【电子行业标准(SJ)】 合成集团军野战电子系统互连互通 网际协议(IP)

中华人民共和国电子行业军用标准合成集团军野战电子系统互连互通网际协议（IP）
The interconnection and interoperability of fieldelectronic systems for eombined group armyintermet protocol(IP）
1范围
1.1主题内容
SJ 20701.5—1998
本标准规定了合成集团军野战电子系统计算机网络的网际协议。1.2适用范围
本标准适用于合成集团军野战电子系统中多个网络互连时，对网际协议的选择。2引用文件
本章无条文。
3定义
3.1缩写词
CRC circle redundant check循环元余校验IP internet protocol网际协议SN Subnet protocol 子网协议
TCC transmission control code传输控制码TCPiransmissioncontrolprotocol传输控制协议TOs type of service服务类型
ULPupper-Layer protoco上层协议4　一般要求
本章无条文。
中华人民共和国电子工业部1998-03-18发布199B-05-01实施
5详细要求
SJ 20701. 5-1998
IP（IntemetProtocol）是在网际网上形成的一种网际协议，其目的是支持通信链路、子网的互连。IP传送的数据块称为网际数据报，它通过网际网，从源传抵宿。数据报的源和宿是位于同一子网或两个连接着的子网中的主机。IP不建立连接或逻辑电路，它也不支持通常在虚电路协议中以找到的保证数据可靠性、流量控制、排序或其它服务等各种机制。
5.2IP服务
P位于网络层，它向下依赖于下层网络协议的服务，向上则为运输层协议提供服务。由IP提供的服务包括：网际数据报服务、通用网络服务以及错误报告服务等。5.2.1数据报服务
5.2.t.1主要特征
数据以非零的概率送到宿主机，这时其中某此数据可能发生丢失利重复；数据报服务没有必要保证在宿收到的数据顺序与源递交发送的顺序一致。5.2.1.2传递服务
5.2.1.2.1基本操作过程
数据报从个ULP传递到另一个ULP的基本操作过程如图1所示。主机A
发方上层
TP模块
网关 [P模块
SNP.1SNP.2
本地子网1
本地了网2
图1基本操作模型
坐机B
收方上层
IP模缺
生机A中的ULP打算把数据发送给在另一个子网中主机B的对等协议，假设在这种情况下，源和宿主机所在的两个子网由网关直接连接。a：发送方ULP把要发送的数据，宿网际地址和其它参数一起交给IP模块。b.IP模块在ULP递交的数据前加上IP报头以构成网际数据报。然后，IP模块根据宿网际地址确定本地子网地址，在这种情况下，该地址就是到达宿子网的网关地32-
TTTKAoNrKAca
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址。接着网际数据报和本地子网地址被IP一起传给本地SNP：C.SNP在IP递交的数据报前加上本地子网报头以构成子网分组。然后SNP将该分组通过本地子网传送出去：
d.分组到达了与第一和第二个子网相连的网关，这时，第一个子网中的SNP将剥去分组的本地子网报头并把分组的剩余部分交给IP模块：e.IP模块首先根据IP报头中的宿网际地址确定在第二个子网中的报宿生机，然后IP模块将产生宿主机的本地子网地址，最后该地址随着数据报一起被交到第二个子网的SNP：
f第二个子网的SMP将在数据报前加上本地子网报头以形成第二个子网的分组，该分组将通过第二个子网传向箱主机；g、宿主机中SNP剥去分组的本地子网报头并把余下的数据报部分交给 IP模块；h，IP模块首先确定该数据报是传给本主机中的哪一个ULP的，然后再把数据报中的数据部分及IP报头中所带有的信息传抵对应的 ULP。5,2.1.2.2传递服务bZxz.net
IP把收到的数据报交给宿ULP的格式与源ULP把数据提交发送时的格式相同。当在处理收到的数据时，若发生资源不够的情况，将会丢弃数据报。作为IP传递服务的一部分，它并不会去检测由子网层丢失或丢弃的数据报，它所作的工作只是把上层协议同与子网有关的特性隔离开来5.2.2通用网络服务
IP为上层协议提供了选择实际网络服务参数的能力，该能力是通过IP提供的一组通用命令集来实现的，ULP只要使用適用命令集就可向IP指示它所期望的服务。在此，ULP就能真接调整IP和下层子网的某些特性使之形成符合它们所要求的传递服务，5.2.2.1网络参数
实际网络参数由服务质量参数和服务选项等两人类组成。其中服务质量参数将影响由子网提供的传送服务：服务选项则是由IP提供的附加功能。5.2.2.1.1服务质量参数
a.优先级：保证能对很重要的数据报进行优先处理：b，传送模：数据报或流方式，其中流方式是为了让通过预定的网络资源的延退和延迟消散最小化：
C、可靠性：满足数据丢失和出错率的最小化要求；d，速度：满足邸时传递的要求；e.资源权衡：指示速度和可靠性之间的和对重要性。5.2.2.1.2服务选项
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a，完全性标记：为已分隔的主机标识数据报：b.源路由：为数据报选择了在传送路径中将经过的网关IP模块集：路径记录：要求在数据报的传送路径中记录所经历的各网关1P模块：c.
