TCPIP協(xié)議課件

1、深入淺出學(xué)習TCP/IP協(xié)議2目錄1、TCP/IP協(xié)議的歷史及作用2、TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)2.1、TCP/IP數(shù)據(jù)的封裝過程TCP/IP協(xié)議2.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能3、IP地址管理4、路由器工作原理3.1、IP地址分類及子網(wǎng)劃分3.2、VLSM技術(shù)5、總結(jié)31、TCP/IP協(xié)議的發(fā)展史多個計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)出現(xiàn)問題：多個大型公司擁有各自的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但沒有一個統(tǒng)一的規(guī)范。所以相互之間不能互聯(lián)。如何解決？能否建立一個公用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，隱藏目前的所有協(xié)議，實現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)互通？解決問題：TCP v1 TCP v2、 TCP v3和IP v3 TCP/IPv4該時間段也同時出現(xiàn)了OSI參考模型

2、Vinton G. CerfIPv6IPv6IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）設(shè)計的下一代IP協(xié)議41、TCP/IP協(xié)議的作用我們已經(jīng)學(xué)習了OSI模型，我們?yōu)槭裁催€要學(xué)習TCP/IP模型？OSI 的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)概念清楚，理論較完整，但在實踐中沒有完全按照他的結(jié)構(gòu)設(shè)立的協(xié)議。TCP/IP協(xié)議是人們在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中邊實踐邊開發(fā)研究的一個產(chǎn)物，已經(jīng)成了人們公認的，在Internet上使用的事實上的工業(yè)標準協(xié)議。理論實踐52、TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層提供應(yīng)用程序間通信處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等建立、維護和管理會話建立

3、主機端到端連接尋址和路由選擇提供介質(zhì)訪問、鏈路管理等比特流傳輸應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層Windows、SQL、ASPTCP、UDP、RTPIP、ICMP以太網(wǎng)、令牌環(huán)、X.25、幀中繼RS-232、v.35HTTP、Telnet、FTP、SMTP62、TCP/IP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層IP各類網(wǎng)絡(luò)接口ARPRARPIGMPICMPTCPUDP應(yīng)用進程應(yīng)用進程應(yīng)用進程應(yīng)用進程能否建立一個公用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，隱藏目前的所有協(xié)議，實現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)互通？設(shè)計理念：7數(shù)據(jù)應(yīng)用層應(yīng)用層2.1、TCP/IP數(shù)據(jù)的封裝過程數(shù)據(jù)的封裝過程

4、傳輸層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層數(shù)據(jù)TCP頭TCP+數(shù)據(jù)IP頭IP+TCP+數(shù)據(jù)LLC頭LLC+IP+TCP+數(shù)據(jù)MAC頭FCS01011101010010000108數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的解封裝過程數(shù)據(jù)TCP頭TCP+數(shù)據(jù)IP頭IP+TCP+數(shù)據(jù)LLC頭LLC+IP+TCP+數(shù)據(jù)MAC頭01011101010010000102.1、TCP/IP數(shù)據(jù)的封裝過程應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層FCS92.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能物理層功能：定義電壓、接口、線纜標準、傳輸距離等。數(shù)據(jù)鏈路層的功能：物理地址定義，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，鏈路的建立拆除分離，差錯驗證，流控制。包含線

5、纜接口： （目前我們網(wǎng)絡(luò)用到的所有線纜和接口）包含設(shè)備：中繼器、集線器（物理層） Modem、交換機、網(wǎng)橋（鏈路層）網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層102.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層數(shù)據(jù)目標SAP源 SAPCtrl前導(dǎo)符目標地址源 地址長度/類型數(shù)據(jù)FCSMACMAC子層子層LLCLLC子層子層目前應(yīng)用最廣泛的IEEE 802局域網(wǎng)標準LLC層：邏輯鏈路層主要功能：數(shù)據(jù)包的分段，重組，排序。面向網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。MAC層：媒體訪問控制層主要功能：數(shù)據(jù)幀的封裝/卸裝，幀的差錯控制。屏蔽物理層的差異性。112.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層網(wǎng)絡(luò)層的功能：尋址和路由選擇（IP） 廣

