模型與TCPIP協(xié)議體系(1)ppt課件

1、第第1章章OSI/RM模型與模型與TCP/IP協(xié)議體系協(xié)議體系 11 OSI/RM參考模型 1.1.1 OSI/RM的構(gòu)成 。 OSI規(guī)定了可以互聯(lián)的計算機系統(tǒng)之間的通訊協(xié)議，服從OSI協(xié)議的網(wǎng)絡通訊產(chǎn)品都是所謂的開發(fā)系統(tǒng)，也就是意味著可以與其他網(wǎng)絡系統(tǒng)進展互聯(lián)1.1.2OSI/RM層次構(gòu)造1網(wǎng)絡分層的必要性 2OSI/RM的層次構(gòu)造 3OSI/RM的數(shù)據(jù)封裝拆封 4OSI/RM各層的功能各層的功能 物理層物理層(Physical Layer)是參考模型的最低層。是參考模型的最低層。該層是網(wǎng)絡通訊的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，由銜接該層是網(wǎng)絡通訊的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，由銜接不同結(jié)點的電纜與設備共同構(gòu)成。主要功不同

2、結(jié)點的電纜與設備共同構(gòu)成。主要功能是：利用傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物能是：利用傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理銜接，擔任處置數(shù)據(jù)傳輸并監(jiān)控數(shù)據(jù)出理銜接，擔任處置數(shù)據(jù)傳輸并監(jiān)控數(shù)據(jù)出錯率，以便數(shù)據(jù)流的透明傳輸。錯率，以便數(shù)據(jù)流的透明傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)是參考模型的是參考模型的第第2層。主要功能是：在物理層提供的效層。主要功能是：在物理層提供的效力根底上，在通訊的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路力根底上，在通訊的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路銜接，傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)包，并采用銜接，傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)包，并采用過失控制與流量控制方法，使有過失的物過失控制與流量控制方法，使有過失的物理線

3、路變成無過失的數(shù)據(jù)鏈路。理線路變成無過失的數(shù)據(jù)鏈路。v網(wǎng)絡層(Network Layer)是參考模型的第3層。主要功能是：為數(shù)據(jù)在結(jié)點之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路，經(jīng)過路由選擇算法為分組經(jīng)過通訊子網(wǎng)選擇最適當?shù)耐緩?，以及實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡互聯(lián)等功能。v傳輸層(Transport Layer)是參考模型的第4層。主要功能是向用戶提供可靠的端到端(End-to-End)效力，處置數(shù)據(jù)包錯誤、數(shù)據(jù)包次序，以及其他一些關(guān)鍵傳輸問題。傳輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通訊的細節(jié)，因此，它是計算機通訊體系構(gòu)造中關(guān)鍵的一層。v會話層(Session Layer)是參考模型的第5層。主要功能是：擔任維護兩個結(jié)點之間的傳輸鏈接

4、，以便確保點到點傳輸不中斷，以及管理數(shù)據(jù)交換等功能。v表示層(Presentation Layer)是參考模型的第6層。主要功能是：用于處置在兩個通訊系統(tǒng)中交換信息的表示方式，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)緊縮與恢復等功能。v運用層(Application Layer)是參考模型的最高層。主要功能是：面向用戶為運用軟件提供了很多效力，例如文件效力器、數(shù)據(jù)庫效力、電子郵件與其他網(wǎng)絡軟件效力。5協(xié)議和協(xié)議的三要素 v網(wǎng)絡中的計算機與計算機之間要想正確的傳送信息和數(shù)據(jù)，必需在數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞?、?shù)據(jù)的格式及內(nèi)容等方面有一個商定或規(guī)那么，這種商定或規(guī)那么稱為協(xié)議。 v語法：數(shù)據(jù)與控制信息的構(gòu)造

5、或格式 。 v語義：需求發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種呼應。 v時序：事件實現(xiàn)順序的詳細闡明。1.2 TCP/IP協(xié)議體系 vTCP/IP是用于計算機通訊的一組協(xié)議，我們通常又稱它為TCP/IP協(xié)議族。它是70年代中期美國國防部為其ARPANET廣域網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡體系構(gòu)造和協(xié)議規(guī)范，以它為根底組建的INTERNET是目前國際上規(guī)模最大的計算機網(wǎng)絡，正由于INTERNET的廣泛運用，使得TCP/IP成了現(xiàn)實上的規(guī)范。 1.2.1 TCP/IP協(xié)議體系的層次構(gòu)造 1.2.2 TCP/IP協(xié)議體系的協(xié)議分布 all over IP和IP over all 1.2.3 TCP/IP協(xié)議體系的

