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1、1/20课程名称课程名称：计算机网络课程性质课程性质：专业类必修IP 协议协议Internet Protocol3/20本节内容本节内容基于基于 IP 的网络互连的网络互连（重点）（重点）2网络层功能网络层功能（重点、难点）（重点、难点）14/20一、网络层功能一、网络层功能网络层应当向上提供何种服务？服务应与通信子网所使用的技术无关通信子网的数量、类型和拓扑结构对传输层是隐蔽的5/20网络层的服务网络层的服务将分组自路由器入口转发到合适的路由器出口合适的路由器出口根据路由算法确定分组确定分组自源到目的路线自源到目的路线转发转发路由路由6/20观点观点 1：虚电路服务：虚电路服务applica
2、tiontransportnetworkdata linkphysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical 借鉴电路交换方式，计算机网络应使用面向连接面向连接的通信方式。通信之前先建立虚电路虚电路，保证双方通信所需的一切网络资源。无差错不丢失不重复7/20观点观点 2：数据报服务：数据报服务applicationtransportnetworkdata linkphysical1.发送数据2.接收数据applicationtransportnetworkdata linkphysical网络层不事先建立连接使用目标主机的地址来发送分组同一
3、目的与源之间的分组传递可以经过不同的路线每个数据报包含全部的目的地址，自行寻找路径丢失8/20尽最大努力的交付服务尽最大努力的交付服务“所谓自由，不是随心所欲，而是自我主宰。”康德思政树人小讲堂网络层向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付无连接的、尽最大努力交付的数据报服务数据报服务，网络层不提供服务质量的承诺。优势优势：网络的造价大大降低，运行方式灵活，适应多种应用。9/20二、二、基于基于 IP的网络互连的网络互连网际协议（Internet Protocol）是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一各种应用层协议(HTTP,FTP,SMTP 等)物理硬件TCP,UDPICMPIn
4、ternet ProtocolARP与各种网络接口IGMP网络接口层运输层应用层网络层（网际层）10/20time to liveIP 数据报格式数据报格式verlength32 bitsdata（可变长，典型内容是TCP/UDP 数据段）16-bit identifierheader checksum32-bit Source IP addressIP 协议版本号协议版本号头部长度头部长度分组总长分组总长head.lentype ofservice数据类型数据类型flgsfragment offsetprotocol32-bit Destination IP addressOptions(如
5、果有)11/20time to liveIP 数据报格式数据报格式verlength32 bitsdata（可变长，典型内容是TCP/UDP 数据段）16-bit identifierheader checksum32-bit Source IP addresshead.lentype ofserviceflgsfragment offsetprotocol32-bit Destination IP addressOptions(如果有)剩余的最大跳数剩余的最大跳数用于分段用于分段/重组重组头部校验和头部校验和高层协议高层协议12/20time to liveIP 数据报格式数据报格式verl
6、ength32 bitsdata（可变长，典型内容是TCP/UDP 数据段）16-bit identifierheader checksum32-bit Source IP addresshead.lentype ofserviceflgsfragment offsetprotocol32-bit Destination IP addressOptions(如果有)如时间戳如时间戳源地址源地址目的地址目的地址13/20IP 数据报的分段数据报的分段 不同网络存在不同 MTU 限制，过大 IP 分组在子网中被分割1个数据报分段成个数据报分段成3个分组个分组在 IP 分组头部标识各分段的信息一个数
7、据报会变成几个小的数据报14/20IP数据报分段举例数据报分段举例数据（数据（4000字节）字节）分组头分组头MTU=1500字节字节分组头分组头 数据（数据（1480字节）字节）段偏移=0分组头分组头 数据（数据（1480字节）字节）段偏移=0 x185分组头分组头数据数据1040字节字节段偏移=0 x370MTU包括包括IP头部，此处假设头部，此处假设IP头标取固定长度头标取固定长度20字节字节15/20IP数据报分段的重组数据报分段的重组 重组是在各分段都到达目的地后才进行重组是在各分段都到达目的地后才进行 每个分段可以走不同的路径 途中的任意一个路由器都无法重组 网络层遵循尽力而为传送
8、 IP 包，力不从心时只能丢弃 目的主机要么重组成功，要么全部丢弃16/20网络中数据流动过程网络中数据流动过程applicationtransportnetworkdata linkphysicalnetworkdata linkPhysicalnetworkdata linkPhysicalnetworkdata linkPhysicalnetworkdata linkPhysicalnetworkdata linkPhysicalnetworkdata linkPhysicalapplicationtransportnetworkdata linkphysical从层次上来看数据的流动1
9、7/20前沿拓展：基于分段路由的前沿拓展：基于分段路由的 IP 网络流量管理网络流量管理Stefano Salsano,Fabio Patriarca,Francesco Lo Presti,Pier Luigi Ventre&Valerio Maria Gentile.Accurate and Efficient Measurements of IP Level Performance to Drive Interface Selection in Heterogeneous Wireless Networks.IEEE Transactions on Mobile Computing,vo
10、l.17,no.10,pp.2223-2235,1 Oct.2018.IP 尽最大努力交付，可以分析 IP 接入网上的连接检查和性能监视机制，主要包括网络延迟和数据包丢失等，这对异构无线网络中的关键移动性管理和双向路径上的 IP 连接有重要意义。18/202.IP 包在被拆分发送后，在通信路径的路由器上会进行重组。判断题判断题1.IP 提供尽力而为的数据报传递服务，因此它提供的也是可靠传输。（错误）（错误）问：请判断以下表述是否正确19/20小结与思考小结与思考请谈一下你对网络层“尽最大努力交付服务”的理解。根据推荐资料，结合特定的网络环境，谈一下你对 IP 层的尽最大努力交付、分段机制和流量控制的理解。20/20END