3.7计算机网络(IP数据报格式,IP数据报分片,IPv4)

本文涉及的产品
公网NAT网关,每月750个小时 15CU
简介: 🍓IP🍇1.IP数据报格式🍑2.IP数据报分片🥦3.IPv41.分类的IP地址2.网络地址转换NAT

🍓IP


🍇1.IP数据报格式


数据部分是运输层的传输单元,有TCP段,也有UDP段


首部也可称为是IP数据报的头部


IP数据报如果过大的话,我们就会对它进行分片,分割成的小单元就是分组





对于任何一个IP数据报来说,首部的固定部分都是20字节,可变部分也就是可有可无,大部分情况下是没有可变部分的




版本字段有4位


首部长度也是4位 首部长度要乘以4B才是实际的长度


最小十进制取值为5,表示IP数据报首部只有20字节固定部分


最大十进制取值为15,表示IP数据报收宝宝包含20字节固定部分和最大40字节可变部分



填充字段:确保首部长度为4字节的整数倍,使用全0进行填充


总长度:占16比特,表示IP数据报的总长度(首部+数据载荷)


最大取值为65535,以字节为单位


生存时间TTL:


占8比特,最初以秒为单位,最大生存周期为255秒,路由器转发IP数据报的时候,把IP数据报首部中的该字段的值减去IP数据报在本路由器上所耗费的时间,若不为0,就转发,否则就丢弃


现在以"跳数"为单位,路由器转发IP数据报的时候,把IP数据报首部中的该字段的值减1,如果不为0,就转发,否则就丢弃



🍑2.IP数据报分片



MTU指的是链路层的数据帧可以封装数据的上限


以太网的MTU是1500字节


如果我们传送的数据报长度超过了某一个链路的MTU值要怎么办?


这个时候,数据链路层不能把它封装成帧。需要将原来的IP数据报分片为更小的IP数据报,使用分片来解决问题,使用分片的前提是这个IP数据报本身同意进行分片



标识:同一数据报的分片使用同样标识


标志:只有2位有意义x_ _


中间位DF(Don’t Fragment)

DF=1, 禁止分片

DF=0,允许分片

最低位MF(More Fragment)

MF=1,后面还有分片

MF=0,代表最后一片/没有分片

只有DF=1,MF才有意义

片偏移:


指出较长分组分片后,某片在原分组中的相对位置。以8B为单位,除了最后一个分片以外,其他的每个分片长度一定是8B的整数倍



题目要求分片长度不要超过1420B,也就是MTU为1420B,但是这1420B中有20B是要给首部的,剩下的1400B才可以作为分片的数据部分


我们就把数据部分进行切割,尽可能使得分割完的数据部分越大越好



🥦3.IPv4

现实生活中,A要去好朋友B的家里的话,那么他首先就得知道B的地址,这样才可以找到B


同样道理,两台主机A,B要想进行通信的话,他们应该也要知道对方的地址,这样才能进行连接,然后发送信息,信息沿着链路,然后顺着路由器的转发,直到转发到主机上

所以,应该要知道是在哪一个网络,在哪一台主机,IP地址唯一标识网络上的一台主机或者路由器的接口


我们知道每一台主机的IP地址都不一样,为了进行区分,就得对IP地址进行编码,并不是随便分配的


IP编址的历史阶段


分类的IP地址


子网的划分


构成超网(无分类编址方法)


1.分类的IP地址



①对于主机或者路由器来说,IP地址都是32位的二进制代码


②为了提高可读性,一帮在32位的IP地址中每隔8位就插入一个空格(机器中是没有这样的空格的)


③为了便于书写和记忆,我们通常用等效的十进制数字标识,并且在每一段数字之间加上一个小数点,这就是点分十进制表示法







网段个数指的是它可以分配多少个网络号


私有IP地址,也就是说只能用于私有网络或者专用网络,比如说学校的校园网,办公室的网络






2.网络地址转换NAT




路由器对目的地址是私有IP地址的数据报一律而不进行转发


不过私有的IP地址也是可以和外部网络进行通信的,就比如说,你在机房中也是可以用电脑来看电影的,这就说明和外部互连网进行了通信


那么,这个通信过程是怎么完成的呢


这就是接下来要说的网络地址转换NAT




端口号是用来标识某台主机上的具体应用,比如说IP标识到了是哪一台主机,但是主机上有微信,QQ等程序,通过端口才知道具体和哪个程序进行通信,接下来以主机A和主机B进行通信作为例子