6、播信息控制（IGMP） 多點發(fā)送信息控制（IGMP） 流量管制（ICMP） 提供WAN連接（IP）網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備：路由器功能：1. 通過IP地址對應(yīng)路由器的路由表進行尋址，決定IP包的傳送方向。2. 通過封裝/解封裝IP頭，實現(xiàn)傳輸層與鏈路接口層的聯(lián)系。特點：1. IP數(shù)據(jù)包無連接，讓路由器的路由表決定它的去向。2. 開放協(xié)議，不對數(shù)據(jù)包做排序或糾錯，交由終端上層協(xié)議處理。122.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層目的地址數(shù)據(jù)源地址IP頭IPIP包包網(wǎng)絡(luò)層的核心：IP協(xié)議個人心得：每一層級的封裝都包括三個信息：你是誰？你從哪里來？你到哪里去？132.2、TCP/IP協(xié)議

7、的各層功能網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層IP協(xié)議的輔助：ICMP，IGMPICMP協(xié)議：網(wǎng)際控制包協(xié)議1. 功能：差錯報告，查詢2. 分類：差錯報告包，查詢包3. 應(yīng)用：windows的ping，tracert，path等指令I(lǐng)GMP協(xié)議：網(wǎng)際組管理協(xié)議1. 功能：創(chuàng)建更新組播路由器的成員表實現(xiàn)組播功能2. 分類：查詢包，成員報告包，退出報告包3. 應(yīng)用：視頻點播142.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能傳輸層傳輸層傳輸層功能：區(qū)分不同的上層應(yīng)用，建立應(yīng)用間的端到端連接，定義流量控制 ，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠或不可靠的連接服務(wù)TCP協(xié)議：Transmission Control Protocol傳輸控制協(xié)議1. 特點：

8、基于連接的可靠協(xié)議，有流量控制和差錯控制，傳輸效率比UDP低2. 應(yīng)用：文件傳輸（FTP HTTP），發(fā)送或接收郵件（POP IMAP SMTP），遠程登錄（TELNET SSH）152.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能傳輸層傳輸層同步請求同步請求回應(yīng)同步請求回應(yīng)同步請求, , 同步請求同步請求回應(yīng)同步請求回應(yīng)同步請求數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸連接建立你好，我想給你發(fā)東西可以嗎？好啊，你現(xiàn)在就發(fā)過來嗎？我現(xiàn)在就發(fā)TCP協(xié)議UDP協(xié)議： User Data Protocol用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議1. 特點： 基于無連接的不可靠協(xié)議，沒有控制手段，僅僅是將數(shù)據(jù)發(fā)送給對方，效率比TCP要高2. 應(yīng)用：即時通信（QQ聊天

9、），在線視頻（RTSP），網(wǎng)絡(luò)語音電話（VoIP）162.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能傳輸層傳輸層UDP協(xié)議我要和XXX說點事，寄封信去吧172.2、TCP/IP協(xié)議的各層功能應(yīng)用層應(yīng)用層常用應(yīng)用層協(xié)議：FTP：文件傳輸協(xié)議，一般上傳下載用FTP服務(wù)，數(shù)據(jù)端口是20H，控制端口是21H。Telnet：用戶遠程登錄服務(wù)，使用23H端口。DNS：域名解析服務(wù)，提供域名到IP地址之間的轉(zhuǎn)換，使用端口53。SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議，用來控制信件的發(fā)送、中轉(zhuǎn)，使用端口25。NFS：網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)中不同主機間的文件共享。HTTP：超文本傳輸協(xié)議，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中的WWW服務(wù)，使用端口80。18

10、3 3、IPIP地址管理目的地址數(shù)據(jù)源地址IP頭IPIP包包IP地址管理IP地址分類及子網(wǎng)劃分VLSM技術(shù)IP地址：就是給因特網(wǎng)上的每臺計算機和其它設(shè)備都規(guī)定了一個唯一的地址,保證用戶在連網(wǎng)的計算機上操作時，能夠高效而且方便地從千千萬萬臺計算機中選出自己所需的對象來。地址為一個4字節(jié)（32bits位）的數(shù)字。統(tǒng)一由一個叫“ICANN”（互聯(lián)網(wǎng)賦名和編號公司）的組織來管理。表示方法：二進制：十進制：十六進制：193.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分110010110. 01000100. 00101111. 00110001 203 . 66 . 47 . 49 CB .

