計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

1、整理課件1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議P39n傳送和處理數(shù)據(jù)信息n在信息中，加上目標(biāo)地址和源地址n檢查數(shù)據(jù)正確性的機(jī)制n流量控制機(jī)制n選擇最優(yōu)路徑的機(jī)制n報文的分組傳送和數(shù)據(jù)包的排序和重組機(jī)制n通信協(xié)議特點(diǎn)n通信協(xié)議組成整理課件2OSI參考模型P41n1、物理層n2、數(shù)據(jù)鏈路層n3、網(wǎng)絡(luò)層n4、傳輸層n5、會話層n6、表示層n7、應(yīng)用層OSI參考模型層次結(jié)構(gòu)參考模型層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1234567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(hù)和管理會話建立主機(jī)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對等通信對等通信l每一層都使用自己的協(xié)議每一層

2、都使用自己的協(xié)議l每一層都利用下層提供的服務(wù)與對等層通信每一層都利用下層提供的服務(wù)與對等層通信HostAHostBAPDUPPDUSPDU Segment（段） Packet（包） Frame（幀） Bit（比特）應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層整理課件5OSI模型中的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)封裝與解封裝數(shù)據(jù)封裝與解封裝DataData第第7層層頭頭+第第7層層頭頭+第第6層層頭頭Data第第7層層頭頭第第6層層頭頭+第第5層層頭頭Data第第7層層頭頭第第6層層頭頭第第5層頭層頭+第第4層層頭頭Data第第7層層頭頭第第6層層頭頭第第5層頭層頭

3、第第4層頭層頭+第第3層層頭頭Data第第7層層頭頭第第6層層頭頭第第5層頭層頭第第4層頭層頭第第3層頭層頭+第第2層層頭頭Data第第7層層頭頭第第6層層頭頭第第5層頭層頭第第4層頭層頭第第3層頭層頭第第2層層頭頭+第第1層層頭頭應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Data第第2層層頭頭第第3層層頭頭第第4層頭層頭第第5層頭層頭第第6層頭層頭第第7層層頭頭二進(jìn)制的數(shù)據(jù)流第第1層頭層頭Data第第2層層頭頭第第3層層頭頭第第4層頭層頭第第5層頭層頭第第6層頭層頭第第7層層頭頭Data第第3層層頭頭第第4層頭層頭第第5層頭層頭第第6層頭層頭第第7層層頭頭Data第第4層頭層頭第第5層頭

4、層頭第第6層頭層頭第第7層層頭頭Data第第5層頭層頭第第6層頭層頭第第7層層頭頭Data第第6層頭層頭第第7層層頭頭Data第第7層層頭頭封裝解封裝整理課件7TCP/IP參考模型與協(xié)議n由于歷史的原因，現(xiàn)在得到廣泛應(yīng)用的不是OSI模型，而是TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol）協(xié)議。TCP/IP協(xié)議最早起源于1969年美國國防部贊助研究的網(wǎng)絡(luò)ARPANET世界上第一個采用分組交換技術(shù)的計算機(jī)通信網(wǎng)。它是Internet采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。Internet的迅速發(fā)展和普及，使得TCP/IP協(xié)議成為全世界計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛、

5、最成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。整理課件8TCP/IP參考模型與協(xié)議n從字面上看，TCP/IP包括兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議。但TCP/IP實(shí)際上是一組協(xié)議，它包括上百個具有不同功能且互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，而TCP和IP是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議，所以也可稱之為TCP/IP協(xié)議簇。 整理課件9模型結(jié)構(gòu)nTCP/IP協(xié)議模型從更實(shí)用的角度出發(fā)，形成了具有高效率的四層體系結(jié)構(gòu)，即主機(jī)網(wǎng)絡(luò)層（也稱網(wǎng)絡(luò)接口層）、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層（IP層）、傳輸層（TCP層）和應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層和OSI的網(wǎng)絡(luò)層在功能上非常相似。n各層功能參加P47 59整理課件10模型結(jié)構(gòu)TCP/IP模型的層次結(jié)構(gòu)模型

6、的層次結(jié)構(gòu) 應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1234567應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層1234OSI參考模型參考模型TCP/IP模型模型整理課件12整理課件13TCP、UDP協(xié)議處于傳輸層（Transport）：nTCP協(xié)議是面向連接的，以建立高可靠性的消息傳輸連接為目的，它負(fù)責(zé)把輸入的用戶數(shù)據(jù)（字節(jié)流）按一定的格式和長度組成多個數(shù)據(jù)報進(jìn)行發(fā)送，并在接收到數(shù)據(jù)報之后按分解順序重新組裝和恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)。n為了完成可靠的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，TCP協(xié)議具有數(shù)據(jù)報的順序控制、差錯檢測、校驗(yàn)以及重發(fā)控制等功能。nTCP還要進(jìn)行流量控制，以避免快速的發(fā)送方“淹沒”低速的接收方而使接收方無法處理。 整

