TCPIP基礎(chǔ)多媒體課件

TCP/IP基礎(chǔ)技術(shù)培訓(xùn)中心/胡韜文檔類型:文檔密級:主送對象: 抄送對象:文檔編號:審核人:修訂記錄修訂日期修訂版本修訂描述作者xxxxxxxTCPIP基礎(chǔ)2頁/共頁學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握TCPIP協(xié)議模型了解TCP/IP協(xié)議族中常見協(xié)議能夠使用TCPIP模型描述數(shù)據(jù)通信過程TCPIP基礎(chǔ)3頁/共頁課程內(nèi)容第一章網(wǎng)絡(luò)模型第二章TCP/IP協(xié)議族第三章數(shù)據(jù)通信原理4TCPIP基礎(chǔ)4頁/共頁校園網(wǎng)拓?fù)涞?頁TCPIP基礎(chǔ)5頁/共頁通信模型TCP/IP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)訪問層OSI參考模型TCP/IP模型TCPIP基礎(chǔ)6頁/共頁TCPIP模型應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層提供應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)的接口HTTP、FTP、SMTP、DNS、……建立端到端連接

TCP、UDP尋址和路由選擇

IP（ICMP、ARP）物理介質(zhì)訪問

Ethernet、PPP、HDLC、FrameRelay……定義接口與線纜

V24V35G.703每層通過協(xié)議完成各自特定的功能上層依賴下層提供服務(wù)TCPIP基礎(chǔ)7頁/共頁對等通信應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層SegementPacketFrameBITData相同層相同協(xié)議之間交換協(xié)議報(bào)文TCPIP基礎(chǔ)8頁/共頁報(bào)文封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭01000010傳輸層

數(shù)據(jù)鏈路層物理層

網(wǎng)絡(luò)層

應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層報(bào)頭傳輸層報(bào)頭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭傳輸層報(bào)頭數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭發(fā)送方由上而下逐層添加協(xié)議頭部應(yīng)用層報(bào)頭數(shù)據(jù)TCPIP基礎(chǔ)9頁/共頁報(bào)文拆封數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭01000010傳輸層