d．流标识：命名用于流服务的保留资源：e．时截：要求在数据报的传送过程中记录时间信息；f.不允许分段：把数据报标志成不可分割的单元。5.2.3错误报告服务
IP为上层协议提供的错误报告服务主要是为了向上层协议指示在提供上述服务时所检测到的错误。这些报告指出了若干种错误类型，其中包括非法参数、资源缺乏和传送错误等。
5.3IP实体
5.3.1IP机制
IP机制是由5.2条中所描述的IP服务引出来的，其中的每一IP服务均由若干机制组成的集合支持。这些机制选取的原则是简捷性、通用性、灵活性利有效性，5.3.1.1路由选择机制
IP使用了适应性路由选择机制米支持报文投递服务。这里，路由选择机制通过网际寻址策略和网际拓扑结构实现了数据报从源传往宿的最路径。该机制还为ULP提供了路由选项，从而使ULP能荧活地选取向导和记录路由信息。在给出真体的路由选择机制前，我们将先搞湾名、地址和路由之间的区别。名指出了现存的可搜寻日标，它独立于具体的物理位置：地址指明了目标的具体位置：路由则指示我们如何到达该国标。把名映射成地址是上一层协议TCP的职责，网际协议主要完成把网际地址换射成本地子网地址并实现通过网际的路由选择工作，下层协议的任务则是把数据报发往相应的、由[P决定的本地于网宿地址。5.3.1.1.1网际地址
网际地址的长度正好为四字节（32位），它以网号开头后随个本地地址（后随部分称为REST)。为了给网络提供灵活的地址分配能力，允许大量的中小规模网络存在，IP定义了四种格式或类型的网际地址。这些类型的网际地址如图2所示：- 34
TiTKAONKAca
扩充炎
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0123456789012345678901
Itrttt//tti
7位网络
本业地
tlltttt
24位主机
012345678901234567890
14位网络
01234567890
本地地址
16位生机
769012345678901
T/ ATT
21位网络
01234567890
111 1111
a、网际地址类型
本站地址
B主机
789012345678901
/iIL+ 1
长定义格式
图？网际地址
在类型a中，最高位为0，后续7位为网号，接誉的24位代表本地地址，在类型b中，高两位为10，接着楚14位网号租16位本地地址：在类型c中，最离三个为110后继的21位是网号，最后8位才是本地地址。在扩充地址类型中，最离三位为111，接着的29位的格式还未定义。在网际地均和本地子网地址问映射应允许出现单一物理主机充当多个不同网际主机角色的情况，也就是说，某些主机将会同时有若干物理接口（例如多宿主机）。这样，就必须为山现一台主机通过若干物理接口接入子网，并且每接口具有若平璎辑网际地地的情况作准备。b.路由选择的过程
为丁实现数据报的路由选择，IP模块首先检指示数据报宿的网际地址的网号域，如果该网号与IP模块所有的子网相围，那么IP模块将用网际地址的REST域导出宿土机的本地于网地比：如果网号不匹配，那么IP模块将椒据到达该宿网际地址所在子网的最路径来确定下-·网关的本地子网池址：框成地：网关IP模块也将按宿网际地址来推断下一个到达宿主机或网关的本地于网地性，在静态环境中，路由选择算法明确易頭的，然而，由下硬件或软件故障、生机的活动性以及超额的流单负荷等条件- 35 -
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将会引起网际拓扑的改变，这时每一主机和在网关路由上的网关IP将采用它所了解的网际拓扑的当前知识米进行路由选择决策。5.3.1.1.2路由选择选项
IP提供了一种称为源路由选择的机制来增加网关的无关路由判断，该机制计上层协议来确定穿越网际数据报的网关路由。在这--机制中，作为SEND服务请求参数之一的源路由表（一网际地址表）被ULP传给IP，除了表守最后一个地址之外的每一地址都是一中间网关宿，表上的最后一个地址就是本次数据报的最终宿。在收到该源路由表后，源IP模块首先采用通常的路由选择机制把数据报传向表上的第一个地址宿接着网关IP把源路由表它将要转发数据报的下一地址替换成在网际环境巾已知的自牙地划址，这样，随着记录“反向”或记录路由的同时，数据报便开始治着源路由发送a，路由选择类型