7、理課件14nUDP是一個不可靠的、無連接的協(xié)議，只是“盡最大努力交付”。主要用于不需要TCP的排序和流量控制能力、而是自己完成這些功能的應(yīng)用程序。n它被廣泛地應(yīng)用于端主機(jī)和網(wǎng)關(guān)以及Internet網(wǎng)絡(luò)管理中心等的消息通信，以達(dá)到控制管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的目的，或者應(yīng)用于快速遞送比準(zhǔn)確遞送更重要的應(yīng)用程序，例如傳輸語音或視頻圖像。整理課件15n常用協(xié)議：P46nNetBEUI協(xié)議nIPX/SPX及其兼容協(xié)議nTCP/IP協(xié)議族nTCPnHTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SMTP、SSHnUDPnRIP、SNMP、DNS、TFTPnIPnARP、ICMP、IGMPARP廣播ARP請求IP=1.1

8、.1.3, MAC=?HostAHostBHostC單播ARP響應(yīng)IP=, MAC=HostAHostBHostCRARP廣播RARP請求無IP地址無盤工作站HostBRARP Server單播RARP響應(yīng)MAC=HostBMAC=1.1111, IP=?RARP Server無盤工作站整理課件18局域網(wǎng)P62定義n指由一個部門或公司組建、一般處于較小地理范圍內(nèi)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n特征n組建便利、可用多種介質(zhì)通信n傳輸速率高n比較靈活機(jī)動n傳輸距離短整理課件19局域網(wǎng)特性與特點(diǎn)n局域網(wǎng)特性n傳輸媒體角度n傳輸技術(shù)n網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋘訪問控制n局域網(wǎng)的特點(diǎn)n覆蓋范圍小（25KM）n高傳輸率和低誤

9、碼率n硬軟件設(shè)施及協(xié)議方面有所簡化n媒體訪問控制相對簡單n采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)整理課件20局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)P68nIEEE 802標(biāo)準(zhǔn)整理課件21局域網(wǎng)的組成n局域網(wǎng)的基本組成局域網(wǎng)的基本組成n網(wǎng)絡(luò)硬件n網(wǎng)絡(luò)軟件n網(wǎng)絡(luò)信息資源n無線局域網(wǎng)的組成無線局域網(wǎng)的組成nAP接入n兩兩接入n辦公室和家庭局域網(wǎng)的組建辦公室和家庭局域網(wǎng)的組建整理課件22傳輸介質(zhì)n雙絞線n同軸電纜n光纜n無線整理課件23光線在光纖中的折射 折射角入射角 包層（低折射率的媒體） 包層（低折射率的媒體） 纖芯（高折射率的媒體） 包層纖芯整理課件24光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷湔?/p>

10、課件25輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖整理課件26局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備P82n網(wǎng)卡n調(diào)制解調(diào)器P84n中繼器n集線器P85n網(wǎng)橋n交換機(jī)P87n路由器n網(wǎng)關(guān)P88整理課件27局域網(wǎng)介質(zhì)訪問技術(shù)P69nCSMA/CDn載波偵聽多路訪問/沖突檢測n令牌環(huán)nToken Ringn令牌總線nToken Bus整理課件28整理課件29廣域網(wǎng)、連接InternetnX.25（分組交換網(wǎng)） P100nATM網(wǎng) P106n幀中繼 P104n電話線撥號連接nISDN連接（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)） P102n寬帶連接nxDSLnHFC有線電視寬帶接入nFTTB（Fiber To The Bu

11、ilding）nFTTH（Fiber To The Home）nDDN專線連接n無線連接整理課件30Internet概述Internet的含義n由各種不同類型和規(guī)模的、獨(dú)立運(yùn)行和管理的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過互聯(lián)組成的全世界范圍的計算機(jī)系統(tǒng)。n基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)間網(wǎng)n使用和開發(fā)這些網(wǎng)絡(luò)的用戶群n可從網(wǎng)絡(luò)上獲取的資源集n數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)資源網(wǎng)整理課件31Internet的由來和發(fā)展P114n自學(xué)整理課件32Internet的基本功能n按應(yīng)用分類按應(yīng)用分類n通信通信n電子郵件（電子郵件（E-mail）、新聞組（）、新聞組（Usenet）等。）等。n獲取信息獲取信息n萬維網(wǎng)（萬維網(wǎng)（WWWWWW）、文件