數(shù)據(jù)鏈路層物理層

網(wǎng)絡(luò)層

應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層報(bào)頭傳輸層報(bào)頭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭傳輸層報(bào)頭數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭接收方由下而上逐層去除協(xié)議頭部應(yīng)用層報(bào)頭數(shù)據(jù)TCPIP基礎(chǔ)10頁/共頁HTTP報(bào)文TCPIP基礎(chǔ)11頁/共頁課程內(nèi)容第一章網(wǎng)絡(luò)模型第二章TCP/IP協(xié)議族第三章數(shù)據(jù)通信原理12TCPIP基礎(chǔ)12頁/共頁TCP/IP協(xié)議族應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層IPICMPIGMPRARPARPUDPTCP各種應(yīng)用程序?qū)覵MTPFTP……DNSSNMPNFSTFTP由底層網(wǎng)絡(luò)定義的協(xié)議Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)文件傳輸FTP、TFTP郵件服務(wù)SMTP、POP3WWW服務(wù)HTTP、HTTPS網(wǎng)絡(luò)管理SNMP遠(yuǎn)程登錄Telnet地址服務(wù)DNS、DHCPTCPIP基礎(chǔ)14頁/共頁傳輸層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層提供端到端的傳輸服務(wù)TCP提供面向連接的、可靠的、有序的、流量控制的傳輸服務(wù)基于TCP的協(xié)議FTP、SMTP、Telnet、HTTPUDP提供無連接、不可靠的、無序的、無流量控制的傳輸服務(wù)基于UDP的協(xié)議TFTP、SNMP、DHCPTCPIP基礎(chǔ)15頁/共頁TCP/UDP報(bào)文0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認(rèn)號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16位緊急指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDP報(bào)文格式TCP報(bào)文格式16位UDP長度TCPIP基礎(chǔ)16頁/共頁端口號源端口隨機(jī)分配，大于1024的端口目標(biāo)端口使用知名端口主機(jī)B主機(jī)A102823…源端口目的端口105080…主機(jī)CTCPIP基礎(chǔ)17頁/共頁常見協(xié)議端口號協(xié)議HTTPFTPDNSTFTPSMTPPOP3telnet應(yīng)用層TCP端口號協(xié)議端口號協(xié)議端口號協(xié)議端口號FTP21HTTP80SMTP25FT-data20HTTPS443POP3110Telnet23SQL1433Tacacs+49SSH22Oracel1521DNS53UDP端口號協(xié)議端口號協(xié)議端口號協(xié)議端口號DHCP6768Radius18121813WINS42TFTP69NTP123NETBIOS137138139SNMP161162RIP520DNS53TCPIP基礎(chǔ)18頁/共頁查看端口號使用netstat命令查看正在使用的端口信息TCPIP基礎(chǔ)19頁/共頁TCP協(xié)議特點(diǎn)基于TCP的應(yīng)用在傳輸數(shù)據(jù)之前必須先由TCP建立連接，在傳輸過程中由TCP解決可靠性、有序性，進(jìn)行流量控制，傳輸結(jié)束后由TCP拆除連接通過頭部字段的置值完成協(xié)議的功能TCPIP基礎(chǔ)20頁/共頁TCP頭部字段源端口標(biāo)識發(fā)送方的進(jìn)程，目的端口標(biāo)識接收方的進(jìn)程序號保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行蛐?，確認(rèn)號對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)Flag字段(8位)ACK確認(rèn)號標(biāo)志，置1表示確認(rèn)號有效，表示收到對端的特定數(shù)據(jù)RST復(fù)位標(biāo)志，置1表示拒絕錯誤和非法的數(shù)據(jù)包，復(fù)位錯誤的連接SYN同步序號標(biāo)志，置1表示同步序號，用來建立連接FIN結(jié)束標(biāo)志，置1表示連接將被斷開，用于拆除連接Option字段MSS最大段大小，通過置位，協(xié)商能承載的TCP數(shù)據(jù)的大小TCPIP基礎(chǔ)21頁/共頁建立連接TCP通過三次握手建立連接SYN置位為1seqnumber=AACK置位為1,SYN置位為1Seqnumber=Backnumber=A+1ACK置位為1Seqnumber=A+1Acknumber=B+1)PC1PC2TCPIP基礎(chǔ)22頁/共頁HTTP案例基于TCP的應(yīng)用程序如HTTP，必須先由TCP通過三次握手建立連接，才能傳輸數(shù)據(jù)581158Src-port=51368Dst-port=80Seq–number=2795650878SYN=1Src-port=80Dst-port=51368Seq–number=3889809948ack–number=2795650879ACK=1SYN=1Src-port=51368Dst-port=80Seq–number=2795650879ack–number=3889809949ACK=1HTTP數(shù)據(jù)TCPIP基礎(chǔ)23頁/共頁MSSMaximumSegmentSize最大段的大小只在建立連接時置位，用于協(xié)商雙方能接收的段（segment）的大?。═CP的數(shù)據(jù)部分）MSS=MTU-TCP頭部-IP頭部，可以根據(jù)需要人為調(diào)整TCPIP基礎(chǔ)24頁/共頁RSTResettheconnection重置連接用于復(fù)位因某種原因?qū)е碌腻e誤連接，也用來拒絕非法數(shù)據(jù)和請求。如果接收到RST位時候，通常發(fā)生了某些錯誤Rst可能被接收方或者中間設(shè)備置位RST置位的原因服務(wù)器端口沒有打開服務(wù)器響應(yīng)太慢，用戶終止連接網(wǎng)絡(luò)攻擊其他

TCPIP基礎(chǔ)25頁/共頁數(shù)據(jù)傳輸通過序號解決傳輸數(shù)據(jù)的有序性，通過序號和確認(rèn)號解決可靠性發(fā)送方通過序號對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的第一個字節(jié)進(jìn)行編號接收方通過確認(rèn)號表達(dá)期待接收到數(shù)據(jù)的序列號如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到對已發(fā)送數(shù)據(jù)的確認(rèn)，則進(jìn)行重傳窗口表示接收方的接收能力在傳輸?shù)倪^程中，如果數(shù)據(jù)丟失，窗口減半接收方通過動態(tài)調(diào)整窗口的大小進(jìn)行流量控制TCPIP基礎(chǔ)26頁/共頁FIN置位為1seqseqnumber=AACK置位為1Acknumber＝A+1ACK置位為1Acknumber＝B+1FIN置位為1Seqnumber=B拆除連接TCP通過FIN置位為1表示拆除連接四次握手拆除雙向連接TCPIP基礎(chǔ)27頁/共頁網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層提供主機(jī)到主機(jī)的傳輸服務(wù)IP提供主機(jī)到主機(jī)的傳輸服務(wù)ICMP

輔助IP工作，提供出錯和控制信息ARP提供IP和MAC地址之間的映射TCPIP基礎(chǔ)28頁/共頁IPv4報(bào)文版本報(bào)文長度服務(wù)類型總長度標(biāo)識符標(biāo)志片偏移生存時間協(xié)議報(bào)頭校驗(yàn)和源