IP提供了两种类型的源路由选择：非限制性和限制性。在非限制性源路由选择中沿着路由发送数据报的主机和网关IP模块，在数据报到达源路由表中所列的各地址之前。中间可经历任意个其它网关。在限制性源路由选择守，数据服必须严格按源路由表上的各地址依次传送（即数据报只穿过由每一地址指明的直接相连的子网）。5.3.1.2分段
P提供了把火的数据报打碎成较小数据报的分段机制，该机制也可通过设置“禁止分段”选项来禁止分段，此外，IP还提供了与分段过程相反的，用米完成完整数据部分传递的重装机制，一般情况下，分段只是由网关内的IP模块来实现的，在主机内的P模块，由于通过源ULP提交的数据最可以进行限制，以避免比现数据报太人而无法通过与主机相连的子网传送的情况，所以不需要进行数据报的分段。当P模块遇到数据报太大雨无法通过子网传送的情况时，它将使用分段机制。首先，IP模块把数据报的数据部分分劑成两个或史多个小片（必须在8学节边界上分断），然后在每一个小片上构造含有所需的标识、导址利选项信息在内的数据报报头，接着把新报头中碎片数据的偏移部分调整到对应丁在原始数据报中的相对位置处，最后，分段的结果便是一个由称为碎片的小数据报组成的集合。其中的第·个数据报都带了原始大数据报中的一部分数据。5.3.1.2.1碎片路由选择
在碎片到达宿IP模块前，每一个碎片在传送过程中都将被单独处理，自丁网际拓扑和流量条件的变化，这些碎片可以经不同的网关路由，如渠某蓝碎片超过房继“更小的分组”子网，那么还将遭到新的分段处理，每一个IP模块都必须做到在不再进行分段的情况下，中继68字节的数据报，这一大小允许由最大60字节的报头长度和最小8字替的数据长度构成的数据报通过子网。 36
iiKAoNiKAca=
5.3.1.2.2碎片重装
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为了把碎片重装成原始数据报，IP模块必须把所有收到的，具有相同标识、源地址，宿地址、安全性和协议值的碎片重新组合起来。当IP认出第一个到达的碎片时，它将为本次重装分配重装资源，然后根据在碎片报头中的碎片数据偏移，把该碎片放入重装空间中相对于它在原始数据报的位實。当收到了所有的碎片之后，现将以原来的格式把数据交给宿ULP。所有主机都必须能够接受最大到576字节的数据报（不管它们以整包到达或以碎片的形式到达）。只有在发送方确证宿主机谁备接受更大的数据报时，主机才能发送长度大于576字节的数据报。5.3.1.2.3碎片丢失
因为子网可能是不可靠的，所以组成完整数据报的某些碎片可能在传送中丢失。在重装的处理过程中，P便用了“荐活时间，（将在5.3.1.4条中解释来设置童装定时器，如秉在所有碎片都已收集齐全前，定时器已耗尽，那么P将丢弃正在童装的数据报部分。只有宿IP模块才处理重装。然而，由网关间私自协商的重装对于网际的其它部分是透明的，并且也是允许的。IP报提供了一种称为“禁止分段”的禁止机制来禁止分段，这择，ULP就能在数据传送过程中，通过该机制，阻止数据被分割成较小的碎片。在子网层的分段、传送和重装对IP而言是透明的。并且能在任何时候使用。5.3.1.3校验和
不管实际给出的子网协议如何。IP 总是假设子网层是不可靠的。因此，IP 提供了支持防止P报头出现传送错误的传递服务的校验和机制。IP校验和不包括数据部分。校验和采用简单的二进制反码算法和CRC算法。5.3.1.4存活时间
数据报的传送路径主要受网际拓扑和流量情况等因素变化的影响。一个数据报可能经过相当长的延退之宿才君迁回的路径到达宿：戴搭栗一数据报始终循环过间一个IP模块而没有向宿前进过。这些“旧的数据”降低了网际带宽，浪费了处理时间。为了防止这些问题，P提供了一种称为存活时间的机制，用于限制数据报的生存期。