12、傳輸（）、文件傳輸（FTPFTP）等。）等。n共享計算機(jī)資源共享計算機(jī)資源n遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄TelnetTelnet等。等。 整理課件33Internet的工作方式一、一、Internet的工作原理的工作原理n分組交換n概念：讓網(wǎng)絡(luò)中每一臺計算機(jī)每次只能傳送一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。這種分割總量、輪流服務(wù)的規(guī)則就是“分組交換”，而每次所能傳送數(shù)據(jù)的單位稱為一個分組（或信息小包）。n解決的問題n通常情況下，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（尤其是大范圍的網(wǎng)絡(luò)）采用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往是總線型或環(huán)型的。這樣的結(jié)構(gòu)使得多臺設(shè)備共享一條傳輸線路，雖降低了經(jīng)濟(jì)成本，卻引發(fā)了時間延遲問題，即同一時刻，線路只能提供一對用戶使用。n解決共享線

13、路延遲問題，使各臺計算機(jī)平等地使用共享網(wǎng)絡(luò)資源。整理課件34n網(wǎng)際協(xié)議IPnInternet中使用的一個關(guān)鍵協(xié)議IP綜合了局域網(wǎng)等眾多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的長處，非常詳細(xì)地規(guī)定了計算機(jī)利用Internet進(jìn)行通信時應(yīng)該遵循規(guī)則的全部具體細(xì)節(jié)。IP協(xié)議是不同計算機(jī)之間通信交流的公用語言，維護(hù)著Internet的正常運(yùn)行。 n傳輸控制協(xié)議TCPn提供可靠的無差錯的通信服務(wù)。n客戶機(jī)與服務(wù)器整理課件35Internet的域名管理與地址分配n1、IP地址nI、什么是IP地址nII、IP地址分類nIII、如何計算子網(wǎng)nIV、什么是廣播地址nV、子網(wǎng)如何劃分nVI、子網(wǎng)的可用IP數(shù)n2、域名整理課件36I、什么是IP

14、地址n在Internet中標(biāo)識每臺計算機(jī)nIP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成（IPv4）n分成四段，段與段之間用圓點(diǎn)相隔n每段八位（一個字節(jié)）n每段可用一小于256的十進(jìn)制數(shù)表示(0-255)n11001010 01111000 01110111 10111110nIPv4的表示法稱為點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)表示整理課件37IPv4 .vs. IPv6nIPv6n為了解決IP地址匱乏的問題n采用128位二進(jìn)制數(shù)表示（16個字節(jié)）n可寫成8個16位的無符號n如：fe80:220:edff:fe84:1b07n fe80:201:3ff:fecc:aac7nIPv6的表示法稱為冒分十六進(jìn)制數(shù)表示整理課件38II、I

15、P地址分類 第一個字第一個字節(jié)節(jié)網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)數(shù)主機(jī)總數(shù)A類網(wǎng)絡(luò) 0127 1282（8-1）16777214224-22147483392B類網(wǎng)絡(luò)128191 163842（16-2） 65534216-21073709056C類網(wǎng)絡(luò)19222320971522（24-3） 25428-2 532676608總計 2113664168430023753869056整理課件39A類：最高位0不變u0 xxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxxu0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000u0111 1111 1111 11

16、11 1111 1111 1111 1111u00000000 00000000 00000000 00000000uu01111111 11111111 11111111 11111111uu整理課件40B類：高2位10不變u10 xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxxu1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000u1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111u10000000 00000000 00000000 00000000uu10111111 11111111 11111111 1

17、1111111uu整理課件41C類：高3位110不變u110 x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxxu1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000u1101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111u11000000 00000000 00000000 00000000uu11011111 11111111 11111111 11111111uu整理課件42D類：高4位1110不變u1110 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxxu1110 0000 0000 0000

18、 0000 0000 0000 0000u1110 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111u11100000 00000000 00000000 00000000uu11101111 11111111 11111111 11111111uu整理課件43III、如何計算子網(wǎng)怎樣判斷2臺主機(jī)是否處于同一子網(wǎng)？方法：計算子網(wǎng)號（網(wǎng)絡(luò)號）整理課件44)整理課件45)整理課件46)整理課件47)整理課件48IV、什么是廣播地址廣播地址子網(wǎng)號廣播地址子網(wǎng)號!子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼)!）整理課件49n 1、子網(wǎng)劃分的需求、子網(wǎng)劃分的需求n 2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識n

