1、12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議,后一頁,返回目錄,12:29:03,TCP/IP 協(xié)議技術,TCP/IP技術探討,了解 TCP/IP的發(fā)展歷史 了解TCP/IP的結構組成 了解IP的體系結構和配置 了解掩碼（Mask）的使用,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP 協(xié)議技術,什么是TCP/IP ：,TCP/IP實際上是一組由不同協(xié)議所構成的網(wǎng)絡傳送協(xié)議族，它可以在任何一種物理網(wǎng)絡上運行，使網(wǎng)絡之間相互通訊。其中TCP 為傳輸控制協(xié)議；IP 為國際互連協(xié)議（簡稱網(wǎng)際協(xié)議）。,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP 的歷史,TCP

2、/IP技術探討,TCP/IP的歷史可以追溯到60年代，由于冷戰(zhàn)刺激了美國軍事和科研機構去研究和開發(fā)一個能抵擋核武器進攻的通訊基礎機構，1964年由Paul Baran在論文中提出：“在分組交換網(wǎng)絡的分組數(shù)據(jù)（簡稱數(shù)據(jù)報datagram）中采用目的尋址方式”的概念，1969年美國國防部高級研究計劃署，開發(fā)了第一個稱為“接口消息處理器”的ARPAnet的接點網(wǎng)絡，并投入使用到1969年12月，當時該系統(tǒng)一共只有四個接點；,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP 的歷史,TCP/IP技術探討,1973年以太網(wǎng)發(fā)明了TCP/IP取代了ARPAnet端點到端點的傳送協(xié)議，1974年Kahn和Ce

3、rf又把TCP協(xié)議中端點到端點和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能跟IP的尋址功能有力地結合起來，形成了真正的TCP/IP；TCP/IP它有四個特點：,每一個網(wǎng)絡都是唯一的、可自維持的 它們的通訊采用盡力而為的方式 路由器（最初稱網(wǎng)關）負責連接各個網(wǎng)絡 它們之間不存在任何集中控制,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP 選路技術,TCP/IP技術探討,IP在路由傳送數(shù)據(jù)信息的事例,前一頁,后一頁,12:29:03,網(wǎng)絡接口又稱數(shù)據(jù)連路層，它主要負責建立、維持和釋放一個網(wǎng)絡內(nèi)的數(shù)據(jù)鏈路的連接，負責信息從源傳向宿，并誤差錯地、以幀為單位地傳送而服務，它支持的數(shù)據(jù)連接技術很多：如各種速度的以太網(wǎng)、ATM網(wǎng)、令牌環(huán)

4、網(wǎng)、光纜分布數(shù)據(jù)接口、幀中繼等。它的最大優(yōu)點就是它可以在任何一種物理網(wǎng)絡上運行。,TCP/IP 的結構模式,TCP/IP技術探討,TCP/IP結構模型,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP結構模型,IP層又稱 網(wǎng)際層，它主要負責完善數(shù)據(jù)分組（即形成數(shù)據(jù)報），為源站點和目標站點間的數(shù)據(jù)傳輸服務，使在數(shù)據(jù)傳送的過程中能夠選擇合適的路由和節(jié)點。,TCP/IP 的結構模式,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP結構模型,該層又稱傳輸層，它主要是把要傳送的數(shù)據(jù)信息進行分組，它由兩個協(xié)議組成：TCP提供一種面向連接的、可靠的傳輸服務；常用于點對

5、點單播傳輸； UDP提供一種無連接的、不可靠的傳輸服務；如：組播就用UDP協(xié)議傳輸（或稱IP復用）,TCP/IP 的結構模式,前一頁,后一頁,面向連接：在開始傳輸數(shù)據(jù)之前需要兩端點之間預先建立聯(lián)系 無連接：在開始傳輸數(shù)據(jù)之前不需要兩端點之間預先建立聯(lián)系,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP結構模型,應用層又稱進程，它主要為用戶接口提供服務、管理和網(wǎng)絡資源分配等；如用于文件傳輸?shù)模‵TP）、用于主頁瀏覽的（HTTP）、用于電子郵件的（SMTP）、用于終端仿真的（Telnet）等服務。,TCP/IP 的結構模式,前一頁,后一頁,12:29:03,應用層,7 6 5 4 3 2 1,