相关实践学习
每个IT人都想学的“Web应用上云经典架构”实战
本实验从Web应用上云这个最基本的、最普遍的需求出发,帮助IT从业者们通过“阿里云Web应用上云解决方案”,了解一个企业级Web应用上云的常见架构,了解如何构建一个高可用、可扩展的企业级应用架构。
相关文章
|
3月前
|
域名解析 存储 网络协议
深入解析网络通信关键要素:IP 协议、DNS 及相关技术
本文详细介绍了IP协议报头结构及其各字段的功能,包括版本、首部长度、服务类型、总长度、标识、片偏移、标志、生存时间(TTL)、协议、首部检验和等内容。此外,还探讨了IP地址的网段划分、特殊IP地址的应用场景,以及路由选择的大致流程。最后,文章简要介绍了DNS协议的作用及其发展历史,解释了域名解析系统的工作原理。
143 5
深入解析网络通信关键要素:IP 协议、DNS 及相关技术
|
1月前
|
网络协议 网络安全 数据安全/隐私保护
计算机网络概念:网关,DHCP,IP寻址,ARP欺骗,路由,DDOS等
计算机网络概念:网关,DHCP,IP寻址,ARP欺骗,路由,DDOS等
48 4
|
1月前
|
网络协议 定位技术 网络架构
IP 路由:网络世界的导航仪
IP 路由:网络世界的导航仪
40 3
|
1月前
|
网络协议 网络安全 数据安全/隐私保护
计算机网络概念:网关,DHCP,IP寻址,ARP欺骗,路由,DDOS等
【10月更文挑战第27天】计算机主机网关的作用类似于小区传达室的李大爷,负责将内部网络的请求转发到外部网络。当小区内的小不点想与外面的小明通话时,必须通过李大爷(网关)进行联系。网关不仅帮助内部设备与外部通信,还负责路由选择,确保数据包高效传输。此外,网关还参与路由表的维护和更新,确保网络路径的准确性。
51 2
|
1月前
|
数据采集 Java API
java怎么设置代理ip:简单步骤,实现高效网络请求
本文介绍了在Java中设置代理IP的方法,包括使用系统属性设置HTTP和HTTPS代理、在URL连接中设置代理、设置身份验证代理,以及使用第三方库如Apache HttpClient进行更复杂的代理配置。这些方法有助于提高网络请求的安全性和灵活性。
|
2月前
|
边缘计算 人工智能 网络协议
探索未来网络:从IPv4到IPv6的技术变革
在当今数字化时代,互联网已成为人类社会不可或缺的一部分。随着物联网、人工智能和大数据等新兴技术的发展,对网络地址空间的需求呈爆炸性增长。本文旨在探讨从IPv4到IPv6的技术变革,分析其背后的驱动力、面临的挑战以及未来的发展方向。通过对现有技术的深入解析和前瞻性思考,我们希望为读者提供一个全面而清晰的未来网络发展蓝图。
|
2月前
|
网络协议 安全 物联网
探索未来网络:从IPv4到IPv6的演变
本文深入探讨了互联网协议从IPv4向IPv6演进的背景、原因及带来的深远影响。随着物联网、5G等技术的发展,IPv4地址枯竭问题愈发严峻,IPv6应运而生,不仅解决了地址短缺,还提升了网络性能和安全性。通过详细阐述两者在地址空间、报文结构、头部格式等方面的差异,文章强调了IPv6在简化数据包处理流程、增强组播支持等方面的优势。同时,指出IPv6过渡面临的挑战,并展望其在未来互联网中的广阔应用前景。
|
2月前
|
存储 缓存 Ubuntu
配置网络接口的“IP”命令10个
【10月更文挑战第18天】配置网络接口的“IP”命令10个
81 0
|
3月前
|
人工智能 网络协议 安全
探索未来网络:从IPv4到IPv6的演变
在数字化时代,互联网的发展速度令人瞩目。然而,随着物联网、大数据和人工智能等新兴技术的崛起,传统的IPv4协议已难以满足日益增长的地址需求。本文将探讨IPv6如何成为下一代互联网的关键,它不仅解决了地址枯竭的问题,还带来了安全性提升、效率改进等诸多优势。通过分析IPv6的技术创新和应用前景,我们可以预见一个更加智能、互联的未来世界。
|
3月前
|
缓存 网络协议 网络架构
网络抓包分析【IP,ICMP,ARP】以及 IP数据报,MAC帧,ICMP报和ARP报的数据报格式
本文详细介绍了如何使用网络抓包工具Wireshark进行网络抓包分析,包括以太网v2 MAC帧、IP数据报、ICMP报文和ARP报文的格式,以及不同网络通信的过程。文章通过抓包分析展示了IP数据报、ICMP数据报和ARP数据报的具体信息,包括MAC地址、IP地址、ICMP类型和代码、以及ARP的硬件类型、协议类型、操作类型等。通过这些分析,可以更好地理解网络协议的工作机制和数据传输过程。
网络抓包分析【IP,ICMP,ARP】以及 IP数据报,MAC帧,ICMP报和ARP报的数据报格式