第3章TCPIP网络解析课件.ppt
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1、TCP/IP网络基础网络基础1第第3章章 TCP/IP网络网络本章要点:本章要点:掌握TCP/IP参考模型的体系结构。掌握TCP/IP的地址、子网掩码和网关等概念掌握子网划分技术和划分方法掌握网络层协议IP及IP数据报头部格式掌握TCP提供的服务、段格式和工作原理了解端口号和套接口的概念掌握UDP数据包格式、提供的服务和传输方法理解TCP/IP网络的信息传送过程TCP/IP网络基础网络基础2第第3章章 TCP/IP网络网络 目录目录3.1 TCP/IP体系结构 3.2 和IP地址3.3 子网的划分与配置3.4 TCP/IP网际层协议 3.5 传输控制协议(TCP)3.6 用户数据报协议(UDP
2、) 3.7 TCP/IP网络的信息传送TCP/IP网络基础网络基础33.1 TCP/IP体系结构体系结构3.1.1 TCP/IP参考模型 1. 1. TCP/IPTCP/IP概述概述3.1.2 TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构 1. 1. TCP/IPTCP/IP的层次的层次 网络接口层Ethernet、ATM、FDDI、X.25、PPP、Token-Ring 网际层IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP 传输层TCP、UDP 应用层 HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telnet、RPC、DNS、Ping TCP/IP网络基础网络基础43.1 TCP/IP体系结构体
3、系结构2. TCP/IP的层次结构与的层次结构与OSI层次结构的对照关层次结构的对照关系如下图所示:系如下图所示: 物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层网络接口层网际层传输层应用层OSI的参考模型TCP/IP的参考模型TCP/IP网络基础网络基础53.1 TCP/IP体系结构体系结构 3. 3. TCP/IPTCP/IP体系结构及各层协议体系结构及各层协议 TCP/IP网络基础网络基础63.1 TCP/IP体系结构体系结构TCP/IP协议也采用对等层通信的模式,封装和解除封装也在各层进行。发送方在发送数据时,应用程序将要发送的数据加上应用层头部交给传输层,TCP或UDP再将数据分成大
4、小一定的数据段,然后加上本层的报文头。TCP/IP的数据封装过程如图所示。 3.1.2 TCP/IP体系结构 4. 4. TCP/IPTCP/IP的数据封装的数据封装TCP/IP网络基础网络基础73.2 IP地址地址数字转换数字转换1.二进制:认识二进制数、基数、幂、权的概念。2. 2的次幂与十进制数值的对应关系 22 23 24 25 26 27 28 29 210 4 8 16 32 64 128 256 512 10243.二进制数到十进制数的转换 采用按权展开的方法4. 十进制数到二进制数的转换 采用除2取余法5. 与IP寻址有关的十进制到二进制的转换 (1)采用除2取余法 (2)凭经
5、验直接写出3.2 IP地址地址TCP/IP网络基础网络基础83.2 IP地址地址 物理地址指网卡(NIC)地址,它也称为MAC地址或硬件地址。物理地址是由生产厂家通过编码烧制在网卡的硬件电路上,不管它位于什么地方,物理地址总是恒定不变的。网卡地址由48位二进制数字组成(用12位十六进制数表示),高24位是由IEEE分配的厂商地址,低24位由生产厂商自己管理的地址(序列号),每一个网卡的物理地址在全球都是惟一的。 1.1. 物理地址物理地址 2. 2. IPIP地址地址 lIPIP地址由地址由3232位二进制比特组成,每位二进制比特组成,每8 8位为一段,共分为位为一段,共分为4 4段,段,段间