6、TCP/IP技術探討,OSI模型與TCP/IP模型比較,OSI 的結構模式,TCP/IP 的結構模式,（進程）,（傳輸層）,（網(wǎng)際層）,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報結構,IP數(shù)據(jù)報的的最大長度為216-1即65，535個字節(jié)。,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,IP數(shù)據(jù)報頭的長度最小為5，最大15個單位，每個單位4個字節(jié)。 具體詳述見P196-197,4 8 16 19 24 32,最小5個單位,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,版本：4bit，指出了I

7、P協(xié)議的版本號，若版本號不同，則需要進行轉(zhuǎn)換，源宿版本相同才能通訊；目前版本號為4 。 標頭長： 4bit ，指出了IP 數(shù)據(jù)報頭的長度單位，每個單位為32bit；IP數(shù)據(jù)報的長度最小為5個單位；最大為15個單位；主要用于記錄路由信息等。 總長度： 16bit ，指出了IP 數(shù)據(jù)報的長度，以字節(jié)為單位，最長為216-1即65，535個字節(jié)，它的長度由網(wǎng)絡的傳送能力所決定。 協(xié)議：8bit，表示該數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)區(qū)的高層協(xié)議類型；如TCP或UDP或其他協(xié)議等。,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,服務類型：8bit，指出了IP協(xié)議服務的類型情況和優(yōu)先級等其

8、具體情況如下表：。,0 1 2 3 4 5 6 7,優(yōu)先級：3bit，表示優(yōu)先級的等等級“07”，“7”表示優(yōu)先級最高，其值由用戶指定。（他對網(wǎng)絡控制提供了重要的參數(shù)） 低延遲、高吞吐量及高可靠性： 1bit，當值為“1”時，表示用戶希望本數(shù)據(jù)報能按上希望值傳送。（三者同時值為一沒有任何意義）,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,標識：16bit，標識是源主機賦予數(shù)據(jù)報的標識號，同一源主機所發(fā)向目的主機的每一個數(shù)據(jù)報的標識號是唯一的，不管在物理網(wǎng)絡中傳送時分成多少片，在目的主機中都能通過源主機地址和該標識號組成一個完整的數(shù)據(jù)報。 標志：3 bit，

9、第一位未用，第二位表示是否能分片，當為“1”時表示該數(shù)據(jù)報不能分片；第三位表示片是否結束，當為“1”時表示不是最后一片。 片偏移： 13bit，指出了本片數(shù)據(jù)在初始數(shù)據(jù)報區(qū)中的偏移量，既該片相對起點的何處位置，偏移量以8個字節(jié)位單位計算。,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,生存時間：8bit，生存時間TTL（time to live）表示數(shù)據(jù)報最大生存的時間，他以秒為單位倒計時計算，一但該值為“0”他將被從網(wǎng)中刪除，同時并向源主機發(fā)回出錯信息。 報頭校驗和： 16bit，報頭校驗和用于對數(shù)據(jù)報頭進行校驗，以保證數(shù)據(jù)報頭的正確性；（校驗方法：先設初

10、始值為“0”，再對數(shù)據(jù)報頭數(shù)據(jù)每16位求異和，結果取反，從而計算出報頭校驗和的值來）,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP數(shù)據(jù)報頭結構,數(shù)據(jù)報選項： 4-40字節(jié)（1-10單位），主要用于網(wǎng)絡控制、測試或調(diào)試，是IP協(xié)議實現(xiàn)上述功能和記錄路由信息不可缺少的內(nèi)容。他由選項碼、長度及選項數(shù)據(jù)三部分組成，其中選項碼、長度各占1個字節(jié)，長度決定選項數(shù)據(jù)的的長度。,1個字節(jié) 1個字節(jié) 2-40個字節(jié),選項碼：8bit，分為三個字段，復制1bit，選項類2bit，選項號5bit。,1bit 2bit 5bit,注：1、如：在使用tracert 需選項存在 2、復制、選項類、

11、選項號詳述見P198,前一頁,后一頁,12:29:03,源端應用數(shù)據(jù),IP數(shù)據(jù),TCP報文,宿端應用數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)/物理層,TCP/IP的傳送介紹,IP數(shù)據(jù),IP報頭,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,TCP/IP通訊幾點說明,1、IP通訊是借助于中間一個或多個IP路由器，從源網(wǎng)絡到宿網(wǎng)絡進行尋徑通訊的。 2、IP不可靠傳送意味著IP數(shù)據(jù)報再傳遞途徑中可能出錯、重復或消失，而它本身沒有糾錯功能。 3、TCP采用確認應答和超時重發(fā)機構方式來確?？煽啃缘?。 4、IP層和以下一層，主要實現(xiàn)網(wǎng)際尋徑、尋址，把數(shù)據(jù)以IP數(shù)據(jù)報的格式傳遞到宿網(wǎng)絡和宿主機。 5、網(wǎng)絡接口層實際上是數(shù)據(jù)連路

