【課件】計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議P39傳送和處理數(shù)據(jù)信息在信息中，加上目標(biāo)地址和源地址檢查數(shù)據(jù)正確性的機(jī)制流量控制機(jī)制選擇最優(yōu)路徑的機(jī)制報文的分組傳送和數(shù)據(jù)包的排序和重組機(jī)制通信協(xié)議特點(diǎn)通信協(xié)議組成1精選課件OSI參考模型P411、物理層2、數(shù)據(jù)鏈路層3、網(wǎng)絡(luò)層4、傳輸層5、會話層6、表示層7、應(yīng)用層2精選課件OSI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每一層都使用自己的協(xié)議每一層都利用下層提供的服務(wù)與對等層通信HostAHostBAP

2、DUPPDUSPDU 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OSI模型中的數(shù)據(jù)傳輸5精選課件數(shù)據(jù)封裝與解封裝DataData第7層頭+第7層頭+第6層頭Data第7層頭第6層頭+第5層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭+第4層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭+第3層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭第3層頭+第2層頭Data第7層頭第6層頭第5層頭第4層頭第3層頭第2層頭+第1層頭應(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2層頭第3層頭

3、第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭二進(jìn)制的數(shù)據(jù)流第1層頭Data第2層頭第3層頭第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第3層頭第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第4層頭第5層頭第6層頭第7層頭Data第5層頭第6層頭第7層頭Data第6層頭第7層頭Data第7層頭封裝解封裝TCP/IP參考模型與協(xié)議由于歷史的原因，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I

4、nternet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、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)。7精選課件TCP/IP參考模型與協(xié)議從字面上看，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。 8精選課件模型結(jié)構(gòu)TCP/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

5、聯(lián)層和OSI的網(wǎng)絡(luò)層在功能上非常相似。各層功能參加P47 599精選課件模型結(jié)構(gòu)10精選課件TCP/IP模型的層次結(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TCP/IP模型12精選課件TCP、UDP協(xié)議處于傳輸層（Transport）：TCP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)。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。TCP還

6、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。 13精選課件UDP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。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。14精選課件常用協(xié)議：P46NetBEUI協(xié)議IPX/SPX及其兼容協(xié)議TCP/IP協(xié)議族TCPHTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SMTP、SSHUDPRIP、SNMP、DNS、TFTPIPAR

7、P、ICMP、IGMP15精選課件ARP廣播ARP請求IP=, MAC=?IP=MAC=00E0.FC01.1111HostAHostBHostCIP=MAC=00E0.FC02.2222IP=MAC=00E0.FC03.3333單播ARP響應(yīng)IP=, MAC=00E0.FC03.3333IP=MAC=00E0.FC01.1111HostAHostBIP=MAC=00E0.FC02.2222HostCIP=MAC=00E0.FC03.3333RARP廣播RARP請求MAC=00E0.FC01.1111無IP地址無盤工作站HostBRARP Server單播RARP響應(yīng)MAC=00E0.FC01

8、.1111, IP=MAC=00E0.FC01.1111IP=HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server無盤工作站局域網(wǎng)P62定義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)特征組建便利、可用多種介質(zhì)通信傳輸速率高比較靈活機(jī)動傳輸距離短18精選課件局域網(wǎng)特性與特點(diǎn)局域網(wǎng)特性傳輸媒體角度傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓L問控制局域網(wǎng)的特點(diǎn)覆蓋范圍?。?5KM）高傳輸率和低誤碼率硬軟件設(shè)施及協(xié)議方面有所簡化媒體訪問控制相對簡單采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)19精選課件局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)P68IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)20精選課件局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的基本組成網(wǎng)絡(luò)硬件網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)信息資源

9、無線局域網(wǎng)的組成AP接入兩兩接入辦公室和家庭局域網(wǎng)的組建21精選課件傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纜無線22精選課件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23精選課件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?4精選課件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25精選課件局域網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備P82網(wǎng)卡調(diào)制解調(diào)器P84中繼器集線器P85網(wǎng)橋交換機(jī)P87路由器網(wǎng)關(guān)P8826精選課件局域網(wǎng)介質(zhì)訪問技術(shù)P69CSMA/CD載波偵聽多路訪問/沖突檢測令牌環(huán)Token Ring

10、令牌總線Token Bus27精選課件28精選課件廣域網(wǎng)、連接InternetX.25（分組交換網(wǎng)） P100ATM網(wǎng) P106幀中繼 P104電話線撥號連接ISDN連接（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)） P102寬帶連接xDSLHFC有線電視寬帶接入FTTB（Fiber To The Building）FTTH（Fiber To The Home）DDN專線連接無線連接29精選課件Internet概述Internet的含義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)。基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)間網(wǎng)使用和開發(fā)這些網(wǎng)絡(luò)的用戶群可從網(wǎng)絡(luò)上獲取的資源集數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)資源網(wǎng)3

11、0精選課件Internet的由來和發(fā)展P114自學(xué)31精選課件Internet的基本功能按應(yīng)用分類通信電子郵件（E-mail）、新聞組（Usenet）等。獲取信息萬維網(wǎng)（WWW）、文件傳輸（FTP）等。共享計算機(jī)資源遠(yuǎn)程登錄Telnet等。 32精選課件Internet的工作方式一、Internet的工作原理分組交換概念：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）。解決的問題通常情況下，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

12、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。解決共享線路延遲問題，使各臺計算機(jī)平等地使用共享網(wǎng)絡(luò)資源。33精選課件網(wǎng)際協(xié)議IPInternet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。 傳輸控制協(xié)議TCP提供可靠的無差錯的通信服務(wù)?？蛻魴C(jī)與服務(wù)器34精選課件Internet的域名管理與地址分配1、IP地址I、什么是IP地址II、IP地址分類III、如何計算子網(wǎng)IV、什么是廣播地址V、子