6、數(shù)據(jù)封裝拆封 幾種常見的數(shù)據(jù)封裝構(gòu)造和信息單元稱號 1.3 IP協(xié)議 1.3.1 IP協(xié)議及特點 IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議體系中最中心的協(xié)議，它提供不可靠、無銜接的效力，也即依賴其他層的協(xié)議進展過失控制。 IP首部構(gòu)造 IP協(xié)議是一個面向無銜接不可靠的網(wǎng)絡層協(xié)議，詳細表如今： 不保證源主機發(fā)送出來的IP數(shù)據(jù)包一定無過失地交付到目的主機。不保證源主機發(fā)送出來的IP數(shù)據(jù)包都在某一規(guī)定的時間內(nèi)交付到目的主機。不保證源主機發(fā)送出來的IP數(shù)據(jù)包一定按發(fā)送時的順序交付到目的主機。不保證源主機發(fā)送出來的IP數(shù)據(jù)包不會反復交付到目的主機。不故意丟棄IP數(shù)據(jù)包。丟棄IP數(shù)據(jù)包的情況主要是：路由器檢測出首部校驗

7、和有錯誤；TTL為零；或由于網(wǎng)絡中通訊量過大，路由器或目的主機中的緩存已無空閑空間。1.3.2 IP地址與子網(wǎng)掩碼 vIP地址由網(wǎng)絡號(網(wǎng)絡ID)和主機號(主機ID)兩個部分組成。v網(wǎng)絡號用來標識internet中的一個特定網(wǎng)絡，而主機號那么用來表示該網(wǎng)絡中的某臺主機，而子網(wǎng)掩碼就是用來標示IP地址中哪些位是網(wǎng)絡號，哪些位是主機號。 網(wǎng)絡ID、主機ID例如1IP地址的分類 2特殊的IP地址 v網(wǎng)絡地址：網(wǎng)絡地址包含了一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“0的主機號。例如，地址113.0.0.0，子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0，就表示該網(wǎng)絡是一個A類網(wǎng)絡的網(wǎng)絡地址，而一個具有IP地址為202.100.100.

8、2、子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0的主機所處的網(wǎng)絡地址為202.100.100.0，它是一個C類網(wǎng)絡，其主機號為2。v廣播地址：當一個設備向網(wǎng)絡上一切的設備發(fā)送數(shù)據(jù)時，就產(chǎn)生了廣播。為了使網(wǎng)絡上一切設備可以留意到這樣一個廣播，必需運用一個可進展識別和偵聽的IP地址。通常，這樣的IP地址以全“1結(jié)尾。IP廣播有兩種方式，一種叫直接廣播，另一種叫有限廣播。v回送地址：又稱為環(huán)回地址loopback地址，A類網(wǎng)絡地址127.0.0.0是一個保管地址，用于網(wǎng)絡軟件測試以及本地機器進程間通訊。無論什么程序，一旦運用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件不進展任何網(wǎng)絡傳輸，立刻將之前往。因此，含有網(wǎng)絡號127的

9、數(shù)據(jù)報不能夠出如今任何網(wǎng)絡上。v私有地址：又稱為公用網(wǎng)絡地址、內(nèi)部地址，地址范圍為10.0.0.010.255.255.255，172.16.0.0172.32.255.255，192.168.0.0192.168.255.255都屬于私有地址，這些地址被大量用于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡中，都是可以隨意運用的IP地址，而不需求向IP地址分配機構(gòu)進展懇求和付費。這也在一定程度上處理了IP地址不夠分配的問題，運用私有地址的私有網(wǎng)絡在接入Internet時，要運用地址翻譯 (NAT)，將私有地址翻譯成公用合法地址，在Internet上，這類私有IP地址是不能出現(xiàn)的。3子網(wǎng)劃分v當一個組織懇求了一段IP地址后，能