12、層和物理層的合并，它實際上完成的任務，就是該兩層所要完成的任務。,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,本節(jié)章幾個常用術語縮寫,1、OSI：（Open System Interconnection）開放系統(tǒng)參考模型。 2、LAN：（Local Area Network）局域網(wǎng)。 3、NSDU：（Network Service Data Unit）網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)設備（單元）。 4、 CASE：(Computer-Aided Software Engineering)計算機輔助軟件工程 。 5、SNMP：（Simple Network Management Protocol） 簡單

13、網(wǎng)絡管理協(xié)議。 6、NFS： （ Network File System）網(wǎng)絡文件系統(tǒng)。,前一頁,后一頁,12:29:03,TCP/IP技術探討,本節(jié)章幾個常用術語縮寫,7、XDR：（ eXternal Data Representation,） unix外部數(shù)據(jù)表示協(xié)議(法)。 8、RPC：（Remote procedure call）遠程過程調(diào)用。 9、ICMP： （Internet Control Messages Protocol） 網(wǎng)間控制報文協(xié)議。 10、RFC： （Request For Comments） Internet標準(草案)， 請求注解。 11、OSPF： （Open

14、 Shorttest Path First）internet通訊最短路徑優(yōu)先路由算法 。,前一頁,后一頁,12:29:03,IP的結構體系,172 . 16 . 2 . 166,TCP/IP技術探討,（僅以Ipv4為例）,前一頁,后一頁,“點分十進制法”：表示IP地址,12:29:03,A類地址： B類地址： C類地址： D類地址: 用于多點傳送 E類地址: 用于實驗開發(fā)與研究,N -為網(wǎng)絡段分配的比特位置 H -為工作站分配的比特位置,IP地址按類分配,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,IP地址分類,TCP/IP技術探討,A類地址：,B類地址：,C類地址：,前一頁,后一

15、頁,12:29:03,IP地址分類,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,第一字節(jié)的數(shù)字范圍：0.127-1=1-126 七位二進制的最大數(shù)字為127，既：1111111=127,A類地址：,IP類別與首位字節(jié)關系：,12:29:03,IP地址分類,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,第一個字節(jié)的數(shù)字范圍：128-128+63=128-191 六位二進制的最大數(shù)字為63；既：111111=63,B類地址：,IP類別與首位字節(jié)關系：,12:29:03,IP地址分類,TCP/IP技術探討,C類地址：,前一頁,后一頁,第一個字節(jié)的數(shù)字范圍：128+64-192+31=192-223 五位二進制的最

16、大數(shù)字為31；既11111=31,IP類別與首位字節(jié)關系：,12:29:03,IP地址分類情況,TCP/IP技術探討,A類地址網(wǎng)絡總數(shù)：126；既：27-1=127-1 B類地址網(wǎng)絡總數(shù)：16384 ；既：214 -1=16383+1 C類地址網(wǎng)絡總數(shù)：2097152 ；既：221 -1 =2097151+1,前一頁,后一頁,12:29:03,IP地址分類一覽表,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,IP地址分類幾點說明,1、D類地址: 為多目地址（Multicast address），主要實現(xiàn)一點對多點的傳遞；它常用與X.25和 ATM等這類點對點的協(xié)議網(wǎng)絡中。 2、E類地

17、址: 用于將來擴展和實驗開發(fā)與研究。 3、127 .x.x.x和為回環(huán)地址和本地軟件回送測試（loop-back test)之用，即保留不分配。 4、全0地址：0 .0.0.0常用于代表缺省網(wǎng)絡，在路由器表中用于構造缺省路徑。,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,IP地址分類練習,IP地址,地址類別,網(wǎng)絡比特,主機比特,,00,4,,6,20,A,,,B,,00,C,

18、,4,C,,,B,,6,不存在的,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,二進制和十進制,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,掩碼（ Mask）的使用技術,IP地址,網(wǎng)絡比特,主機比特,TCP/IP技術探討,正常網(wǎng)段的掩碼的設置,前一頁,后一頁,12:29:03,Network,Host,66,,172,16,0,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,0