11、 42 . 2F . 31 3.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分IP地址分為4類：0A類網(wǎng)絡(luò)地址 55主機地址10B類網(wǎng)絡(luò)地址 55主機地址110C類網(wǎng)絡(luò)地址 55主機地址1110D類廣播地址 558 bits8 bits8 bits8 bits個人心得：如何記住每類的地址段？只要記住每類的網(wǎng)絡(luò)地址前的幾位固定數(shù)字就可以推算出該類地址段了。根據(jù)A，B，C類地址所能容納的主機數(shù)目，這些地址段分別分配給大，中，小型公司使用。

12、（目前已基本分配完了）203.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分特殊用途的IP地址段：10.X.X.X（A類）：私有地址（所謂的私有地址就是在互聯(lián)網(wǎng)上不使用，而被用在局域網(wǎng)絡(luò)中的地址）。127.X.X.X （A類）：保留地址，用做循環(huán)測試用的。-55 （B類）：私有地址169.254.X.X （B類）：保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址，而你在網(wǎng)絡(luò)上又沒有找到可用的DHCP服務(wù)器。就會得到其中一個IP。192.168.X.X （C類）：私有地址。-55 （E類） ：(即IP地址前五位為11110

13、）保留給實驗用的地址，也叫E類地址。21為什么需要劃分子網(wǎng)？3.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分我們公司要8個固定IP為了安全我們公司的IP不想和別人的共同網(wǎng)關(guān)ISP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商）168.95.X.X我如何把我的IP段租用一段給他？申請人/公司共有2 16-2=65534個IP地址可分配擁有IP段我如何解決這6多萬個IP的廣播問題？解決方法：劃分子網(wǎng)223.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分23定義：基于每類的IP段，利用主機地址部分劃分出子網(wǎng)地址和主機地址，把IP段進一步分成更小的網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)由路由器界定并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，這種方法叫做子網(wǎng)劃分。目的：1.

14、 節(jié)約IP地址，避免浪費。2. 限定廣播的傳播。3. 保證網(wǎng)絡(luò)的安全。4. 有助于覆蓋大型地理區(qū)域。3.13.1、IPIP地址分類及子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分24以 IP段為例：我們把它切割成兩個子網(wǎng)168.95.X.X普通網(wǎng)絡(luò)地址：IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+主機地址子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址： IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+子網(wǎng)地址+主機地址普通網(wǎng)絡(luò)地址：IP地址(32bits)=網(wǎng)絡(luò)地址(16bits) +主機地址(16bits) 168.95.X.X168.95X*8.X*8子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址：IP地址(32)=網(wǎng)絡(luò)地址(16) +子網(wǎng)地址(1)+主機地址(15) 168.95.X.X168.95X*7.X*81168.95

15、.X.X168.95X*7.X*80結(jié)果可得55, 55兩個子網(wǎng)段，各有2 15-2=32766個IP地址可以分配。同理我們可以分成4，8,16個子網(wǎng)，但同時子網(wǎng)的可分配IP會相應(yīng)減少。為什么需要VLSM技術(shù)？我們公司要8個固定IPISP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商）168.95.X.X我如何把我的IP段按他們需求租用？申請人/公司共有2 16-2=65534個IP地址可分配擁有IP段解決方法：VLSM技術(shù)劃分子網(wǎng)253.23.2、VLSMVLSM技術(shù)我們公司要200個固定IP我們公司要20個固定IP存在問題：子網(wǎng)

16、劃分只能劃分出擁有同等IP數(shù)目的子網(wǎng)段，無法既滿足不同需求又同時節(jié)省IP資源。3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)26定義：VLSM(可變長度的子網(wǎng)掩碼），為了有效的使用無類別域間路由（CIDR）和路由匯總來控制路由表的大小，網(wǎng)絡(luò)管理員使用先進的IP尋址技術(shù)?？勺冮L度的子網(wǎng)掩碼1、先按可容納200IP地址的子網(wǎng)劃分子網(wǎng)段：3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)27還是以 IP段為例：同時實現(xiàn)A公司需要一個200IP子網(wǎng)，B,C,D公司各需要一個60IP子網(wǎng)，還有8家小公司各需要一個20IP子網(wǎng)168.95.X.X168.95XXXXXXXXXXXXXX

