网络层协议高级知识

IP分片的原理:当ip数据包封装成帧的时候,必须符合数据帧格式的规定。当ip数据包的总长度小于或等于MTU值得时候,可以直接封装成一个数据帧

如果ip数据包的总长度大于MTU值的时候,就必须分片,然后将每一分片封装成一个数据帧然后再转发。

 

IP分片的方式:

分片

再分片:当遇到MTU值更小的网络,再次分片。

分片重装:可以被源主机或其他路径上的任意路由器进行分片,然后每个分片经过路由到达慕的主机,再进行重装。

 

注:不同的网络有不同的MTU值。

比如以太网的MTU值是1500字节,PPP链路的MTU值是296字节

 

IP分片的特点:

  1. 独立的ip数据报文:每个分片都有自己独立的ip数据报文(头部)
  2. 标识(Identification):注明哪些分片属于同一个数据包。标识一样的,表示由同一个原始IP数据包生成的分片。
  3. 标志(Flags):主要看抓包的flags字段下面的第三位MF(more fragments),该位上为1表示后面还有分片,为0,表示这个最后一个分片。
  4. flags第二位都是0,表示允许分片。
  5. 分片偏移:指的是该分片的数据部分在原始数据包的数据部分的偏移量。

 

例子:原始数据包的总长度为3000字节。

那么第一个分片的总长度为1500字节,其数据部分的长度为1500-20=1480字节,偏移0字节

第二个分片同样,其数据部分的长度为1500-20=1480 字节,偏移0字节

第三个分片,就是3000-1480-1480=40,偏移1480字节。

ip分片的安全问题。

IPv4和IPv6

IPv4缺点:1、地址空间使用效率比较低。

  1. 预留资源和策略没有提供。
  2. 不提供加密和鉴别的功能。

 

IPv6的优点:1、更大的地址空间

  1. 更高效的路由基础结构
  2. 更好的安全性
  3. 更好的服务质量

 

IPv6取消了分片机制,自动探测网络中的MTU最小值,选择适合的路径去传输数据。

 

IPv6的包头的几个重要选项:

流量类型:指明为该包提供了某种“区分服务”

流标签:用于表示属于统一业务流的包。

跳数限制:类似于ipv4的生命周期TTL。

源地址

目的地址

 

注:ipv6取消了广播地址,采用任播地址。

流,指的是从一个特定源发向一个特定目的地的包序列。

 

IPv6地址表示:

128位地址是每16位划分一段,每段被转换为一个4位十六进制数,并用冒号隔开。

这种方法叫做冒号十六进制表示法

 

  1. 首选格式:将IPv6中的128位,也就是共32个字符完完整整,一个不漏地全写出来

0010000000000001 0000010000010000 0000000000000000 00000000000001

2、压缩格式:将地址省略0的表示方法,称为压缩格式

(1)每段中开头的0可省略;

(2)连续两个或多个都是0时,可直接用 “::”表示。

(3)在压缩IPv6地址时,一个IPv6地址中只能出现一次“::”

压缩前:2001:0410:0000:0000:FB00:1400:5000:45FF

压缩后:2001:410 ::FB00:1400:5000:45FF

 

  • IPv6类型
  1. 链路本地地址

用于链路上的令居之间以及令居发现过程,定义IPv6子网上的节点与主机和路由器的交互方式

 

只能在连接到同一本地链路的节点之间使用。(局域网)

 

链路本地地址的结构;

Registry:注册机构前缀地址分配机构

1) ARIN:负责北美、南美、加勒比以及非洲撒哈啦部分的IP地址分配。

2) RIPE负责欧洲、中东、北非、西亚部分地区(前苏联)

3) APNIC负责亚洲、太平洋地区

 

interface ID是接口ID,获取IPv6接口ID的最常用分方法使用EUI-64地址。

 

EUI-64地址是IEEE定义的一种基于64比特的扩展唯一标识符。

 

在无状态自动配置时, 使用(EUI)-64 (扩展通用标识符) 格式来填充

  • 先将MAC从中间一分为二,中间填入FFFE,得到EUI-64
  • 将U/L位取反

确保所选择的地址是唯一的,需要将MAC地址的第7位取反。

universal/local    U/L位,其中U=1代表全局惟一,U=0代表本地惟一

注:由于链路本地地址的前64位是固定的,所有链路本地地址的地址前缀都是FE80。

 

IPv6的换回地址:

0:0:0:0:0:0:0:1标识一个环回地址,也可::1

 

环回地址在ipv4的地址为:

127.0.0.0 255.255.255.0

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