19、3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算子網(wǎng)劃分相關(guān)計算n 4、VLSM和和CIDRV、子網(wǎng)劃分 整理課件50早期的二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)B機(jī)構(gòu)A機(jī)構(gòu)BInternet 整理課件51大型機(jī)構(gòu)的接入需求網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)B網(wǎng)絡(luò)C機(jī)構(gòu)A機(jī)構(gòu)BInternet 整理課件52分類IP地址的低效性nIP地址資源浪費(fèi)嚴(yán)重nIP網(wǎng)絡(luò)數(shù)量不敷使用n業(yè)務(wù)擴(kuò)展缺乏靈活性n無法應(yīng)對Internet的爆炸式增長 整理課件53n 1、子網(wǎng)劃分的需求、子網(wǎng)劃分的需求n 2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識n 3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算子網(wǎng)劃分相關(guān)計算n 4、VLSM及及CIDR 整理課件54子網(wǎng)劃分方法n子網(wǎng)劃分前的兩級IP地址網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號n

20、子網(wǎng)劃分后的三級IP地址網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)號子網(wǎng)號整理課件55IP地址與子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)號子網(wǎng)號 0000000011111111網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機(jī)號IP地址子網(wǎng)掩碼整理課件56默認(rèn)掩碼 整理課件57示例：計算子網(wǎng)地址1000011010010000000000010000000111111111111111111111111100000000AND1000011010010000000000010000000011111111000000011001000010000110IP地址n子網(wǎng)掩碼與IP地址進(jìn)行逐位邏輯與運(yùn)算獲得網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)地址廣播地址 整理課件58n 1、子網(wǎng)劃分的需求、子網(wǎng)

21、劃分的需求n 2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識n 3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算子網(wǎng)劃分相關(guān)計算n 4、VLSM及及CIDR 整理課件59計算子網(wǎng)內(nèi)可用主機(jī)地址數(shù)n假設(shè)子網(wǎng)的主機(jī)號位數(shù)為N，則可用地址數(shù)為2N-2個n主機(jī)號全1為廣播地址，主機(jī)號全0為網(wǎng)絡(luò)地址1.1 1.11.1網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號子網(wǎng)號N位0 整理課件60示例：計算子網(wǎng)內(nèi)可用地址數(shù)110000001010100000000011110 00001920001000011n子網(wǎng)地址為92，子網(wǎng)掩碼為24，計算該子網(wǎng)內(nèi)的可用主機(jī)地址數(shù)量掩碼位數(shù)等于

22、27N32275可用的主機(jī)地址數(shù)等于25-2=30整理課件61根據(jù)主機(jī)地址數(shù)劃分子網(wǎng)n假設(shè)每個子網(wǎng)需要劃分Y個IP地址，并且滿足2N Y+2 2N-1，則主機(jī)號位數(shù)為N，子網(wǎng)掩碼位數(shù)為32-N1.1 1.11.1網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號子網(wǎng)號N位整理課件62示例：根據(jù)主機(jī)地址數(shù)劃分子網(wǎng)1010100011000011000000 00000000001111111111111111111111 0000000000000001000010111111子網(wǎng)掩碼由2N700+22N-1得出主機(jī)號位數(shù)N=10n將B類網(wǎng)絡(luò)劃分成若干子網(wǎng)，要求每個子網(wǎng)內(nèi)可配備主機(jī)700臺整理課件63根據(jù)子網(wǎng)掩

23、碼計算子網(wǎng)數(shù)1.1 0.01.1默認(rèn)子網(wǎng)掩碼主機(jī)號子網(wǎng)號M位n假設(shè)子網(wǎng)號位數(shù)為M，則子網(wǎng)數(shù)為2M個 整理課件64根據(jù)子網(wǎng)數(shù)劃分子網(wǎng)n假設(shè)需要劃分X個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包括盡可能多的主機(jī)，并且滿足2MX2M-1 ，則子網(wǎng)號位數(shù)為M1.1 1.11.1網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號子網(wǎng)號M位0.00 整理課件65示例：根據(jù)子網(wǎng)數(shù)劃分子網(wǎng)101010001100001100000 00000000000111111111111111111111 00000000000n將B類網(wǎng)絡(luò)劃分為27個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包括盡可能多的主機(jī)0000100010子網(wǎng)掩碼由由2M27 2M-1計算出子網(wǎng)號位數(shù)計算出子網(wǎng)號位數(shù)M=5根據(jù)子網(wǎng)掩碼劃分出子網(wǎng)根據(jù)子網(wǎng)掩碼劃分出子網(wǎng)整理課件66n 1、子網(wǎng)劃分的需求、子網(wǎng)劃分的需求n 2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識n 3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算子網(wǎng)劃分相關(guān)計算n 4、VLSM及及CIDR 整理課件67VLSMn子網(wǎng)劃分的局限性n無法實(shí)現(xiàn)把網(wǎng)絡(luò)劃分為不同大小的子網(wǎng)n常常會浪費(fèi)許多主機(jī)地址nVLSM（Variable Length Subnet Mask, 可變長子網(wǎng)掩碼）n允許使用多個子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)n使組織的IP地址空間得到更有效的利用 整理課件68CIDRnInternet