10、夠需求對IP地址進展進一步的子網(wǎng)劃分。例如，某個規(guī)模較大的公司懇求了一個B類IP地址166.133.0.0，假設采用B類規(guī)范子網(wǎng)掩碼255.255.0.0而不進一步劃分子網(wǎng)，那么166.133.0.0網(wǎng)絡中的一切主機最多共65534臺都將處于同一個直接廣播范圍內(nèi)或有限廣播范圍內(nèi)，網(wǎng)絡中充斥的大量廣播數(shù)據(jù)包將導致網(wǎng)絡最終不可用。v處理方案是進展非規(guī)范子網(wǎng)劃分。非規(guī)范子網(wǎng)劃分的戰(zhàn)略是借用主機號的一部分充任網(wǎng)絡號。詳細方法是采用新的、非規(guī)范子網(wǎng)掩碼，而不采用默許的規(guī)范子網(wǎng)掩碼。 C類網(wǎng)絡進展非規(guī)范子網(wǎng)劃分例如 B類網(wǎng)絡進展非規(guī)范子網(wǎng)劃分例如 4VLSMvVLSMVariable Length Sub

11、net Mask，可變長子網(wǎng)掩碼，規(guī)定了如何在一個進展了子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡中的不同部分運用不同的子網(wǎng)掩碼。這對于網(wǎng)絡內(nèi)部不同網(wǎng)段需求不同大小子網(wǎng)的情形來說非常有效。vVLSM實踐上是一種多級子網(wǎng)劃分技術(shù)。 VLSM 例如5CIDRv在分配IP地址段時也不再按照有類網(wǎng)絡地址的類別進展分配，而是將IP網(wǎng)絡地址空間看成是一個整體，并劃分成延續(xù)的地址塊。 vCIDR可以用來做IP地址匯總或稱超網(wǎng)、子網(wǎng)會聚。在未作地址匯總之前，路由器需求對外聲明一切的內(nèi)部網(wǎng)絡IP地址空間段。 CIDR 例如6IPV6vIPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，即有232-1個地址；而IPv6中IP地址的

12、長度為128，即有2128-1個地址。vIPv6運用更小的路由表。IPv6的地址分配一開場就遵照聚類Aggregation的原那么，這使得路由器能在路由表中用一條記錄Entry表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的表目項數(shù)量，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。vIPv6添加了加強的組播Multicast支持以及對流的支持Flow Control，這使得網(wǎng)絡上的多媒體運用有了長足開展的時機，為效力質(zhì)量QOS，Quality of Service控制提供了良好的網(wǎng)絡平臺。vIPv6參與了對自動配置Auto Configuration的支持。這是對DHCP協(xié)議的改良和擴展，使得網(wǎng)絡尤其是局域網(wǎng)的管理更

13、加方便和快捷。vIPv6具有更高的平安性。在運用IPv6網(wǎng)絡中用戶可以對網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)進展加密并對IP報文進展校驗，極大的加強了網(wǎng)絡的平安性。1.4 TCP協(xié)議和UDP協(xié)議 1.4.1 TCP協(xié)議 傳輸控制協(xié)議Transmission Control Protocol，TCP是一種面向銜接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通訊協(xié)議，該協(xié)議主要用于在主機間建立一個虛擬銜接，以實現(xiàn)高可靠性的數(shù)據(jù)包交換。 1TCP報頭構(gòu)造及特點 源端口和目的端口2TCP銜接的三次握手與釋放的四次揮手 1.4.2 UDP 協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP是TCP/IP協(xié)議體系中一種無銜接傳輸層協(xié)議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送

14、效力。 1.5 ARP協(xié)議和ICMP協(xié)議 1.5.1 ARP協(xié)議 1ARP協(xié)議簡介 ARP協(xié)議是“Address Resolution Protocol地址解析協(xié)議的縮寫。所謂“地址解析就是主機在發(fā)送幀前需求將目的IP地址轉(zhuǎn)換成目的MAC地址的過程。ARP協(xié)議的根本功能就是經(jīng)過目的計算機的IP地址，查詢目的計算機的MAC地址，以保證通訊的順利進展。 2ARP任務過程 3ARP報文格式 4ARP緩沖區(qū) 1.5.2 ICMP協(xié)議 1ICMP協(xié)議簡介 IP協(xié)議是一種不可靠的協(xié)議，無法進展過失控制。但IP協(xié)議可以借助其他協(xié)議來實現(xiàn)這一功能，如ICMPInternet Control Messages Protocol，網(wǎng)間控制報文協(xié)議。