计算机网络第四章IP协议QA

第四章IP协议Q&A王黠110062109Q2、根据IPv6部首设计其报文部首数据结构的结构知识1：计算机网络容易混淆的概念：报文，分组，数据包，数据报，帧，段，等等的区别I.帧frame：一般位于数链层，也有的位于物理层II.包、数据包、分组、封包、packet：网络层，所以有“IP包”的说法III.数据报datagram：网络层，或之上的层，例如传输层有UDP（UserDatagramProtocol）就是基于数据报IV.信元cell：定长，数链层或物理层V.段、报文段、segment：TCP协议特有术语，位于传输层知识2：IPv4数据报格式IP数据报包含报头区和数据区两部份数据区：高层传输的数据报头区：为了正确传输高层数据而增加的控制信息知识3：IPv6地址的基本表达方式是X:X:X:X:X:X:X:X，其中X是一个4位十六进制整数(16位)。每一个数字包含4位，每个整数包含4个数字，每个地址包括8个整数，共计128位(4×4×8=128)。例如，下面是一些合法的IPv6地址：CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:20202000::1::10.0.0.1IPv6部首：IPv6包头长度固定为40字节，去掉了IPv4中一切可选项，只包括8个必要的字段，因此尽管IPv6地址长度为IPv4的四倍，IPv6包头长度仅为IPv4包头长度的两倍。IPv6部首：IPv6包头长度固定为40字节，去掉了IPv4中一切可选项，只包括8个必要的字段，因此尽管IPv6地址长度为IPv4的四倍，IPv6包头长度仅为IPv4包头长度的两倍。Version（版本号）：4位，IP协议版本号，值=6。TrafficClass（流量类别）：8位，指示IPv6数据流通信类别或优先级。功能类似于IPv4的服务类型（TOS）字段。FlowLabel（流标记）：20位，IPv6新增字段，标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流。该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信，诸如音频或视频等实时数据传输PayloadLength：16位负载长度。负载长度包括扩展头和上层PDU，16位最多可表示65535字节负载长度。NextHeader：8位，识别紧跟IPv6头后的包头类型，如扩展头（有的话）或某个传输层协议头（如TCP，UDP或着ICMPv6）。HopLimit（跳段数限制）：8位，类似于IPv4的TTL（生命期）字段，用包在路由器之间的转发次数来限定包的生命期。128位，发送方主机地址。16bit128位，在大多数情况下，目的地址即信宿地址。但如果存在路由扩展头的话，目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口。下面比较一下两种报头。Version(版本)字段在两种协议中没有变化。IPv6丢弃了：InternetHeaderLength（因特网报头长度）、TypeofService（服务类型）、Identification（识别）、Flags（标志）、FragmentOffset（分片偏移量）和HeaderChecksum（报头校验和）字段。TotalLenght（总长度）、TimetoLive（生存时间）和Protocol（协议）字段在IPv6中有了新名字，功能稍微进行了重新定义。IPv4中的Option（选项）字段已从报头中消失，改为Extension(扩展)功能。最后，IPv6加入了两个新字段：TrafficClass（流量类别）和FlowLabel（流标记）。IPv4数据结构structip{charip_verlen;/*IPversion&headerlength(inlongs)*/charip_tos;/*typeofservice*/shortip_len;/*totalpacketlength(inoctets)*/shortip_id;/*datagramid*/shortip_fragoff;/*fragmentoffset(in8-octet's)*/charip_ttl;/*timetolive,ingatewayhops*/charip_proto;/*IPprotocol(seeIPT_*above)*/shortip_cksum;/*headerchecksum*/Ipaddrip_src;/*IPaddressofsource*/Ipaddrip_dst;/*IPaddressofdestination*/charip_data[1];/*variablelengthdata*/};IPv6数据结构structip{charip_verlen;/*IPversion&headerlength(inlongs)*/charip_tc;/*typeofservice/TrafficClass*/shortip_len;/*totalpacketlength(inoctets)*/shortip_fl;/*FlowLabel*/shortip_nexthead;/*NextHeader*/charip_ttl;/*timetolive,ingatewayhops*///charip_proto;/*IPprotocol(seeIPT_*above)*///shortip_cksum;/*headerchecksum*/Ipaddrip_src;/*IPaddressofsource*/Ipaddrip_dst;/*IPaddressofdestination*/charip_data[1];/*variablelengthdata*/};Q4、Ip首部中的那些字段在经过每一个路由器时会产生变化IP数据报的大小可以由软件控制，但是必须考虑到物理网络的MTU。IP协议在确定数据报大小时，以方便为原则，IP协议选择当前信源机所在物理网络最合适的数据报大小来传输数据。当该数据报需要穿过MTU较小的网络时，将数据报分成较小数据片进行传输，在后面的传输过程中，如果碰到相同的问题，还要对数据报进一步分片。所以数据报在从信源到信宿的途中，可能会有多次分片。首部检验和这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和（一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化）。不检验数据部分可减少计算的工作量。