5.3.1.5服务类型
为了支持通用网络服务：服务类型机制充许上层协议选择传输质量，然后，IP把用于服务质量的服务类型（TOS）命令集传递给SNP，由SNP把服务类型命令集映射成子网特定的传送参数。TOS命令集包括优先级、延退指示、吞吐量指示和可靠性指示。其中，优先级主要用于度量一数据报的重要性。子网对高优先级数据的处理是通过优先分配子网资源来体现它比其它数据更为重要，这一点在信道高负荷的时候尤为明显。八个优先级别从最低的常规级一直增强到最离的互连网络控制和网络控制两个37
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级别，最高的网络控制优先级只用在子网内，而互连网络控制级则只由网关控制的发起者才能使用。实际使用和访这些优先级是每一子网的责任。除了优先级外，其它主要服务的选取是在低延迟、高可靠性和高吞吐量间的三方权衡过程。在许多网络中，如果这些参数中有一个性能较好，那么势必导致另一个参数的性能下降。只有在非常特别的情况下才会使三个指示同时被设置，这些服务质量指示的使用在某些意义上会增加服务的开销。在数据报报头中载带的服务类型指示的合法值，将在5.3.2.3条中详细说明。
5.3.1.6数据选项
为了满足通用网络服务的要，IP还提供了以标准方式携带某些标识和时间数据通过网际的选项。虽然ULP对该机制的使用是可选的，但对于每个IP实现来讲却必须支持所有的选项。
数据选项有三种信息：安全性、流标识和时间。安全性信息（在分类、保密或分隔数据传送时需要）包括安全性级别、分隔域、处理限制和传送控制码：流标识选项为流标识符在面向流的子网或不支持流概念的子网中的传送提供了支持。5.3.1.6.1时间信息
当数据报横穿互连网络传向它的宿时，时间信息将被各IP模块以时戳的形式记录在数据报中。记录时截的时戳表由源ULP提供，并由源ULP指示IP进行时闻信息的记录。在此，有三种记录时戳的格式：第种格式要求在网关路由上的每一网关IP模块只将自已的时裁记录在下一个空闲列表中：第二种格式要求每一网关IP把它的网际地址及时戳都登记在时戳表中：第三种格式要求只有当下一个列表中包含的预定义网际地址与本网关的地址相匹配时，才由对应的网关记录时戳。关于这些格式的具体定义见5.3.2.15条。
时戳是一个32位的值，它以毫秒为单位标记了从格林威治时间（UT）午夜十二点开始的当前时间。如果该时间无法用毫秒为单位表示或无法提供与格林威治时间午夜十二点间的相对值，那么时戳域的最高位就应置1，以指明使用的是非标准值，在它们之间可能插入了任意长的时间。在时戳处理过程中网关IP所遇到的错误都将报告给源IP。5.3.1.7错误报告服务
错误报告服务为产生和处理错误信息提供了一种机制，为了使该机制能在IP模块间传送错误报告，错误报告服务使用了数据报的传送服务。5.3.2对等实体交换的报文格式
本节给出IP报头的内容概要，IP报头格式见图3。注意，图3中的每一点标记代表了一个单位位元，对每一个域所进行的描述都包括名字、缩写和域的大小。此外还给出了域的应用、单位、值的有效范围和缺省值等。 38 -
-HTTKAONKAca
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01234567890123456789012345678901版本
服务类型
网际报头长度
存活时间
源地址
碎片偏移
报实校验和
宿地址
5.3.2. 版本 (VERSION)
缩写：VER。
域的大小：4位。
图3IP报头格式
版本域指出了IP报头的式，本标准所描写的是版本4。5.3.2.2网际报头长度（IHL，Internet Header Length）缩写：IHL。
域的大小：4位。
单位：4字节组。
范围：5～15，
缺省：5。
网际报头长度是以32位字为单位的IP报头长，其值指向IP数据的并始位置。注意，正确报头的最小值是5。
5.3.2.3服务类型（TYPEOF SERVICE）缩写：TOS。
域的大小：8位。