IP

地址目的IP

地址IP

選項(xiàng)通過協(xié)議號標(biāo)識上層協(xié)議通過源IP標(biāo)識發(fā)送方主機(jī)，通過目標(biāo)IP標(biāo)識接收方主機(jī)數(shù)據(jù)TCPIP基礎(chǔ)29頁/共頁IPv4頭部字段服務(wù)類型及優(yōu)先級QOS時用于標(biāo)記數(shù)據(jù)優(yōu)先級，IP優(yōu)先級3位，DSCP6位標(biāo)識符標(biāo)識不同的IP報(bào)文，同一IP報(bào)文的所有分片具有相同的標(biāo)識符標(biāo)志用于分片標(biāo)志，DF=1表示不允許分片，DF=0表示允許分片；MF=1表示后面還有分片，MF=0表示這是最后一個分片片偏移表示本分片在IP報(bào)文中的相對位置存活時間TTL每經(jīng)過一個路由器TTL-1,為0則丟棄該報(bào)文TCPIP基礎(chǔ)30頁/共頁IPv4地址網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備基于IPv4地址轉(zhuǎn)發(fā)IP包通過IPv4地址標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)層的節(jié)點(diǎn)IPv4地址通過子網(wǎng)掩碼標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位A、B、C類地址缺省掩碼分別為，，255.255.0網(wǎng)絡(luò)號相同的主機(jī)直接轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)號不同的主機(jī)通過網(wǎng)關(guān)間接轉(zhuǎn)發(fā)IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行與運(yùn)算，獲得網(wǎng)絡(luò)號通過比較網(wǎng)絡(luò)號判斷是否同一子網(wǎng)可以通過改變子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)或者進(jìn)行路由匯總TCPIP基礎(chǔ)31頁/共頁ICMPIP協(xié)議是一種不可靠的協(xié)議ICMP輔助IP工作，提供IP數(shù)據(jù)包傳輸過程中發(fā)生的錯誤、失敗等信息，以及其它關(guān)于IP數(shù)據(jù)包處理情況的消息，提供網(wǎng)絡(luò)診斷等功能ICMP被IP封裝，協(xié)議號1ICMP消息可分為ICMP差錯消息和ICMP查詢消息Ping和tracert都是基于ICMP協(xié)議

TCPIP基礎(chǔ)32頁/共頁ICMP報(bào)文的格式IP頭部ICMP報(bào)文數(shù)據(jù)部分檢驗(yàn)和類型代碼IP數(shù)據(jù)包類型：定義了報(bào)文的類型代碼：指明了發(fā)送這個特定報(bào)文類型的原因ICMP的數(shù)據(jù)部分（長度取決于類型）標(biāo)識序列號TCPIP基礎(chǔ)33頁/共頁測試工具-Ping作用測試源、目標(biāo)主機(jī)間的IP連通性顯示從發(fā)送請求到收到應(yīng)答的時間，衡量網(wǎng)絡(luò)性能原理源主機(jī)目的主機(jī)ICMPEcho-requestICMPEcho-replayTCPIP基礎(chǔ)34頁/共頁P(yáng)ing的參數(shù)缺省情況下，ping命令發(fā)四、五個小的單播包，要求在2s內(nèi)收到應(yīng)答可以通過附加參數(shù)指定大小、數(shù)量進(jìn)一步測試網(wǎng)絡(luò)TCPIP基礎(chǔ)35頁/共頁P(yáng)ing信息反饋不同系統(tǒng)對ping信息反饋顯示形式不同!1個！表示收到1個ICMP的requestreplayU表示收到ICMP不可達(dá)信息&表示收到ICMP超時信息。1個。表示在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到對應(yīng)的requestreplayRequestTimedOut超時，目標(biāo)主機(jī)不存在，關(guān)閉，不予應(yīng)答DestinationHostUnreachable網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有到目標(biāo)主機(jī)的路由Unknownhost未知主機(jī)，DNS的問題TCPIP基礎(chǔ)36頁/共頁測試工具-Tracert在探測網(wǎng)絡(luò)連通性的同時，探測到目標(biāo)主機(jī)所經(jīng)過的路徑，顯示沿路徑每個三層設(shè)備的接口IPWindows下是tracert，發(fā)送ICMPecho-request，目標(biāo)主機(jī)回應(yīng)ICMPecho-replayUNIX下與之對應(yīng)的是traceroute，發(fā)送UDP報(bào)文，目標(biāo)主機(jī)回應(yīng)端口不可達(dá)原理源主機(jī)首先發(fā)三個包，TTL=1第一臺路由器收到后，TTL-1=0，丟棄并用ICMP報(bào)超時消息收到超時消息，源主機(jī)顯示信息并發(fā)送下一組三個包，TTL=上一組TTL+1收到目標(biāo)主機(jī)的應(yīng)答后程序終止*號表示探測包丟失TCPIP基礎(chǔ)37頁/共頁數(shù)據(jù)鏈路層在相鄰節(jié)點(diǎn)間提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)局域網(wǎng)IEEE802.2定義LLC子層IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)HDLCPPPFrameRelay應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCPIP基礎(chǔ)38頁/共頁數(shù)據(jù)源MAC幀檢測序列類型目的MAC可變2664