6、用段间用“.”“.”分隔。为了易于阅读,分隔。为了易于阅读,IPIP地址的每一段表示为其对应的十地址的每一段表示为其对应的十进制数字,称为进制数字,称为“点分十进制点分十进制”表示形式。例如表示形式。例如“211.70.248.3” “211.70.248.3” 。 lIPIP地址由类型、网络号和主机号三个部分组成,如图地址由类型、网络号和主机号三个部分组成,如图( (a)a)所示。所示。路由寻址时,首先根据地址的网络号到达网络,然后利用主机号到达主机。路由寻址时,首先根据地址的网络号到达网络,然后利用主机号到达主机。 lIPIP地址分为地址分为A A类、类、B B类、类、C C类、类、D D
7、类和类和E E类共五类,如图所示。不同类共五类,如图所示。不同的类适用于不同规模的网络。的类适用于不同规模的网络。 TCP/IP网络基础网络基础93.2 IP地址地址 2. 2. IPIP地址地址TCP/IP网络基础网络基础103.2 IP地址地址 1. 1. 物理地址物理地址2. 2. IPIP地址地址 3. 3. 特殊的特殊的IPIP地址(保留地址)地址(保留地址) 网络号网络号主机主机号号地址类型地址类型举例举例用途用途全全0 0全全0 0本机地址本机地址0.0.0.00.0.0.0启动时使用启动时使用任意任意全全0 0网络号网络号61.0.0.061.0.0.0标识一个网络标识一个网络
8、任意任意全全1 1直接广播地址直接广播地址129.21.255.255129.21.255.255在特定网上广播在特定网上广播全全1 1全全1 1有限广播地址有限广播地址255.255.255.255255.255.255.255在本网段上广播在本网段上广播第一段为第一段为127127任意任意回送地址回送地址127.0.0.1127.0.0.1测试测试A A类私有地址类私有地址 10.0.0.110.0.0.1 10.255.255.254 10.255.255.254保留的内部地址保留的内部地址 B B类私有地址类私有地址 172.16.0.1 172.16.0.1 172.31.255.2
9、54172.31.255.254保留的内部地址保留的内部地址 C C类私有地址类私有地址 192.168.0.1 192.168.0.1 到到 192.168.255.254 192.168.255.254保留的内部地址保留的内部地址 TCP/IP网络基础网络基础113.2 IP地址地址5. 5. IPIP地址的分配地址的分配 和使用和使用 Internet中IP地址是由指定机构分配的。这些地址外部用户可以访问它们,将它称为IP公有地址。局域网内部的计算机如果不作为Internet的主机供其它用户访问,那么IP地址可以任意分配。 IPv4的地址只有32位,资源已十分紧张,在新一代的Intern
10、et中,将会使用128位的IPv6地址。 路由器或网关常常被分配两个或更多的IP地址,用于连接两个或多个网络,如图所示。 4. 4. 路由器(网关)的路由器(网关)的IPIP编址编址 TCP/IP网络基础网络基础123.2 IP地址地址 1.1. 子网掩码子网掩码 子网掩码能分出IP地址中哪些位是网络ID,哪些位是主机ID。通过它和IP地址进行按位“逻辑与(AND)”运算,可以屏蔽掉IP地址中的主机部分,得到IP地址的网络ID。如果两台计算机网络ID相同,则表示两台计算机属于同一网络。 子网掩码的另一个作用是将一个网络ID再划分为若干个子网,以解决网络地址不够的问题。 l子网掩码的作用子网掩码
11、的作用 l默认子网掩码默认子网掩码 网络类别网络类别 子网掩码(二进制)子网掩码(二进制) 子网掩码(十进制)子网掩码(十进制) A A11111111.00000000.00000000.00000000 11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0255.0.0.0 B B11111111.11111111.00000000.0000000011111111.11111111.00000000.00000000 255.255.0.0255.255.0.0 C C11111111.11111111.11111111.00000000111111