服务类型域含有描述该数据报所期望的服务质量的IP参数见图4。0
图4服务类型域
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D—delay 延返：Ttrougout 吞吐量I—raliability 可靠性：Q-others其它位0—2：优先级
位3：延退
位4：吞吐量
位5：可靠性
位6-7：留作以后使用
优先级（Precedence）：
111—网络控制（NetworkContral）110—-互连网络控制（InternetworkControi）-CRITIC/ECP
100--特急 (Flash Override)
011--—紧急（Flash）
010--—立即（Immediate）
001——优先（Priority）
000---常规（Routine）
延迟（Delay）：
0—正常
吞吐量（Throughput)
0——正常
1-—高
可靠性（Reliability）：
0——正常
5. 3. 2. 4总长 (TOTAL LENGTH)缩写：TL。
域的大小：16位。
单位：字节。
范围：20~216--1,
缺省：20。
总长是以字节为单位的数据报长度，它包括数据报的报头部分及数据部分。5.3.2.5标识(IDENTIFICArION)
KAoNrKAca-
缩写：[D。
域的大小：16位。
SJ 20701. 5—1998
由于联系某一数据报各碎片的标识值。该值通常由发送方ULP作为网际参数来提供。在上层ULP不提供的情况下，IP将为每一发送方ULP产生唯一的数据报标识。5.3.2.6标志（FLAGS）
缩写：无。
域的大小：3位。
该域包含了禁止IP分段的“禁止分段”控制标志和帮助标识在原始数据报中碎片位置的“尚有碎片”标志见图5。0
位0：保留，必须为零。
图5控制标志域
位1：（DF）0=可以分段：1=不允许分段。2
位2：（MF）Q=最后一个碎片；1=还有后续碎片。5.3.2.7碎片偏移（FRAGMEVTOFFSET）缩写：FO。
域的大小：13位。
单位：8字节组。
范围：0~8191。
缺省：0。
该域指出了本碎片数据相对于在原始数据报中载带的数据的起始位置的偏量，一个完整的数据报或者第一个碎片的该域值为0（关于碎片机制见5.3.1.2条）。5.3.2.8存活时间（TTL，Time-to-Line）缩写：TIL。
域的大小：8位。
单位：秒。
范围：0～255(=4.25 min):
缺省：15。
该域指出了允许报文在网际逗留的最大时间。如果该域的值被减为零，那么此数据报将被丢弃，关子存活时间机制见5.3.1.4条。5.3.2.9协议(PROTOCOL)
- 41 -
缩写：PROT。
域的大小：8位。
SJ 20701. 5—1999
该域指明了将要接收此敬据报数据部分的ULP5.3.2.10报头校验和（HEADERCHECKSUM）缩写：无。
域的大小：16位。
该域含有覆盖IP报头的校验和。具体的校验和机制见5.3.1.3条。5.3.2.11源地址（SOURCEADDRESS）缩写：Source。
域的大小：32位。
该域含有报源主机的网际地址，网际地址的格式见5.3.1.1.1条。5.3.2.12宿地址：（DESTINATIONADDRESS）缩写：dest。
域的火小：32位。
该域含有数据报宿主机的网际地址。网际地址的格式见5.3.1.1.1条。5.3.2.13选项 (OPTIONS)
缩写：无。
域的大小：可变。
根据与数据报相关的选项数目和类型的不同，选项域的长度可变。关于选项机制详见5.3.1.1条和5.3.1.6条，IP的选项有如下两种格式；a.单字节选项类型选项：
b.包含下列要素的变长串选项。学节选项类型：
字节选项长度一一包括选项类型字节、选项长度字节和选项的数据字节；实际的选项数据字节。
选项类型字节由三个域组成，见图6： 42 -
niKAoNrkAca
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