EthernetII的幀格式正常的以太網(wǎng)幀長度在64-1518字節(jié)之間通過目標(biāo)MAC標(biāo)識接收方，通過源MAC標(biāo)識發(fā)送方通過類型字段標(biāo)識承載的上層協(xié)議TCPIP基礎(chǔ)39頁/共頁物理層為數(shù)據(jù)傳輸提供物理通道定義接口、線纜標(biāo)準(zhǔn)、傳輸速率、傳輸距離等參數(shù)物理層介質(zhì)同軸電纜、雙絞線、光纖、無線等局域網(wǎng)10Base-T、100Base-T廣域網(wǎng)RS-232、V.24、V.35應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCPIP基礎(chǔ)40頁/共頁網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層中繼器HUB二層交換機(jī)三層交換機(jī)、路由器防火墻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對數(shù)據(jù)的處理基于它所處的層次TCPIP基礎(chǔ)41頁/共頁尋址與地址映射地址用于標(biāo)識設(shè)備或接口，不同的協(xié)議有不同的尋址機(jī)制物理層地址時隙信道數(shù)據(jù)鏈路層地址MAC地址DLCIVPI/VCI網(wǎng)絡(luò)層地址IP地址傳輸層地址端口號應(yīng)用層地址主機(jī)名URL地址解析協(xié)議ARP建立IP和MAC地址的映射DNS建立域名和IP地址的映射WINS建立主機(jī)名和IP地址的映射TCPIP基礎(chǔ)42頁/共頁課程內(nèi)容第一章網(wǎng)絡(luò)模型第二章TCP/IP協(xié)議族第三章數(shù)據(jù)通信原理43TCPIP基礎(chǔ)43頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)同一子網(wǎng)PC1PC2目的MAC源MAC源IP目的IPIP數(shù)據(jù)FCS?數(shù)據(jù)包以以太網(wǎng)幀的形式在以太網(wǎng)鏈路上傳輸通過ARP協(xié)議獲得目的MACRG-2628G-EPC1和PC2通信TCPIP基礎(chǔ)44頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)同一子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC217054MAC-PC2如果源、目標(biāo)IP在同一子網(wǎng)，兩者能直接通信通過ARP協(xié)議獲得目的IP對應(yīng)的MAC地址ARP查詢報(bào)文0MAC-PC100000.0000.0000.0000TCPIP基礎(chǔ)45頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)同一子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC217054MAC-PC2同一個廣播域內(nèi)的所有主機(jī)都能收到ARP查詢報(bào)文只有被查詢的主機(jī)才會應(yīng)答ARP請求和應(yīng)答報(bào)文在兩臺PC的ARP表中建立IP-MAC映射ARP應(yīng)答報(bào)文0MAC-PC20MAC-PC1TCPIP基礎(chǔ)46頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)同一子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC217054MAC-PC2ARP應(yīng)答報(bào)文ARP查詢報(bào)文交換機(jī)基于源MAC地址學(xué)習(xí)在mac表中建立MAC和交換機(jī)端口的映射關(guān)系Fa0/4Fa0/8TCPIP基礎(chǔ)47頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)同一子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC217054MAC-PC2主機(jī)基于ARP表中的IP-MAC映射封裝二層交換機(jī)基于目標(biāo)MAC查找MAC表轉(zhuǎn)發(fā)Fa0/4Fa0/8MAC-PC2MAC-PC100IP數(shù)據(jù)FCSTCPIP基礎(chǔ)48頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)不同子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC2054MAC-PC2RG-3760E-24VLAN1054VLAN2054如果源、目標(biāo)IP不在同一子網(wǎng)，兩者不能直接通信必須借助網(wǎng)關(guān)設(shè)備完成數(shù)據(jù)通信TCPIP基礎(chǔ)49頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)不同子網(wǎng)PC1054MAC-PC1PC2054MAC-PC2RG-3760E-24VLAN1054VLAN2054ARP查詢報(bào)文0MAC-PC1540000.0000.0000.0000不同子網(wǎng)間通信需要把數(shù)據(jù)交給網(wǎng)關(guān)ARP請求網(wǎng)關(guān)的MAC地址TCPIP基礎(chǔ)50頁/共頁局域網(wǎng)內(nèi)不同子網(wǎng)PC1054MAC-PC1