数通 02-IP基本原理

IP基本原理

1. IP协议概述

IP协议是目前为止局域网的唯一选择。

1.1 IP及其相关协议

1.2 IP的主要作用

标识节点和链路
	→用唯一的IP地址标识每一个节点
	→用唯一的IP网络号标识每一个链路

寻址和转发
	→确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的

位置
	→IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点

适应各种数据链路
	→根据链路的MTU对IP包进行分片和重组
	→为了通过实际的数据链路传递信息，须建立IP地址到数据链路层地址的映射

1.3 IP网络的结构

1.4 IP头格式

Version:	版本（IPv4/IPv6）
IHL(IP Header Length):	头部长度，描述了数据包头的内容长度
Type of Service:	服务类型，用于标识DSCP或IP优先级，用于QOS识别
Total Length:	总长度
Identification:		标识符	用来标识某个分片来自于那个数据包
Flags:	标志位（0或1）	中间的数字标识数据包是否允许分片，1禁止分片，0允许分片。
最后一个数字为1代表不是最后一个分片，0则反之。
Fragment Offset:	分片偏移	用于描述分片在数据包中的位置
Time to Live:	生存时间	该数据包允许经过的路由器最大跳数（设置最大跳数目的在于防止环路产生）
Protocol:	协议	用于标识上层协议是TCP/UDP/ICMP
Header Checksum:	头部校验序列	用于头部信息差错校验
Source Address:
Destination Address：
Options:	可选项
Padding:	填充，当数据包长度不足4的倍数字节时填充

1.5 MTU

• 最大传输单元
• 接口收发数据支持的单个包的最大长度
• 以太网接口默认MTU500Byte
• PPPoE默认MTU1492Byte

2.IP地址和地址映射

2.1 IP地址

格式：32位长度，点分十进制，由网络位和主机位组成，网络位长度和数字完全一致的地址属于同一网段。

分类：

2.2 ARP协议

ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析协议， 用于实现从 IP 地址到 MAC 地址的映射，即询问目标IP对应的MAC地址。

广播请求单播回应

2.3 RARP协议

逆向地址解析协议

用于根据本机自己的MAC地址，查询本机自己的IP的地址

2.4 ICMP协议

Ping	测试网络连通性

Tracert	路由跟踪

H3C的设备开启路由跟踪功能需要的前置命令
ip ttl-expires enable
ip unreachables enable

2.5 IP数据转发原理

如果目的IP和本机IP属于同一网段，会直接查询目的IP的Mac地址，并进行封装。

如果目的IP和本机IP不属于同一网段，会查询网关IP地址的Mac地址，并进行封装。

路由器会隔离广播，所以ARP的广播请求不能跨网段请求Mac地址。

2.6 网关（Gateway）

本网段出口的IP地址