《高性能计算机网络》课程教学课件（讲义）第六章 网络层 第26讲 IPv4协议演变与基本内容

第26讲IPv4协议演变与基本内容

第26讲 IPv4协议演变与基本 内容

第6章网络层与IP协议

第6章 网络层与IP协议 1

主要内容本章主要回答以下几个问题：·网络层的主要功能是什么？·IPv4协议包括哪些基本内容？·IPv4地址技术是如何发展的？·IP路由技术是如何发展的？·路由器是如何工作的？·为什么要研究ICMP与IGMP协议？·为什么要研究移动IP协议？·为什么要研究IPv6协议？

主要内容 1

6.1IPv4协议的演变与发展第3阶段：1993年第4阶段：1996年第1阶段：1980年第2阶段：1991年标准分类构成超网：地址转换：划分子网：IP地址IPv4IP地址3级结构CIDRNAT1981年，RFC1812预测4年B类地址用完特殊地址路由表危机ISP接入的需要2015年全部地址用光保留地址IP分组分组头内部网关协议1981年.RFC791Internet分组自治系统路由选路由算法RIP/OSPF交付AS协议路由器第3层外部网关协议设计交换BGPIPv61981年,RFC792ICMP1989年，RFC11121997年,RFC2236IGMPIGMPv21993年RFC2205资源预留协议QosRSVP1999年,RFC2475区分服务Diffserv2000年，MPLS论坛多协议标记交换MPLS1998年.RFC2401/2411IPSec1

6.1 IPv4协议的演变与发展 1

6.2 IPv4协议的基本内容·IP是TCP/IP协议体系中网络层的协议;·TCP/IP协议体系中的其它协议，如TCP、UDP、ICMP及IGMP等都是以IP协议为基础的

6.2 IPv4协议的基本内容 • IP是TCP/IP协议体系中网络层 的协议; • TCP/IP协议体系中的其它协议 ，如TCP、UDP、ICMP及IGMP 等都是以IP协议为基础的。 1

6.2.1IPv4协议的主要特点IP协议提供的是一种"尽力而为（best-effort）"的服务。·无连接一意味着IP协议并不维护IP分组发送后的任何状态信息。每个分组的传输过程是相互独立的。不可靠一意味着IP协议不能保证每个IP分组都能够正确的、不丢失和顺序的到达目的结点

6.2.1 IPv4协议的主要特点 IP协议提供的是一种 “尽力而为（best-effort）” 的服务。 •无连接—意味着IP协议并不维护IP分组发送后的 任何状态信息。每个分组的传输过程是相互独立 的。 •不可靠—意味着IP协议不能保证每个IP分组都能 够正确的、不丢失和顺序的到达目的结点。 1

IP协议是点-点的网络层通信协议·网络层需要在互联网中为通信的两个主机之间寻找一条路径，而这条路径通常是由多个路由器和点-点链路组成：·IP协议要保证数据分组通过多跳路径从源结点到达目的结点；·IP协议是针对源主机-路由器、路由器-路由器、路由器-主机之间的数据传输的点-点的网络层通信协议

IP协议是点-点的网络层通信协议。 •网络层需要在互联网中为通信的两个主 机之间寻找一条路径，而这条路径通常 是由多个路由器和点-点链路组成； • IP协议要保证数据分组通过多跳路径从 源结点到达目的结点； • IP协议是针对源主机-路由器、路由器-路 由器、路由器-主机之间的数据传输的点- 点的网络层通信协议。 1

IP协议向传输层屏蔽了物理网络的差异·作为一个面向互联网的网络层协议，它必然要面对各种异构的网络和协议，IP协议需要向传输层屏蔽物理网络的差异性。传输层TCP/UDPIP分组IP网络层数据PPP顿Ethernet顿FrameRelay顿链路层

IP协议向传输层屏蔽了物理网络的差异。 •作为一个面向互联网的网络层协议，它必然要 面对各种异构的网络和协议，IP协议需要向传 输层屏蔽物理网络的差异性。 1

6.2.2IPv4分组的格式·IP分组由两个部分组成：分组头和数据：分组头有时也称为首部，分组头长度是可变的；·人们习惯用4字节为基本单元表示分组头字段；，IPv4分组头的基本长度是20字节，最大长度为60字节

6.2.2 IPv4分组的格式 • IP分组由两个部分组成：分组头和数据； •分组头有时也称为首部，分组头长度是可 变的； •人们习惯用4字节为基本单元表示分组头字 段； • IPv4分组头的基本长度是20字节，最大长 度为60字节。 1

IPv4分组的结构48016192431A报头版本总服务类型长度长度固标志标识片偏移定长..-生存时间协议头部校验和度分组头部源IP地址-分目的IP地址可选选项填充域部分！数分据部1

IPv4分组的结构 1