Chapter 6 Internet Protocol 6.1IP地址 ■6.2地址解析协议 ■6.3IP协议 ■6.4IP路由和转发 ■6.5ICMP协议 ■6.6IP组播 ■6.7IPv4的可扩展性 ■6.8IPv6协议 21
21 Chapter 6 Internet Protocol ◼ 6.1 IP地址 ◼ 6.2 地址解析协议 ◼ 6.3 IP协议 ◼ 6.4 IP路由和转发 ◼ 6.5 ICMP协议 ◼ 6.6 IP组播 ◼ 6.7 IPv4的可扩展性 ◼ 6.8 IPv6协议
网络寻址与链路寻址 网络寻址：数据跨网络传输基于IP地址 ■路由器基于IP地址将分组从一个网络转发到另一个网络 链路寻址：数据在网络内传输基于MAC地址 ■L2交换机基于MAC地址将分组从一条物理链路转发到另一条 物理链路（这两条物理链路属于同一个网络中) 路由器 IPA1 IP IPA2 IP IPA3 IP MA1 数据链路层 MA21 数据链路层 MA22 MA3 数据链路层 数据帧在不同链路上传输时，源和目的MAC地址变化， 而源和目的IP地址不变
22 网络寻址与链路寻址 ◼ 网络寻址：数据跨网络传输基于IP地址 ◼ 路由器基于IP地址将分组从一个网络转发到另一个网络 ◼ 链路寻址：数据在网络内传输基于MAC地址 ◼ L2交换机基于MAC地址将分组从一条物理链路转发到另一条 物理链路（这两条物理链路属于同一个网络中） IP 数据链路层 IPA1 MA1 IP 数据链路层 IPA2 MA21 IP 数据链路层 IPA3 MA22 MA3 数据帧在不同链路上传输时，源和目的MAC地址变化， 而源和目的IP地址不变 路由器
路由器：路由算法→路由表→转发表 主机：手动或者地址自动配置时配置转发表 w 197.1.1.1 网络号 下一跳 R 202.1.3.0 onlink 缺省路由，和所有的IP地址都会 ☒ 210.2.1.1 0.0.0.0/0 202.1.3.1 匹配上，也可以表示为default ROUTER H 202.1.3.1 发送数据给197.1.1.1 202.1.3.2 查找转发表 M 202.1.3.3 转发分组的下一跳1P地址为202.1.3.1 基于转发表进行得到下一跳， 数据传到下一跳使用链路寻址 IP分组封装成链路层帧 帧的目的MAC地址？ 202.1.3.1对应的MAC地址？
发送数据给197.1.1.1 查找转发表 转发分组的下一跳IP地址为202.1.3.1 R W 197.1.1.1 H 202.1.3.1 202.1.3.2 网络号 下一跳 202.1.3.0 onlink 0.0.0.0/0 202.1.3.1 R IP分组封装成链路层帧 帧的目的MAC地址？ 202.1.3.1对应的MAC地址？ M 202.1.3.3 缺省路由，和所有的 210.2.1.1 IP地址都会 匹配上，也可以表示为default 路由器：路由算法→路由表→转发表 主机：手动或者地址自动配置时配置转发表 基于转发表进行得到下一跳， 数据传到下一跳使用链路寻址
地址解析功能 0 to 1500 bytes LLC PDU PA SFD DA SA LEN PAD FCS (7B) (1B) (6B) (6B) (2B) (4B) ? 分组的目的P地址由发送主 E.g. IP TCP HTTP 机指定，封装分组的数据帧 Data 的目的MAC地址如何确定？ Src.IP Dest.IP 地址解析协议ARP IP地址对应节 给定IP地址 RFC 826:Address Resolution Protocol 点的MAC地址 注：帧的目的MAC地址始终为转发IP分组的下一跳网络节点的MAC地址，因此在执 行4RP协议之前首先要查找转发表，得到下一跳网络节点的目的IP地址，下一跳网络 节点可能为目的主机，也可能为路由器，然后再执行ARP过程
地址解析功能 IP TCP HTTP Data E.g. PA (7B) SFD (1B) DA (6B) SA (6B) LEN (2B) PAD LLC PDU 0 to 1500 bytes …… Src.IP Dest.IP ？ FCS (4 B) 分组的目的IP地址由发送主 机指定，封装分组的数据帧 的目的MAC地址如何确定？ 给定IP地址 IP地址对应节 点的MAC地址 地址解析协议ARP RFC 826: Address Resolution Protocol 注：帧的目的MAC地址始终为转发IP分组的下一跳网络节点的MAC地址，因此在执 行ARP协议之前首先要查找转发表，得到下一跳网络节点的目的IP地址，下一跳网络 节点可能为目的主机，也可能为路由器，然后再执行ARP过程
地址解析过程 情况1：目的P地址所对应的主机和发送主机在同一个网络内 首先，每个主机都有ARP缓存 角来存放一些IP地址与MAC批 158.108.2.2 158.108.2.3 158.108.2.4 址的对应关系。，主机根据分组 买上的目的们P地亚查阅自已的 ARP缓存，如果没查到，就向 广播地址发送ARP清求。 被请求的IP地址所对应的主机 返回一个ARP响应。 主机收到响应后，，就可发送数 who has IP no,not me! me!with 琚顺，并将该地址与MAC纯 158.108.2.4? 0:0:e8:15:c0:1 址对存放在ARP缓存中 每个节点一般都维护ARP缓存，通过ARP缓存可以减少频 繁的ARP操作，从而减少网络开销，提高性能
25 地址解析过程 ◼ 首先，每个主机都有ARP缓存， 用来存放一些IP地址与MAC地 址的对应关系。主机根据分组 头上的目的IP地址查阅自己的 ARP缓存，如果没查到，就向 广播地址发送ARP请求。 ◼ 被请求的IP地址所对应的主机 返回一个ARP响应。 ◼ 主机收到响应后，就可发送数 据帧，并将该IP地址与MAC地 址对存放在ARP缓存中 情况1：目的IP地址所对应的主机和发送主机在同一个网络内 每个节点一般都维护ARP缓存，通过ARP缓存可以减少频 繁的ARP操作，从而减少网络开销，提高性能