19、0010000,00000000,00000000,10100110,00000000,00000000,正常使用掩碼所得的網(wǎng)絡段號,00000010,掩碼（ Mask）的使用技術,TCP/IP技術探討,轉(zhuǎn)換成十進制的網(wǎng)絡號：,0 0 2 166,之差計算出主機序號地址：,前一頁,后一頁,通過對應相與計算而得：,12:29:03,Network,Host,172.16.2. 166,,172,16,2,0,Subnet,11111111,11111111,00000000,11111111,10101100,10101100,00010000,00010000,000

20、00010,10100110,00000000,00000010,掩碼（ Mask）的使用技術,TCP/IP技術探討,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,Subnet:,0 0 0 166,主機序號地址：,帶有子網(wǎng)網(wǎng)掩碼的絡段,前一頁,后一頁,12:29:03,Network,Host,172 . 16 . 2 . 166,255.255. 255. 248,172,16,2,160,Subnet,11111111,11111111,11111000,11111111,10101100,10101100,00010000,00010000,00000010,10100110,10100000,00000010,

21、掩碼（ Mask）的使用技術,TCP/IP技術探討,Subnet:,0 0 0 6,在C網(wǎng)段產(chǎn)生的子網(wǎng)絡,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,主機序號地址：,前一頁,后一頁,12:29:03,Network,Host,172 . 16 . 2 . 166,255.255. 255. 248,Subnet,11111111,11111111,11111000,11111111,10101100,10101100,00010000,00010000,00000010,10100110,10100000,00000010,掩碼（ Mask）的使用技術,TCP/IP技術探討,Subnet:,在C網(wǎng)段產(chǎn)生的子網(wǎng)絡,主機所

22、在網(wǎng)絡地址 = 60 本網(wǎng)絡中的主機號 = 0 . 0 . 0 . 6 本網(wǎng)段主機地址范圍= 6167 此網(wǎng)中的廣播地址 = 67 子網(wǎng)掩碼用了五位比特,前一頁,后一頁,12:29:03,掩碼（ Mask）的使用技術,IP地址,網(wǎng)絡比特,主機比特,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,主機 IP 地址: 20 網(wǎng)絡掩碼: ,主機所在網(wǎng)絡地址 = 本網(wǎng)段主機地址范圍= 55 此網(wǎng)中的廣播地址

23、= 55 子網(wǎng)掩碼用了八位比特,Network,Subnet,Host,172,16,2,0,20:, /8:,10101100,11111111,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,10101100,00010000,00010000,11111111,00000010,00000010,11111111,01111001,00000000,00000000,掩碼（ Mask）的使用實例,TCP/IP技術探討,Subnet:,前一頁,后一頁,12:29:03,主機 IP 地址: 21 網(wǎng)絡掩碼:

24、48,Network,Subnet,Host,201,222,5,120,21:,11001001,11111111,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,11001001,11011110,11011110,11111111,00000101,00000101,11111111,01111 001,11111 000,01111 000,48 /5:,子網(wǎng)掩碼（ Mask）的使用實,主機所在網(wǎng)絡地址 = 20 本網(wǎng)段主機地址范圍= 2127 此網(wǎng)中的廣播地址 = 27 子網(wǎng)掩碼

25、用五位比特,TCP/IP技術探討,Subnet:,設置子網(wǎng)可提高網(wǎng)絡安全性,前一頁,后一頁,12:29:03,使用掩碼 幾點說明,TCP/IP技術探討,IP地址和掩碼換算成二進制是一對一使用 IP網(wǎng)絡地址是由IP地址和對應的掩碼“相與”計算 而得來的。 A、B、C類的網(wǎng)絡比特所對應的掩碼在通常情況 下為1。 子網(wǎng)掩碼只能在主機比特內(nèi)增設子網(wǎng)（該子網(wǎng)稱 IP設置的虛擬網(wǎng)）; IP地址和IP網(wǎng)絡地址之差的有效位數(shù)為工作站（主機）地址序號地址,前一頁,后一頁,12:29:03,使用掩碼 幾點說明,TCP/IP技術探討,掩碼（MASK）常有人稱為子網(wǎng)掩碼；也有人常稱為是 I P地址的解釋。 IP尋址主

26、要根據(jù)IP網(wǎng)絡地址尋找主機所在的網(wǎng)。 在每一個子網(wǎng)中，最大的主機序號地址為該子網(wǎng)的廣播地址也稱IP復用地址。 和 /8 表示掩碼等效。 /8表示主機比特有八位。 48/5表示子網(wǎng)掩碼比特有五位。,前一頁,后一頁,12:29:03,掩碼（ Mask）的使用練習,IP主機地址,子網(wǎng)掩碼,類別,網(wǎng)絡地址,0,0,2,,,,B,,A,,B,,