17、XX網(wǎng)絡(luò)地址(16) 子網(wǎng)地址(8) 主機地址(8) 12345678.256生成256個可以容納254個IP的子網(wǎng)256個子網(wǎng)5555.24bit 子網(wǎng)掩碼2、分配給A公司第1個容納254個IP的子網(wǎng)，第2個子網(wǎng)繼續(xù)分割3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)28還是以 IP段為例：同時實現(xiàn)A公司需要一個200IP子網(wǎng)，B,C,D公司各需要一個60IP子網(wǎng)，還有8家小公司各需要一個20IP子網(wǎng)168.95.X.X168.95XXXXXXXXXXXXXX.XX網(wǎng)絡(luò)地址(16) 子網(wǎng)地址(10) 主

18、機地址(6) 12345678.256子網(wǎng)1:A公司/24551 12 23 34 43427925526bit 子網(wǎng)掩碼生成4個可以容納62個IP的子網(wǎng)3、2.1,2.2,2.3分別分配給B,C,D公司，第3個子網(wǎng)繼續(xù)分割3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)29還是以 IP段為例：同時實現(xiàn)A公司需要一個200IP子網(wǎng)，B,C,D公司各需要一個60IP子網(wǎng)，還有8家小公司各需要一個20IP子網(wǎng)1

19、68.95.X.X168.95XXXXXXXXXXXXX.XXX網(wǎng)絡(luò)地址(16) 子網(wǎng)地址(11) 主機地址(5) 12345678.256子網(wǎng)1：A公司/24子網(wǎng)2.1：B公司/26子網(wǎng)2.2：C公司4/26子網(wǎng)2.3：D公司28/26551 12 23 34 45 56 67 78 812324551 12 23 34 427bit 子網(wǎng)掩碼生成8個可以

20、容納30個IP的子網(wǎng)4、3.13.8分別分配給8家小公司3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)還是以 IP段為例：同時實現(xiàn)A公司需要一個200IP子網(wǎng)，B,C,D公司各需要一個60IP子網(wǎng)，還有8家小公司各需要一個20IP子網(wǎng)168.95.X.X12345678.2561 12 23 34 45 56 67 78 81 12 23 34 4子網(wǎng)1：A公司/24子網(wǎng)2.1：B公司/26子網(wǎng)2.2：C公司4/26子網(wǎng)2.3：D公司28/26子網(wǎng)3.1：小公司1/27子網(wǎng)3.2：小

21、公司22/27子網(wǎng)3.3：小公司34/27子網(wǎng)3.4：小公司46/27子網(wǎng)3.5：小公司528/27子網(wǎng)3.6：小公司660/27子網(wǎng)3.7：小公司792/27子網(wǎng)3.8：小公司824/275、總結(jié)3.23.2、VLSMVLSM技術(shù)VLSMVLSM技術(shù)技術(shù)還是以 IP段為例：同時實現(xiàn)A公司需要一個200IP子網(wǎng)，B,C,D公司各需要一個60IP子網(wǎng)，還有8家小公司各需要一個20IP子網(wǎng)168.95.X.X子網(wǎng)1：A公司/24子網(wǎng)2.1：

22、B公司/26子網(wǎng)2.2：C公司4/26子網(wǎng)2.3：D公司28/26子網(wǎng)3.1：小公司1/27子網(wǎng)3.2：小公司22/27子網(wǎng)3.3：小公司34/27子網(wǎng)3.4：小公司46/27子網(wǎng)3.5：小公司528/27子網(wǎng)3.6：小公司660/27子網(wǎng)3.7：小公司792/27子網(wǎng)3.8：小公司824/27未用子網(wǎng)：92/26/24/22/21/20/19/18/17實現(xiàn)滿足各類申請者的要求同時也充分利用了IP段的IP地址資源32網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層層4 4、路由器工作原理路由器的工作層面在網(wǎng)絡(luò)層，我們可以復(fù)習一下網(wǎng)絡(luò)層的功能網(wǎng)絡(luò)層的功能就是路由器所具有的功能網(wǎng)絡(luò)層的功能：尋址和路由選擇（IP） 廣播信息控制（IGMP） 多點發(fā)送信息控制（IGMP） 流量管制（ICM