13、網(wǎng)如何劃分VI、子網(wǎng)的可用IP數(shù)2、域名35精選課件I、什么是IP地址在Internet中標(biāo)識每臺計算機(jī)IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成（IPv4）分成四段，段與段之間用圓點(diǎn)相隔每段八位（一個字節(jié)）每段可用一小于256的十進(jìn)制數(shù)表示(0-255)如：9011001010 01111000 01110111 10111110IPv4的表示法稱為點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)表示36精選課件IPv4 .vs. IPv6IPv6為了解決IP地址匱乏的問題采用128位二進(jìn)制數(shù)表示（16個字節(jié)）可寫成8個16位的無符號如：fe80:220:edff:fe84:1b07 fe80:201:3ff:fecc:aac7IPv6的表

14、示法稱為冒分十六進(jìn)制數(shù)表示返回37精選課件II、IP地址分類第一個字節(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211366416843002375386905638精選課件A類：最高位0不變0 xxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000001

15、11 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111100000000 00000000 00000000 0000000001111111 11111111 11111111 11111111555539精選課件B類：高2位10不變10 xx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 00001011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111110000000 00000000 00000000 0000000010111111 11111111 11

16、111111 11111111555540精選課件C類：高3位110不變110 x xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 00001101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111111000000 00000000 00000000 0000000011011111 11111111 11111111 11111111555541精選課件D類：高4位1110不變1110 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx1110 0000 0000

17、0000 0000 0000 0000 00001110 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111111100000 00000000 00000000 0000000011101111 11111111 11111111 111111115555返回42精選課件III、如何計算子網(wǎng)24怎樣判斷2臺主機(jī)是否處于同一子網(wǎng)？124124方法：計算子網(wǎng)號（網(wǎng)絡(luò)號）02443精選課件00001010.00000001.00001011.000000012411111111.11111111.11111111.11100000)00001010.00000001.0000101

18、1.0000000044精選課件100001010.00000001.00001011.000111112411111111.11111111.11111111.11100000)00001010.00000001.00001011.0000000045精選課件100001010.00000001.00001011.001111012411111111.11111111.11111111.11100000)00001010.00000001.00001011.00100000246精選課件000001010.00000001.00001011.010100002411111111.111111

19、11.11111111.11100000)00001010.00000001.00001011.010000004返回47精選課件IV、什么是廣播地址廣播地址子網(wǎng)號!子網(wǎng)掩碼400001010.00000001.00001011.010000002411111111.11111111.11111111.11100000)500000000.00000000.00000000.00011111!）00001010.00000001.00001011.01011111返回48精選課件1、子網(wǎng)劃分的需求2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算4、VLSM和CIDRV、子網(wǎng)劃分 49精選課件早

20、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 50精選課件大型機(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 51精選課件分類IP地址的低效性IP地址資源浪費(fèi)嚴(yán)重IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)量不敷使用業(yè)務(wù)擴(kuò)展缺乏靈活性無法應(yīng)對Internet的爆炸式增長 52精選課件1、子網(wǎng)劃分的需求2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算4、VLSM及CIDR 53精選課件子網(wǎng)劃分方法子網(wǎng)劃分前的兩級IP地址網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號子網(wǎng)劃分后的三級IP地址網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)號子網(wǎng)號54精選課件IP地址與子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)號子網(wǎng)號11111111111111111 0000000011111111網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號

21、主機(jī)號IP地址子網(wǎng)掩碼55精選課件默認(rèn)掩碼A類地址默認(rèn)掩碼為B類地址默認(rèn)掩碼為C類地址默認(rèn)掩碼為 56精選課件示例：計算子網(wǎng)地址1000011010010000000000010000000111111111111111111111111100000000AND1000011010010000000000010000000011111111000000011001000010000110IP地址子網(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55子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)地址廣播地址 57精選課件1、子網(wǎng)劃分的需求2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算4、VLSM及CIDR 58精選課件計算子網(wǎng)內(nèi)

22、可用主機(jī)地址數(shù)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 59精選課件示例：計算子網(wǎng)內(nèi)可用地址數(shù)110000001010100000000011110 00001920001000011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27N32275可用的主機(jī)地址數(shù)等于25-2=3060精選課件根據(jù)主機(jī)地址數(shù)劃分子網(wǎng)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 1.1

23、1.1網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號子網(wǎng)號N位61精選課件示例：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=10子網(wǎng)掩碼位數(shù)為32-10=22，子網(wǎng)掩碼為劃分出子網(wǎng)：、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62精選課件根據(jù)子網(wǎng)掩碼計算子網(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位假設(shè)子網(wǎng)號位數(shù)為M，則子網(wǎng)數(shù)為2M個 63精選課件根據(jù)子網(wǎng)數(shù)劃分子網(wǎng)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

24、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 64精選課件示例：根據(jù)子網(wǎng)數(shù)劃分子網(wǎng)101010001100001100000 00000000000111111111111111111111 00000000000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2M27 2M-1計算出子網(wǎng)號位數(shù)M=5該子網(wǎng)掩碼位數(shù)為16+5=21，子網(wǎng)掩碼為根據(jù)子網(wǎng)掩碼劃分出子網(wǎng)65精選課件1、子網(wǎng)劃分的需求2、IP子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)知識3、IP子網(wǎng)劃分相關(guān)計算4、VLSM及CIDR 66精選課件VLSM子網(wǎng)劃分的局限性無法實(shí)現(xiàn)把網(wǎng)絡(luò)劃分為不同大小的子網(wǎng)常常會浪費(fèi)許多主機(jī)地址VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可變長子網(wǎng)掩碼）允許使用多個子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)使組織的IP地