1、DP100002 TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)劃分 ISSUE 1.0InternalPage 1前 言TCP/IP協(xié)議棧是構(gòu)建Internet的基礎(chǔ)Page 2學(xué)習(xí)指南TCP/IP協(xié)議棧分層結(jié)構(gòu)以及各層功能，需要深刻理解IP地址分類(lèi)與子網(wǎng)劃分，必須掌握網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具，了解并會(huì)使用Page 3參考資料TCP/IP 協(xié)議卷Page 4學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：了解TCP/IP協(xié)議棧與OSI 參考模型的區(qū)別與聯(lián)系了解TCP/IP協(xié)議棧各層的功能掌握IP地址的分類(lèi)和子網(wǎng)劃分目 標(biāo)Page 5第1章 TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型第2章 IP地址分類(lèi)與子網(wǎng)劃分內(nèi)容介紹Page 6TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型

2、TCP/IP協(xié)議棧具有簡(jiǎn)單的分層設(shè)計(jì)，與OSI參考模型有清晰的對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng) 用 層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層7654321物理層數(shù)據(jù)鏈路層OSI參考模型TCP/IPPage 7TCP/IP協(xié)議棧的封裝過(guò)程 用戶(hù)數(shù)據(jù)用戶(hù)數(shù)據(jù)Appl首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部Ip首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部以太網(wǎng)首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部Ip首部以太網(wǎng)首部TCP段IP數(shù)據(jù)報(bào)14 20204以太網(wǎng)幀46-1500字節(jié)應(yīng)用程序 TCP IP以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序Page 8TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMES

3、BITSPage 9TCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMP ICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和線纜應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層提供應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口建立端到端連接尋址和路由選擇物理介質(zhì)訪問(wèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸 物理層Page 10傳輸層協(xié)議概述應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接入層TCPUDPPage 11TCP/UDP報(bào)文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號(hào)32位確認(rèn)號(hào)URGACKPSHRSTSYNFIN首部長(zhǎng)度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16位緊急

4、指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDP報(bào)文格式TCP報(bào)文格式16位UDP長(zhǎng)度Page 12端口號(hào) 傳輸層協(xié)議用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 數(shù) 據(jù) 包套 接 字8020/2123255369161Page 13TCP連接clientserverSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)ACK(seq=b+1)Page 14斷開(kāi)TCP連接clientserverFIN(seq=a)ACK(seq=a+1)FIN(seq=b,ack=a+1）ACK(seq=b+

5、1)Page 15滑動(dòng)窗口需要修改窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ack 4097win2048len 1024win4096len 1024win4096ack 6145win2048len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096Page 16網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)接入層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 IP ARP RARP ICMP Page 17IP報(bào)文格式版本報(bào)文長(zhǎng)度服務(wù)類(lèi)型總 長(zhǎng) 度標(biāo) 識(shí) 符標(biāo)志片 偏 移生存時(shí)間協(xié) 議報(bào) 頭 校 驗(yàn) 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址I

6、P 選 項(xiàng)Page 18ARP地址解析協(xié)議需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply 對(duì)應(yīng)的MAC：00-E0-FC-00-00-12Page 19RARP反向地址解析協(xié)議我的IP地址是什么？無(wú)盤(pán)工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是Page 20ICMP協(xié)議B可達(dá)嗎？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABPage 21網(wǎng)絡(luò)層常見(jiàn)物理設(shè)備 路由器Page 22數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是OS

7、I參考模型的第二層，在物理層基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有PPP、HDLC、Frame Relay等Page 23 數(shù)據(jù)鏈路層功能 幀同步功能 差錯(cuò)控制功能 流量控制功能 鏈路管理功能1物 理 層2數(shù)據(jù)鏈路層4傳 輸 層3網(wǎng) 絡(luò) 層5會(huì) 話 層7應(yīng) 用 層6表 示 層Page 24幀同步功能幀同步是指能夠從接收到的比特流中明確地區(qū)分出數(shù)據(jù)幀的起始與終止的地方常見(jiàn)幀同步的方法有： 字節(jié)計(jì)數(shù)法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 違法編碼法Page 25流量控制和鏈路管理流量控制功能不是只有

8、數(shù)據(jù)鏈路層才提供流量控制功能是控制發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率鏈路管理是指數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放Page 26LAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802制定了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3： 以太網(wǎng)IEEE802.4：令牌總線IEEE802.5：令牌環(huán)IEEE802.11：無(wú)線局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層Page 27WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)WAN服務(wù)通常由電信運(yùn)營(yíng)商提供WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)包括：HDLCPPPX.25Frame RelayPage 28數(shù)據(jù)鏈路層常見(jiàn)設(shè)備 交換機(jī)Page 29物理層物理層位于OSI參考模型的最底層，它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻襟w(即信道)。

9、物理層的傳輸單位為比特。物理層是指在物理媒體之上為數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)原始比特流的物理連接。物理層協(xié)議規(guī)定了與建立、維持及斷開(kāi)物理信道所需的機(jī)械的、電氣的、功能性的和規(guī)程性的特性。其作用是確保比特流能在物理信道上傳輸。Page 30物理層的功能為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個(gè)物理媒體,也可以是多個(gè)物理媒體連接而成.一次完整的數(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接,傳送數(shù)據(jù),終止物理連接. 傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實(shí)體,為數(shù)據(jù)傳送服務(wù).一是要保證數(shù)據(jù)能在其上正確通過(guò)，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內(nèi)能通過(guò)的比特(BIT)數(shù)),以減少信道上的擁塞.傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿(mǎn)足點(diǎn)到