27、TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,Network ,3,物理結構網(wǎng)絡實例,TCP/IP技術探討,2,1,0,4,5,所有主機必須在同一網(wǎng)段內(nèi),前一頁,后一頁,12:29:03,在多字段內(nèi)設置子網(wǎng)掩碼實例,主機 IP 地址: 網(wǎng)絡掩碼: ,Network,Subnet,Host,15,16,192,0,,00001111,11111111,產(chǎn)生的

28、網(wǎng)絡地址：,00001111,00010000,00010000,11111111,11000001,11000000,11111000,00000110,00000000,00000000,TCP/IP技術探討,Subnet:,主機所在網(wǎng)絡地址 = 本網(wǎng)段主機地址范圍= 55 此網(wǎng)中的廣播地址 = 55 子網(wǎng)掩碼用五位比特,,在第二、第三字段內(nèi)設置子網(wǎng),前一頁,后一頁,12:29:03,設置子網(wǎng)所起到的作用,TCP/IP技術探討,設置子網(wǎng)可削減網(wǎng)絡中的廣播風暴的侵蝕和干擾。,前

29、一頁,后一頁,12:29:03,設置子網(wǎng)所起到的作用,TCP/IP技術探討,設置子網(wǎng)可可節(jié)省IP，提高IP資源利用率, 52,0 52,前一頁,后一頁,12:29:03,Virtual LAN 的優(yōu)點,工程部 VLAN,市場部 VLAN,財務部 VLAN,增強了廣播控制和集中控制和管理,增強了工作組 之間的安全控 制,方便了工作組成 員的增加、移動 和改變,節(jié)省路由器端口 數(shù)(減小了配置和 經(jīng)費),TCP/IP技術探討,節(jié)省了IP地址網(wǎng)段，提高了IP地址的利用率,前一頁,后一頁,12:29:03,子網(wǎng)掩

30、碼的使用練習,IP主機地址,類別,網(wǎng)絡地址,最大主機地址,0,48,子網(wǎng)掩碼,,,3,52,7,,C,6,3,A,,55,B,2,5,C,,55,TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,1、主機號比特全為

31、“0”的地址為該主機所在網(wǎng)絡段的地址（或所在網(wǎng)絡段子網(wǎng)的地址）。 2、在該網(wǎng)段里，主機號比特全為“1” （或最后八位比特主機號全為“1” ）的地址為該網(wǎng)絡（或組）的廣播地址。 3、 A類地址：10.0.xxx.xxx和C類地址：192.168.xxx.xxx 予留地址不分配 ，為各單位內(nèi)部使用。,TCP/IP技術探討,IP地址使用幾點說明,前一頁,后一頁,12:29:03,IP物理超網(wǎng)傳輸實例,,0,2,IP: ,,1,18,IP:

32、,E0,E1,172.16,12,12,Network,Host,.,.,TCP/IP技術探討, ,路由器端口也必須和所連 接的網(wǎng)段在同一網(wǎng)段內(nèi),前一頁,后一頁,12:29:03,采用路由器可使三個網(wǎng)段通訊（可選方法之一）,路由器可使網(wǎng)段互聯(lián),TCP/IP技術探討,前一頁,后一頁,12:29:03,掩碼超網(wǎng)的使用實例,TCP/IP技術探討,/24,/24,/24,采用超網(wǎng)可使三個網(wǎng)段通訊（可選方法之二）,前一頁,后一頁,12:29:03,超網(wǎng)掩碼使不同的C網(wǎng)段互聯(lián),主機 IP 地址: 202.195

33、.79.192 網(wǎng)絡掩碼: ,Network,Subnet,Host,202,195,64,0,11001010,11111111,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,11001010,11000011,11000011,11111111,01001111,01000000,11110000,TCP/IP技術探討,Subnet:,主機所在網(wǎng)絡地址 = 超網(wǎng)掩碼用四位比特,11000000,00000000,00000000,92,,采用超網(wǎng)方式可使原網(wǎng)段地址號改變,前一頁,后一頁,12:29:03,超網(wǎng)掩碼使不同的C網(wǎng)段互聯(lián),主機 IP 地址: 92 網(wǎng)絡掩碼: ,Network,Subnet,Host,202,195,64,0,11001010,11111111,產(chǎn)生的網(wǎng)絡地址：,11001010,11000011,11000011,11111111,01001110,01000000,11110000,TCP/IP技術