【文档说明】[计算机软件及应用]TCPIPProtocolSuiteCh课件.ppt，共(61)页，2.448 MB，由小橙橙上传

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©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007Chapter8網際網路通訊協定8-2©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,

Inc.,2007目標本章結束後，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的欄位了解IP資料包中可獲得的各種選項可以去執行檢查碼的計算了解IP套件中的各模組及其交互運作的情況8-3©TheMc

Graw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-4©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-Hi

llCompanies,Inc.,20078.1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。8-5©TheMcGraw-HillCompanie

s,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-6©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-7©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.

,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007在第四版的IP中，優先權欄位並未被使用。請注意：8-8©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-9©TheMcGra

w-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-10©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-

11©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007總長度欄位定義了資料包的總長度，包括標頭。請注意：8-12©TheMcGraw-HillCompani

es,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-13©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,I

nc.,20078-14©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-15©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2

007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被破壞。8-16©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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。8-17©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,I

nc.,2007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。8

-18©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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：450000280001000

00102….請問這個封包還可以經過幾個路由器，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台。通訊協定欄為TTL的下一

個位元組，其值為02表示上層的協定是IGMP(見表8.4)。8-19©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078.2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路通訊協定。一個資料包可能需要被分段(fragment)來符合該通訊協定的規定。本節所討論的主題包括：最大傳輸單元(MTU)與分段有關的欄位8-20©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCom

panies,Inc.,20078-21©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-22©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2

006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-23©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-24©TheMcGraw-HillCom

panies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-25©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,In

c.,2007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。8-26©TheMcGraw-HillC

ompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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。8-27©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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。8-28©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2

006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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。8-29©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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。8-30©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078.3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。本節所討論的主題包括：格式選項種類8-31©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-32©TheMcGraw-Hil

lCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-33©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-34©TheMcGraw-HillC

ompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-35©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078

-36©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-37©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGra

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mpanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-40©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20

078-41©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-42©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMc

Graw-HillCompanies,Inc.,20078-43©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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)。a)無動作：命令碼為000000001；不用拷貝。b)選項結束：命令碼為00000000；不用拷貝。c)記錄路由：命令碼為00000111；不用拷貝。d)嚴格受控來源端路由：命令碼為1000

1001；要拷貝。e)寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；要拷貝。f)時間戳記：命令碼為0100100；不用拷貝。8-44©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies

,Inc.,2007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。a)無動作：命令碼為000000001；資料包控制。b)選項結

束：命令碼為00000000；資料包控制。c)記錄路由：命令碼為00000111；資料包控制。d)嚴格受控來源端路由：命令碼為10001001；資料包控制。e)寬鬆受控來源端路由：命令碼為10000011；資料包控制。f)時間戳記：命令碼為0100100；偵錯及管理。8-45©The

McGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007範例12在UNIX的系統工具中，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，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路上。我們ping一台位於DeAnzaCollege的伺服器，名稱為fhda.edu。結果顯示此主機的IP位置為15

3.18.8.1。結果也顯示了使用的位元組個數。8-46©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007範例13我們可以在使用ping指令時加上–R的選項，來執行記錄路由。結果也顯示了介面及IP位址。8

-47©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007範例14在UNIX的系統工具中，traceroute程式也可以使用來追溯某個封包的路徑選擇。結果顯示了所經過的3個路由器。8-48©TheMcGraw

-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007範例15traceroute程式也可以使用來執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過的路由器。下面說明了我們

可以傳送一個封包到fhda.edu伺服器，並要求此封包要經過IP位址為153.18.251.4的路由器。8-49©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007範例16traceroute程式也可以使用來

執行嚴格受控來源端路由。選項–G強迫此封包要經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fhda.edu伺服器，並強迫此封包只能經過IP位址為153.18.251.4的路由器。8-50©TheMcGraw-HillComp

anies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078.4檢查碼TCP/IP通訊協定組之中，大部分的通訊協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8-51©TheMcGraw-HillCompanies,In

c.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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的補數運算的方法加起來。再求上面結果的補數值即為檢查碼。請注意：8-5

2©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-53©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,

2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-54©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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，標頭被分成數個16位元的段落，各段落被加總起來，然後再求其補數，最後的結果填入檢查碼的欄位。接下一張投影片8-55©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-56©Th

eMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007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個十六進制數字，首先我們計算總

和的部份。注意如果所加的結果超過一個數字的大小，要進位到左邊的數字。將總和的部份做補數運算以求檢查碼，因為我們是以十六進制計算，所以E的補數是1，而4的補數是B，圖8.25說明了這些運算。注意答案8BB1與範例17的結果一樣。8-57©TheMcGraw-

HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-58©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078.5IP套件我們介紹一個簡

化過的IP軟體套件設計，來說明它的各個模組及模組之間交互關係。此IP套件包括8個模組。本節所討論的主題包括：添加標頭模組處理模組佇列路由表轉送模組MTU表格分段模組重組表格重組模組8-59©TheMcGraw-Hill

Companies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,20078-60©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGra

w-HillCompanies,Inc.,20078-61©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2006©TheMcGraw-HillCompanies,Inc.,2007