文章目录
- IP协议
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- IP协议在网络体系中的位置
- IP协议的核心功能
- IP网络的透明性
- [IP 数据报首部格式](#IP 数据报首部格式)
- IP数据报分片
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- [IP 数据报首部中与分片有关的字段中的数值](#IP 数据报首部中与分片有关的字段中的数值)
- 以太网协议
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- 以太网协议在网络体系中的位置
- 数据链路层的地位
- 数据链路层信道类型
- [以太网 V2 的 MAC 帧格式](#以太网 V2 的 MAC 帧格式)
- 无效的MAC帧
IP协议
IP协议在网络体系中的位置
- 当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，看不见互连的各具体的网络异构细节
- 如果在这种覆盖全球的 IP 网的上层使用 TCP 协议，那么就是现在的互联网 (Internet)
IP协议的核心功能
- 异构网络互联：屏蔽底层网络差异，提供统一的网络层服务
- 无连接服务：不需要建立连接，每个数据报独立处理
- 尽力而为交付：不保证可靠性，可能丢失、重复、失序
- 路由选择：为数据报选择最佳传输路径
- 分组交换：数据分割为IP数据报独立传输
IP网络的透明性
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主机A（以太网） → 路由器 → 网络B（WiFi） → 路由器 → 主机C（蜂窝网络）
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数据链路层帧 IP数据报 数据链路层帧
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物理层比特流 IP路由转发 物理层比特流IP层使上层应用感觉像是在一个统一的网络上通信
IP 数据报首部格式
- 版本：占 4 位，指 IP 协议的版本，目前的 IP 协议版本号为 4 (即 IPv4)
- 首部长度：占 4 位，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)，因此 IP 的首部长度的最大值是 60 字节
- 区分服务：占 8 位，用来获得更好的服务，只有在使用区分服务（DiffServ）时，这个字段才起作用，在一般的情况下都不使用这个字段
- 总长度：占 16 位，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU
- 标识 (identification) ：占 16 位，它是一个计数器，用来产生 IP 数据报的标识
- 标志(flag) ：占 3 位，目前只有前两位有意义
- 标志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF=1 表示后面还有分片，MF=0 表示最后一个分片
- 标志字段中间的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有当 DF=0 时才允许分片
- 片偏移：占 13 位，较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置，片偏移以 8 个字节为偏移单位
- 生存时间：占 8 位，记为 TTL (Time To Live)，指示数据报在网络中可通过的路由器数的最大值
- 协议：占 8 位，指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给那个处理过程
| 协议名 | ICMP | IGMP | IP | TCP | EGP | IGP | UDP | IPv6 | ESP | AH | ICMP-IPv6 | OSPF |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 协议字段值 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 9 | 17 | 41 | 50 | 51 | 58 | 89 |
IP数据报分片
IP 数据报首部中与分片有关的字段中的数值
| 总长度 | 标识 | MF | DF | 片偏移 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 原始数据报 | 3820 | 12345 | 0 | 0 | 0 |
| 数据报片1 | 1420 | 12345 | 1 | 0 | 0 |
| 数据报片2 | 1420 | 12345 | 1 | 0 | 175 |
| 数据报片3 | 1020 | 12345 | 0 | 0 | 350 |
以太网协议
以太网协议在网络体系中的位置
数据链路层的地位
数据链路层信道类型
- 点对点信道
- 广播信道
- 使用一对多的广播通信方式
- 必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送
以太网 V2 的 MAC 帧格式
无效的MAC帧
- 数据字段的长度与长度字段的值不一致
- 帧的长度不是整数个字节
- 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错
- 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间
- 有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间
对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃，以太网不负责重传丢弃的帧