10、點(diǎn),一點(diǎn)到多點(diǎn),串行或并行,半雙工或者全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰?. Page 31常見(jiàn)的物理層接口10M以太網(wǎng)接口100M以太網(wǎng)接口1000M以太網(wǎng)接口Page 3210M以太網(wǎng)接口10Base-T目前使用最廣泛的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一使用雙絞線作為物理傳輸介質(zhì)10Base5曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于主干局域網(wǎng)使用粗同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì) 10Base2使用細(xì)同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì)Page 3310Base-T的物理介質(zhì)3類(lèi)雙絞線4類(lèi)雙絞線5類(lèi)雙絞線超5類(lèi)雙絞線6類(lèi)雙絞線有屏蔽與非屏蔽之分均為8芯電纜雙絞線的類(lèi)型由單位長(zhǎng)度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)確定Page 345類(lèi)雙絞線的線序直連網(wǎng)線交叉網(wǎng)線Side 1Side 2

11、Side 11=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕Side 2Side 1Side 2Side 1Side 21=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=橙7=白/棕8=棕Page 35100M以太網(wǎng)接口100Base-TX物理介質(zhì)采用5類(lèi)以上雙絞線網(wǎng)段長(zhǎng)度最多100米100Base-FX物理介質(zhì)采用單模光纖，網(wǎng)段長(zhǎng)度可達(dá)10公里物理介質(zhì)采用多模光纖，網(wǎng)段長(zhǎng)度最多2000米快速以太網(wǎng)由IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)定義Page 361000M以

12、太網(wǎng)接口1000Base-T物理介質(zhì)采用5類(lèi)以上雙絞線，網(wǎng)段長(zhǎng)度最多100米1000Base-F物理介質(zhì)采用多模光纖，網(wǎng)段長(zhǎng)度最多500米IEEE 802.3z和802.3abPage 37設(shè)備連接方式Page 38第1章 TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型第2章 IP地址分類(lèi)與子網(wǎng)劃分內(nèi)容介紹Page 39二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)化111111111286432168421十進(jìn)制總合為2558bitPage 40二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化27262524232221201286432168421111010011*1281*641*320*161*80*40*21*164320233010128+8例

13、子：Page 41IP地址的進(jìn)制轉(zhuǎn)化IP地址：1 字節(jié)（8位） 字節(jié)（8位） 字節(jié)（8位） 字節(jié)（8位） 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 等于 192 168 1 11Page 42IP地址介紹IP地址唯一標(biāo)示一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備私有IP地址55 5555 1144Page 4355 55 5555IP地址分類(lèi)55Page 44特殊IP地址網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分地址類(lèi)型用 途12

14、7any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個(gè)網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)環(huán)回地址環(huán)回測(cè)試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點(diǎn)所有網(wǎng)絡(luò)華為Quidway路由器用于指定默認(rèn)路由Page 45子網(wǎng)掩碼介紹網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼（subnet masking）決定IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)部分，哪部分為主機(jī)部分。子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機(jī)部分全都是0。缺省狀態(tài)下，如果沒(méi)有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為，B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為，C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼為。利用子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)地址的使用會(huì)更有效。對(duì)外 仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)內(nèi)部而言，則分為不同的子網(wǎng)。Page 46網(wǎng)

15、絡(luò)地址與子網(wǎng)掩碼IP地址：192 . 168 . 1. 100子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡(luò)地址：192 . 168 . 1. 0255.255.255. 0Page 47子網(wǎng)掩碼的表示方法IP地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼比特?cái)?shù)子網(wǎng)掩碼表示 255 . 255 . 255 . 24011111111 11111111 11111111 11110000 192 . 168 . 1 . 711000000 10101000 00000001 000001118 + 8 + 8+ 4 = 28/28Page 48網(wǎng)絡(luò)地址的計(jì)算 IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址(二進(jìn)制)網(wǎng)絡(luò)地址/28 255 . 255 . 255 . 2401

16、1111111 11111111 11111111 11110000 192 . 168 . 1 . 711000000 10101000 0000011000000 10101000 00000001 00000000IP地址為: /19Page 49主機(jī)數(shù)的計(jì)算主機(jī)數(shù)為： 2n可用主機(jī)數(shù)為 : 2n - 2子網(wǎng)掩碼N網(wǎng)絡(luò)位主機(jī)位1111111111111100000000000000Page 50主機(jī)數(shù)計(jì)算舉例IP地址為：00/28 /28=40該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：， 28bits 網(wǎng)絡(luò)位4bits主機(jī)位主機(jī)總數(shù)為： 24 可用主機(jī)數(shù)為: 24 -2Page 51子網(wǎng)數(shù)計(jì)算舉例IP地址為：00/28 /28=40該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：， 28bits 網(wǎng)絡(luò)位4bits主機(jī)位子網(wǎng)總數(shù)為： 28-4可用子網(wǎng)數(shù)為: 28-4-2Page 52無(wú)子網(wǎng)編址無(wú)子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。比如B類(lèi)網(wǎng)段，采用作為掩碼。/16/16/16Page 53帶子網(wǎng)編址B類(lèi)網(wǎng)