12、11.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0255.255.255.0 2 2. . 默认网关默认网关 TCP/IP网络基础网络基础133.2 IP地址地址 1.1. 静态静态IPIP地址地址 静态IP地址由网络管理员手工对主机TCP/IP协议的相关选项进行配置。分为IP公有地址和IP私有地址两类。 2 2. . 引导程序协议引导程序协议BOOTPBOOTP 3. 3. 动态动态IPIP地址地址动态IP地址由DHCP服务器动态分配。请求DHCP服务的主机,每次入网时所得到的IP地址可能不同,这是因为DHCP服务器将地址池中的某个地址临时分配给主机,主机
13、使用结束后又由DHCP服务器收回,供其它主机使用。 4. 4. 自动专用自动专用IPIP地址地址 地址空间为“169.254.0.1” “169.254.255.254”。小型局域网中如果没有DHCP服务器,可以将所有的计算机都设为“自动获得IP地址”,这样每个Windows 2000的计算机都使用自动专用IP地址。TCP/IP网络基础网络基础143.3 子网的划分与配置子网的划分与配置 l可以连接不同的网络可以连接不同的网络 l重新组合网络的通信量重新组合网络的通信量 l减轻网络地址数不够的负担减轻网络地址数不够的负担 l更有效地使用网络地址更有效地使用网络地址TCP/IP网络基础网络基础1
14、53.3 子网的划分与配置子网的划分与配置 子网划分可以从IP地址的主机号前面部分“借”位,并把它们指定为子网号。 1. 1. 确定子网的数目确定子网的数目 根据子网数目确定取子网号位数。如取根据子网数目确定取子网号位数。如取3 3位,可以有位,可以有2 2 3 3 8 8种组合。注意:种组合。注意: l子网号必须是2位以上,主机号部分不能少于两位。 l子网号不能为全0 (但有些路由器支持“0”子网实现) l子网号不能为全“1” 子网数的计算公式如下:2 n 2 (n2,n是子网号位数) 2. 2. 确定每个子网支持的最大主机数确定每个子网支持的最大主机数 每个子网支持的最大主机数用主机号的剩
15、余部分计算而得。公式为:2 n 2 其中,n是剩余的主机号位数。减去2的原因是主机号全“0”和全“1”都不能作为主机号。主机号全“0”代表网络号加子网号,主机号全“1”代表这个子网的广播地址。 TCP/IP网络基础网络基础163.3 子网的划分与配置子网的划分与配置 4. 4. 为每个子网确定地址段为每个子网确定地址段 划分子网后的子网掩码会有改变,它是将对应位子网号的部分全变为划分子网后的子网掩码会有改变,它是将对应位子网号的部分全变为“1”“1”后作为新的子网掩码。例如,对于后作为新的子网掩码。例如,对于B B类地址,如果取主机号的前三位类地址,如果取主机号的前三位作为子网号,则相应的子网
16、掩码变化如下:作为子网号,则相应的子网掩码变化如下: 划分前:划分前:11111111.11111111.00000000.0000000011111111.11111111.00000000.00000000,十进制为,十进制为255.255.0.0255.255.0.0 划分后:划分后:11111111.11111111.11100000.0000000011111111.11111111.11100000.00000000,十进制为,十进制为255.255.224.0255.255.224.0 3. 3. 划分子网后的子网掩码划分子网后的子网掩码 确定好子网号的位数后,需要计算出每个子网
17、的起始地址、结束地址、子网的网络ID及子网的广播地址。 【 例【 例 8 . 18 . 1 】 设有一个C类 IP 地址,其网络号为211.70.248.0,现需要将它划分为5个子网,每个子网的主机数不超过30个,并假设路由协议支持同时发布网络地址及子网掩码。请计算出每个子网的网络地址、起始地址、结束地址和子网的广播地址,并计算出划分子网后的子网掩码。 TCP/IP网络基础网络基础173.3 子网的划分与配置子网的划分与配置 解:根据题意,划分解:根据题意,划分5 5个子网,可以从主机号中取前个子网,可以从主机号中取前3 3位(位(2 2 3 32 26 6)作为子网号。又因为路由协议支持同时
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