datagram)，為一不固定長度的封包，包括標頭(header)及資料(data)這兩個部分。標頭有20到60個位元組長，包含傳送路徑的重要訊息。8.1資料包在IP層的封包稱為資料包(datagr[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件

在第四版的IP中，優(yōu)先權(quán)欄位並未被使用。

請注意：

在第四版的IP中，優(yōu)先權(quán)欄位並未被使用。

請注意：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件

總長度欄位定義了資料包的總長度，

包括標頭。

請注意：

總長度欄位定義了資料包的總長度，

包括標頭。

請注意：[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例1某一個到達的IP封包，其最前面8個位元為：

01000010接收者會移除該封包，為什麼？解答

此封包中有錯誤。最左的4位元(0100)代表版本，這部分正確。後面4位元(0010)代表標頭長度為2×4=8位元組，這是錯誤的，因為最小的標頭長度，需為20位元組，

這封包在傳輸過程已經(jīng)被破壞。範例1某一個到達的IP封包，其最前面8個位元為：解答範例2某IP封包其HLEN為1000(二進制)，請問此封包攜帶多少位元組的選項？解答

HLEN之值為8，代表標頭的總長為8×4=32個位元組。

最前面的20個位元組為主要標頭，剩下的12個位元組為選項。範例2某IP封包其HLEN為1000(二進制範例3某IP封包其HLEN之值為(5)16，總長度欄之值為(0028)16，請問此封包攜帶多少資料？解答

HLEN之值為5，表示標頭為5×4=20位元組(無其他選項)，總長度欄位的值為40個位元組，代表資料長度為

(40–20)=20個位元組。範例3某IP封包其HLEN之值為(5)16，總範例4某一個到達的IP封包，其前面幾個位元組以十六進制表示為：45000028000100000102….請問這個封包還可以經(jīng)過幾個路由器，而不會被移除？

其資料屬於哪一種上層通訊協(xié)定？

解答

要找到TTL值，我們要跳8個位元組，TTL在第9位元組為01，表示這個封包只能再漫遊一個站臺。通訊協(xié)定欄為TTL的下一個位元組，其值為02表示上層的協(xié)定是IGMP(見表8.4)。範例4某一個到達的IP封包，其前面幾個位元組以十六進制表8.2分段一個訊框(frame)的格式與大小取決於該訊框所使用的實體網(wǎng)路通訊協(xié)定。一個資料包可能需要被分段(fragment)來符合該通訊協(xié)定的規(guī)定。

本節(jié)所討論的主題包括：最大傳輸單元(MTU)與分段有關(guān)的欄位8.2分段一個訊框(frame)的格式與大小取決於[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例5某個到達的封包，其M位元值為0。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？我們是否能知道此封包有沒有被分段過？解答

如果M位元為0，代表沒有其他片段，這是最後一個片段。但是我們無法判斷原來的封包是否被分段過。範例5某個到達的封包，其M位元值為0。請問它是第一個片範例6某個到達的封包，其M位元值為1。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？我們是否能知道此封包有沒有被分段過？

解答

如果M＝1表示至少還有1個片段，

目前這個片段可能是第一或是中間的一個片段，

我們不知道這是第一個或是中間的。

不過可以肯定的是原來的封包有被分段過，因為M為1。範例6某個到達的封包，其M位元值為1。請問它是第一個片範例7某個到達的封包，其M位元值為1，分段差量值為0。請問它是第一個片段，或是最後一個片段，或是中間的片段？解答

因為M＝1，所以，不是第一個片段就是中間的片段。

因為分段差量值為0，所以它是第一個片段。範例7某個到達的封包，其M位元值為1，分段差量值為0範例8某個到達的封包，其分段差量值為100。請問它的第一個位元組的編號為何？我們是否能知道最後一個位元組的編號為何？解答

要找到第一個位元組的編號，需將分段差量值乘以8。

所以第一個位元組的編號為800。

我們無法知道最後一個位元組的編號，

除非我們知道資料的長度。範例8某個到達的封包，其分段差量值為100。請問它的第一個範例9某個到達的封包，其分段差量值為100，HLEN值為5，長度欄之值為100。請問它的第一個位元組和最後一個位元組的編號為何？解答

第一個位元組的編號為100×8＝800。

因為總長度為100位元組，而標頭長度為5×4=20位元組，

所以表示資料為80個位元組。

第一個位元組的編號為800，

因此最後一個位元組的編號為879。範例9某個到達的封包，其分段差量值為100，HLEN值為8.3選項IP資料包的標頭可分為兩個部分，分別是固定的部分及可變的部分?？勺兊牟糠炙倪x項(option)可達40個位元組長。本節(jié)所討論的主題包括：格式選項種類8.3選項IP資料包的標頭可分為兩個部分，分別是固定的部[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件[計算機軟件及應(yīng)用]TCP-IPProtocolSuiteCh課件範例10在IP標頭的6個選項中，有哪些必須拷貝到每一個片段？解答檢查每個選項之命令碼的第一個位元(最左邊那個位元)。無動作：命令碼為000000001；不用拷貝。選項結(jié)束：命令碼為00000000；不用拷貝。記錄路由：命令碼為00000111；不用拷貝。嚴格受控來源端路由：命令碼為10001001；要拷貝。寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；要拷貝。時間戳記：命令碼為0100100；不用拷貝。範例10在IP標頭的6個選項中，有哪些必須拷貝到每一範例11在IP標頭的6個選項中，有哪些是作為資料包控制用，有哪些用來作為偵錯及管理用？解答檢查每個選項之左邊的第二及第三位元。無動作：命令碼為000000001；資料包控制。選項結(jié)束：命令碼為00000000；資料包控制。記錄路由：命令碼為00000111；資料包控制。嚴格受控來源端路由：命令碼為10001001；資料包控制。寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；資料包控制。時間戳記：命令碼為0100100；偵錯及管理。範例11在IP標頭的6個選項中，有哪些是作為資料包控範例12在UNIX的系統(tǒng)工具中，有一個稱為

ping的指令可以讓我們檢查IP封包的漫遊動作。我們會在下一章討論ping程式的細節(jié)，在這個範例中，我們先說明如何使用ping程式來檢查某個主機是否存在網(wǎng)路上。我們ping一臺位於DeAnzaCollege的伺服器，名稱為。結(jié)果顯示此主機的IP位置為。結(jié)果也顯示了使用的位元組個數(shù)。範例12在UNIX的系統(tǒng)工具中，有一個稱為ping的範例13我們可以在使用

ping

指令時加上–R

的選項，來執(zhí)行記錄路由。

結(jié)果也顯示了介面及IP位址。範例13我們可以在使用ping指令時加上–R的選項，範例14在UNIX的系統(tǒng)工具中，traceroute

程式也可以使用來追溯某個封包的路徑選擇。

結(jié)果顯示了所經(jīng)過的3個路由器。

範例14在UNIX的系統(tǒng)工具中，traceroute程範例15traceroute

程式也可以使用來執(zhí)行寬鬆受控來源端路由。選項

–g

可能讓我們定義從來源端到目的端之間所要經(jīng)過的路由器。下面說明了我們可以傳送一個封包到伺服器，並要求此封包要經(jīng)過IP位址為的路由器。範例15traceroute程式也可以使用來執(zhí)行寬鬆受控來範例16traceroute

程式也可以使用來執(zhí)行嚴格受控來源端路由。選項

–G

強迫此封包要經(jīng)過定義在命令列中的路由器。下面